BIM技术在铁路站房项目建设质量管理中的应用

朱洪涛

（成都铁路局客站建设指挥部，四川成都 610081）

1 背景

近年来，我国的高速铁路技术取得了很大进步，我国的高速铁路建设取得了举世瞩目的成绩。中国铁路正处于“走出去”的重要战略时期，中国高铁将成为中国立足于世界强国之林的一张闪亮的名片。

结合国内外先进技术和先进理论实践并基于中国铁路站房设施管理的现状，本文提出了一种基于BIM技术的铁路站房建设质量的管理方法，探索基于BIM技术的质量信息统一管理信息平台的建设。

2 BIM技术在铁路站房建设中的应用

目前在铁路站房建设中的质量管理存在两个难点：一是如何把好设计源头关，让设计文件的深度达到规定的标准，要将相关的“错、漏、碰、缺”问题尽可能消灭在施工图审查之前，为后续的相关工作提供技术条件；二是如何才能真正把好现场质量关，从原材料、试件入手，以标准化为抓手，强化作业标准，切实把控施工质量[1-2]。

我们将BIM技术在贵阳的实际项目中进行了应用，重点放在应用BIM技术提高项目质量管理方面。

2.1 工程概况

新建长沙至昆明铁路客运专线贵阳东站，为中型铁路旅客车站，设计使用年限50年。项目位于贵州省贵阳市东北部，为铁路客运专线车站。车场设计10站台面18线。站台设计为450m长，11.5m宽，1.25m高，其中侧式站台2座、岛式站台4座，12m宽跨线地道两座。该工程包含站房工程及站台风雨棚工程。总面积48979.12m2。其中站房建筑面积9983.23m2，站台风雨棚投影面积31725.32m2，地道建筑面积7270.57m2。效果图见图1。

图1 贵阳东站效果图

2.2 应用目标

针对传统建设工程项目管理中容易出现的土建、钢结构、水暖电、装饰等各专业碰撞造成设计变更或返工等问题，从设计源头抓起，应用BIM技术辅助设计单位出图，尽可能将相关问题解决在施工图设计阶段。如：（1）构建完整的设计信息模型，为指导性施工组织设计的编制提供相应数据支撑；（2）应用于项目整个的施工过程，重点在于实现项目质量管控的全程追踪分析和管控，实现质量责任的可追溯；（3）兼顾进度和竣工文件编制[3]。

2.3 具体实施步骤

BIM技术在铁路站房建设中质量管理的运用主要体现在如下几个阶段。

2.3.1 前期工作阶段

（1）施工图设计阶段

从BIM的运用导向来看，从施工图阶段才开始使用虽然是现状常用的办法，但更提倡从建筑设计开始全过程运用BIM。

之所以在这个时点介入，是因为前期相关技术方案已经相对稳定，介入之后可以迅速跟进设计，辅助设计单位准确完成施工图设计。

提取相关工程量，为校核施工图预算做准备。

（2）施工图审查后的调整

协助设计院根据施工图审查意见对设计进行调整，BIM模型同步更新。

（3）招标前的准备工作

根据三维信息模型，应用相关进度管理软件，对建设过程进行模拟推演，结合外部各种条件，确定合理工期，辅助指导性施工组织设计的编制。

2.4 项目施工阶段

2.4.1 建立现场BIM应用团队

该阶段是铁路站房建设中质量管理的重点阶段，明确项目BIM的应用点、应用目标，合理设定流程，结合BIM各参与方对信息的协同要求，合理选择参与方，组建实施队伍，明确各方职责，妥善制定相关协作流程。

根据现场实际和应用需求，要求施工单位在兑现投标承诺的基础上，适当增配部分应用人员，由建设单位总牵头，设计、施工、监理单位共同参与组建现场BIM应用团队。

2.4.2 BIM应用软件配置

该项目建模软件采用的是Revit 2014软件，项目后期整合软件采用的是NavisWorks 2014软件。

2.4.3 组织实施阶段

根据BIM应用的目标，各参建单位在整个构架体系下，严格按照各自权限、职责分工开展工作。该项目BIM应用的主要亮点如下：

（1）对BIM设计模型进行深化得到BIM施工模型；

（2）针对各施工方案在BIM施工模型上进行多次模拟得到最优方案；

（3）基于BIM技术的可视化特点，进行基于3D模型与施工模型动画的相互沟通与技术交底；

（4）通过BIM技术进行铁路站房项目的质量、安全信息进行管理，其核心在于基于BIM的云平台，在项目进行中，项目管理人员利用PC端和移动端通过BIM云平台随时查看、更新信息，提高沟通效率[4]。

基于BIM的铁路站房施工管理，其核心在于建立以BIM模型建立的信息模型，并将与项目有关的信息，如质量、成本、进度等输入至模型之中，最终形成可供多方应用和共享的信息模型。以此模型与原计划模型进行比较，并以阶段性的实际模型模拟后续阶段的施工过程，及时发现问题并解决问题。

当进入竣工验收阶段，汇总了实际项目信息和各类问题与解决方法的BIM模型在建设单位中心数据库中分类汇总，可以准确地反映出真实的施工情况并以此模型为基础进行竣工结算工作，简化了竣工结算工作量统计的工作。BIM技术结合相应数据库，可以快速、精确地进行框图出价、产值核算等相关工作，为最终结算提供依据[5]。

2.5 运营维护阶段

在项目交付后的运营阶段，拥有所有设备的相关信息，可以为设备管理和设备更新提供可靠的依据。可以为管护单位提供相应设备的各类有用信息，实现了全生命周期的信息传递，为保正建筑正常运转创造了有利条件。

