基于BIM技术的地铁出入口综合管线工艺优化方法

万传军 王孝忠

（中国铁建电气化局集团有限公司，100043，北京∥第一作者，总经理）

地铁综合管线是地铁车站内部各系统管线的统称，主要包含通风空调、给排水、动力照明、BAS（车站设备监控系统）、FAS（防灾报警系统）、信号和通信等系统管线。综合管线是地铁的“经脉”，是地铁实现其各项功能的重要组成部分。然而，由于地下车站空间狭小，使综合管线的施工成为地铁施工的难题之一，尤其是在地铁出入口位置，管线更为密集，是地铁综合管线施工中的瓶颈。

自1965年我国第一条地下铁道开始建设以来，每条地铁在建设过程中都将各系统管线施工工艺的研究纳为重点工作，并且在系统管线排布的标准方面做了大量研究工作，形成了较为完善的地铁管线施工工艺及标准。但国内绝大多数地铁工程针对出入口区域综合管线的施工仍采用“先施工、先占位”的方针，往往导致此区域的施工滞后，工期拖延。目前，国内对此区域综合管线施工主要采用后期现场定位和前期分专业施工法。但这些方法均不能在施工前直观地反映综合管线的位置关系和线路的走向，因此不能完全解决综合管线的工艺控制问题，为此需经常返工,不仅浪费了大量的人力物力，而且延长了综合管线施工工期。

为更好地解决地铁出入口综合管线施工这一技术瓶颈，本文针对综合管线布局和工艺优化方法进行研究，引入BIM（建筑信息模型）技术，对出入口综合管线的传统施工工艺进行改进，突破其局限性，并有效地提高了出入口综合管线的施工质量，实现了一次施工合格，有效缩短了施工工期。

1 传统出入口综合管线施工方法

地铁出入口具有综合管线密集交错、空间狭小等特点，使此区域综合管线施工成为地铁综合管线施工的重要难题之一。传统的地铁出入口综合管线施工方法有后期现场定位施工和前期分专业施工两种。

1.1 后期现场定位施工法

此方法在地铁出入口综合管线施工过程中采用较多，其具体的施工工艺流程如图1所示。

本工艺实施的前提是地铁出入口区域外综合管线施工完毕，同时依据公共区装修吊顶标高对通风管道（一般为两条送排风大系统）进行优化定位，依据通风管道的位置对动力照明、给排水、FAS、BAS和通信等专业管线进行优化定位，各专业严格按照优化后的管线位置进行施工，并对施工后的综合管线进行位置复核，确保满足线路要求和检修要求。

本工艺方法对管线的走向有很好的定位作用，但其弊端也较为突出，严重影响施工工期，需待各专业管线施工后，才能进行本区域的管线施工，对工期影响最为突出。

图2 前期分专业施工流程图

2 基于BIM技术的综合管线优化方法

1.2 前期分专业施工法

此方法在地铁出入口综合管线施工过程中采用较少，其具体的施工工艺流程如图2所示。

本工艺实施过程不需要等各专业管线施工完毕，通风、给排水、动力照明、通信和FAS等专业依据各自施工工期计划，在出入口位置的管线跟随系统管道直接划线定位施工，在遇到其他专业已经施工完毕的管线时，对本专业管线方位进行优化，同时预留检修空间，如无法进行优化，需相关专业现场会审，进行相应的返工返修工作。

本工艺方法有利于缩短综合管线的施工工期，但其弊端也较为突出，存在较大工程量的返工返修工作，造成人力物力的严重浪费，不利于施工质量和成本的把控。

BIM以建筑工程的各种信息数据为基础，依托现代计算机技术将上述信息数据转化为仿真建筑模型。该模型反映了建筑物的真实数据信息，且具有可视化、优化性和可出图性等特点。

为解决地铁出入口综合管线施工的难题，本文引入BIM技术对地铁出入口综合管线安装技术进行研究，既提升地铁出入口综合管线的安装质量及效率，也缩短了施工工期，降低安装成本。本次BIM技术在地铁出入口综合管线施工的应用研究流程如下：