3 BIM技术在贵阳东站中的应用内容及解决的问题

（1）机电及土建的施工深化设计

BIM模型生成的过程，也是发现设计图纸问题的过程。该项目各专业模型完成后，全部导入NavisWorks软件进行碰撞检查，发现土建与安装之间、安装各专业之间的全部碰撞点，并根据其影响的大小加以分类（图2）。

图2 机电专业碰撞检查

（2）施工方案模拟及优化

该项目通过BIM模型实现了复杂建筑的图纸定位，有效指导现场施工人员科学、正确操作，避免错误施工，有效提高施工质量和效率，降低施工难度和风险。例如，有了直观的BIM三维模型，可避免施工人员漏看设计图纸上的预留洞口，可使施工重型机械设备在规定时间及有限空间内运转自如，按期完工（图3）。

图3 二维视图与三维视图对比查看

通过该项目的实施，建立了安装BIM管线综合流程图，如图4。

图4 安装BIM管线综合流程图

（3）虚拟施工及动画模拟

该项目通过NavisWorks软件的施工模拟功能实现了对项目进度的控制，工程进度安排与模型关联，随时监控项目施工是否按原进度计划进行并可动态调整进度计划。

（4）质量和安全控制

该项目尝试使用了Autodesk BIM 360云平台进行现场安全、质量的管控。可以用手机对现场发现的安全、质量问题拍照、上传，照片上传至对应模型所属的文件夹内对应位置并告知相关管理人员，相关管理人员可通过查看模型，及时了解照片反映出的安全、质量问题并提出对策，将整改情况和整改后的实物图形上传，有效实现了质量问题的闭环管理，同时对原材料报检和隐蔽工程验收实行了全面程序化管理，现场所有试件纳入计算机程序管理（图5）。

（5）设施运营管理

该项目创建的BIM模型内每一个构件、设备都有其基本信息，整个建筑全部构件及设备信息都能实现快速查询和统计，为项目建成后的运营管理工作创造优化条件。

（6）工程过程数据及文档管理

该项目的工程资料实现了与模型的关联，主动为运维阶段做好基础准备，例如工程结构中墙、柱、梁等构件的质检报告、验收单、施工方案文档等都可与构件关联，设备、管线等资料信息、生产合格证、厂家信息、验收报告等都可通过模型直接进行查询。

（7）前沿技术应用（移动互联终端）

该项目实施移动互联终端的应用极大地方便了工程现场的施工指导，轻量化的模型集成了工程图纸、规范、文档、报告等资料，导入到移动客户端后，能够方便地带到施工现场，在平板中方便地浏览模型及其关联的信息资料，以便更好地理解设计和指导施工。对于施工现场的质量管理、安全管理、检查工作等业务有着十分重大的意义。

将移动设备引入工程施工的做法正在引发项目施工和管理模式的重大变革。

3 BIM效果评价

该项目应用基于BIM技术的施工质量管理方法，表现出的优势与效果体现在以下几个方面：

图5 移动端应用流程及移动端照片上传及管理

（1）基于BIM技术进行施工质量管理，其BIM模型包含了设计阶段和施工阶段的全部信息，由于BIM技术的关联性，使施工人员处理工程项目信息的时间与工作量大大减少，效率得到提高；

（2）基于BIM模型，进行了全专业碰撞检查与管线综合调整，从而提前避免了因管线“打架”而造成返工与浪费，同时也可以提前发现设计方面存在的问题；

（3）基于BIM技术的可视化交底，使工作人员可以直观地看到施工过程中所需要注意的重点、难点、要点，不必再花费大量的时间读图，也避免了人员返工和材料浪费；

（4）基于BIM技术的信息收集与处理，可以快速汇总、归纳，解析引起工程质量问题的原因，从而针对性地采取相关措施以优化工程质量、效率。在工程竣工阶段总结归纳，优化信息质量，进一步分析整理，使BIM技术在施工质量管理的过程中越来越普遍，提高建筑工程质量管理的信息化程度。

4 结语

BIM作为一种系统管理应用技术，有利于各阶段存储信息，确保信息的无损传递，以及更新信息，有利于工程各参与方更高效地进行决策，推进信息管理并贯穿至铁路工程各环节。

本文通过分析现阶段我国建筑工程质量管理体系以及将BIM技术应用于铁路站房施工质量管理领域，形成了一套可以应用于铁路站房施工的质量管理体系。

由于该工程时间紧、任务重，在应用BIM技术的过程中还存在很多不足。比如，管理人员初次使用BIM技术对工程进行管理，新的流程并不能完全适应；使用的软件管理平台并不能完全符合国内情况；在运维阶段的BIM技术并不成熟；国家关于BIM技术的规范并不完善等等，在突出质量管理的同时，对进度、安全管理相关功能开发不足。在贵阳东站的建设中BIM技术应用，为我们积累了经验。随着BIM技术的进一步发展，更多的建设难题会逐步得到解决。

[1]清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：36-40.

[2]李云贵，邱奎宁.我国建筑行业BIM研究与实践[[J].建筑技术开发，2015，42（4）：3-10.

[3]王彦.基于B1M技术的建筑项目质量控制研究明.福建建筑，2013（12）：87-89.

[4]胡梦岚.建筑工程施工过程中的质量监管工作研究闭.工程质量，2016（2）：25-26.

[5]刘桃英.浅析建筑工程施工项目的质量管理[C]//建筑科技与管理学术交流会，2015.