（1）通过各种检索手段以及相应的设计和检验规范，收集国内外地铁出入口综合管线施工的研究成果和施工经验，并进行分析和优化，为研究提供借鉴和参考。

（2）依据地铁车站各专业二维综合管线图纸会审及施工现场复测数据，将地铁出入口综合管线二维图转化为三维管线图，实现综合管线的可视化。

（3）依据三维管线图，进行出入口位置综合管线碰撞信息检查，并依据模型对管线碰撞位置进行修改，确保出入口综合管线不再发生碰撞；对出入口综合管线的布局进行合理优化，以达到美观大方且方便后续的运营维护；最终产生由各专业确认后的出入口三维综合管线图，并将三维图转化为二维图进一步指导施工。

（4）通过确定合理的施工工艺提高出入口综合管线施工的效率及质量。依据各专业管线在出入口部位的上下层位置关系，确定相关专业的先后施工顺序，并派专人现场盯控，确保各专业按上下顺序施工，减少因施工无序造成的窝工现象。

基于BIM技术的地铁出入口综合管线工艺优化方法，利用BIM技术的可视化、优化性和可出图性等特点，将出入口位置综合管线施工中的问题提前在施工前解决，且通过工艺优化有效提高了一次施工合格率，从而保证了施工工期和施工质量，降低了施工成本。

3 基于BIM技术的地铁出入口综合管线工艺优化方法应用

3.1 利用BIM技术创建综合管线三维施工图

无锡地铁2号线梁溪大桥站将BIM技术应用到综合管线的施工过程中，首先进行的就是可视化转化过程。即将传统的二维综合管线图转化为三维综合管线图。具体转化过程如图3所示。

图3 二维图至三维图深化过程

在进行三维图转化时，首先对梁溪大桥车站出入口土建单位的结构数据进行测绘，重点是土建专业施工后车站出入口结构中与设计图纸存在不一样的地方，以便为后续出入口综合管线的碰撞和布局优化提供准确可靠的数据，对于明显的管线干涉部位，及时与设计单位进行沟通，从而对不合理的位置做出正确处理。

3.2 利用BIM技术对出入口综合管线进行碰撞检查

利用BIM技术对梁溪大桥站出入口综合管线进行碰撞检查，以确保管线间满足施工和后期的检修距离。因出入口部位空间狭小、管线密集、工艺安排困难、检修空间预留困难，因此需要重点进行碰撞检查。

利用BIM技术在施工前对出入口综合管线进行碰撞检查，提前预判管线碰撞位置，并针对碰撞位置及时作出调整，可避免综合管线施工过程中出现窝工、返工和返修现象，从而提高施工效率，节约施工成本，确保施工质量的可靠性。

3.3 利用BIM技术优化出入口管线布局

采用BIM技术对梁溪大桥站出入口综合管线进行了合理优化，使其不仅布局合理、美观，还预留了充足的检修空间，方便后续经营维护。优化后的梁溪大桥站1号出入口综合管线三维图如图4所示。

图4 优化后的1号出入口综合管线三维图

3.4 施工后的出入口综合管线

依据BIM技术优化的施工工艺，结合实际派专人到现场盯控安装过程，确保各专业按照所确定的施工工艺进行施工。施工后的效果达到了预期目标，如图5所示。

图5 施工后的梁溪大桥站1号出入口综合管线

4 结语

本文针对地铁出入口综合管线施工这一技术瓶颈，提出了基于BIM技术的出入口综合管线工艺优化方法。通过梁溪大桥站出入口实际检验，采用BIM技术可有效提高出入口综合管线一次安装合格率、施工质量，可缩短工期，降低施工成本，有效解决综合管线在地铁出入口位置难以精确定位这一技术瓶颈。因此，基于BIM技术的地铁出入口综合管线工艺优化方法可作为密集管线区域施工的理论指导。

参考文献

［1］ 孟金玲.地铁标准车站综合管线设计新思路［J］.中国新技术新产品，2014（6）：75.

［2］ 王琳.谈地铁设计中的综合管线设计［J］.山西建设，2012，38（11）：14

［3］ 马瑞.BIM软件在地铁工程中的应用与发展［J］.天津建设科技，2015，25（增刊）：44.