BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用

李季

摘 要：为了使BIM技术广泛应用到城市交通轨道的领域，本文以上海交通轨道金海路站项目为依据，利用BIM技术建立了三维有限元模型。从五个方面对于对施工过程进行详细分析，分别为施工全过程、施工风险、施工安全、施工质量以及施工进度。通过实践证明，BIM技术能够为交通工程施工管理起到信息化以及精细化的作用。同时，BIM技术在城市交通轨道施工中有着巨大的发展空间。

关键词：BIM技术；城市轨道交通；施工管理

1 前言

城市交通轨道的管理关系着我国政府的公信力以及大国形象，因此，我们应该在短时间内完成安全、高品质的施工任务。面对这样繁重的施工工作任务，传统模式的交通施工管理方式难以满足如此繁重的工作需求，BIM技术属于一种三维模型数据化的使用工具，其利用模型数据整合信息，从而提高建筑质量、工作效率，同时能够缩短工期以及节约成本。

2 工程概况及重难点分析

上海金海路以南侧为主体结构，有与其成T字形的12号线换乘。东侧基坑58m，西侧91m，外包总厂208m。车站地下二层是站台，地下一层是站厅，站台宽12m，车站开挖深度17m。工程难点如下：12号线连接结构的施工方式，减少12号线受到施工降水的影响，保障高压线下方施工安全[1]。同时保障12号线不出现报警监测值，并且如何在出现报警后进行合理的措施也是施工的重点。

3 建立BIM施工模型

3.1 平台软件选择

BIM技术当中软件平台的选择是核心，在利用各类软件比对完成之后，选择Autodesk Revit对BIM施工模型进行建立，与此同时通过Autodesk Navisworks软件来对BIM模型进行综合应用。

3.2 建立BIM模型的总体思路

在准备工程施工时，利用招标文件进行BIM框架的构建，然后利用相关的二维图纸、勘察文件以及施工文件进行三维的BIM模型构建，包括整体建模，添加信息以及参数。并且不断改进BIM三维模型。

4 城市轨道施工当中BIM技术的管理应用

4.1 可视化三维BIM模型

三维的可视化模型能够对于任何部件的空间特征以及几何位置直观的反应出来，从而节省施工人员的识图时间，使其更清楚、直观的了解设计意图。再三维模型当中，能够体现出所有的工程信息，并且实时与现场情况进行对比，这样便能够对施工当中存在的问题做到及时发现，以此来不断地改进优化施工方案。

4.2 碰撞检测

以往所使用的图纸大部分为二维，不能够做到设计过程中的方案检查，因此也就造成空间紧张和结构干涉等一系列的问题。结构碰撞检测可以有效解决这一问题，通过Navisworks软件能够实现结构、建筑、暖通、设备安装之间150处的碰撞[2]。从而在实际施工之前就发现图纸设计的问题，设计部门及时进行变更图纸，避免了后期不必要的麻烦，从而提高施工管理的工作效率。

4.3 规避施工风险，解决降水问题

通过三维BIM技术软件的模型计算，能够预估降水对周边城市轨道施工的影响，Revit软件能够将BIM模型导入MODFLOW软件中，从而模拟降水对周边城市轨道施工的影响，从而使得重复建模的时间有所缩短。

通过MJS工法可以达到减少施工风险的目的，利用该方法将基坑西侧的地下墙加深，利用MJS工法将基坑东侧的换乘段加深，将北侧的连续墙加深，加深至43m，提高地下水绕流作用，尽可能减少降水对12号线的隧道影响。根据MJS工法对止水帷幕进行圆的加固，将全圆改为半圆。最后节约了工程造价708万，节省了加固方量2835m3。

4.4 保障施工进度

4.4.1 进行模型信息共享，缩短工期

BIM模型由咨询公司交给施工方，之后由其工程师审核模型，并且就其修改提出建议。按照施工方的建议，再由咨询公司对模型有效的进行调整，达到施工方和咨询公司都认可的精度再应用。实际应用过程中，施工方需要将月进度、年进度以及总进度方面的工作计划提供给咨询公司，之后由其进行分解，以此得出每个月三维进度形象，并且将其递交给项目部。按照BIM公司所提交的形象进度，施工方提前准备原材料，机械以及人员，使施工得以有序进行，杜绝了工期的不必要的浪费。

4.4.2 合理安排施工顺序，缩短工期

利用BIM模型，在对维护结构进行施工时期，在狭小的场地当中对高压旋喷桩施工以及钻孔灌注桩施工进行搭接，可以节省将近二十天的工期。在挖基坑的过程中，利用BIM模拟，对不利于钢支撑安装的环境提前预知，比如让开降压井的位置等等，這样便使得安装钢支撑的速度有所加快。与此同时，合理的搭接了支撑安装时间和开挖时间，也缩短了工期[3]。

4.4.3 合理规划施工，控制施工进度

此工程是换乘站，常规风道结构简单，挂在中板下方。而OTE风道比较复杂，利用其上纵横梁，支撑风道在内衬墙上。根据BIM三维有限元模拟，结果发现其施工工期较长，因此，对OTE风道的上部梁结构进行施工，缩短了工期，同时保障了施工进度。

4.5 保障施工工程安全

4.5.1 场地布置

通过BIM模型能够有效的进行三维施工模式的规划，包括生活区、材料加工区、办公区、材料堆放区、现场道路以及仓库，其能够直接反应出现场的施工情况，从而有效的较少施工用地，使实际施工道路保持畅通。

4.5.2 安全交底

通过BIM三维有限元模型能够做到安全监察以及识别危险源。将现场的安全状况按照动画的方式对相关的工作人员进行现场安全交底，从而防止传统模式的枯燥，让现场的相关施工工作人员能够更清晰的了解现场、认识现场，使其落到实处。

4.5.3 安全监测

根据现代化检测仪器观测基坑沉降，依据自动检测感应原件检测基坑位移数，其会自动上传到BIM三维有限元模型中，利用数据的对比分析，与现场实际基坑的水平垂直位移变化作比对，实现现场施工的安全检测管理，保障基坑的安全稳定性。

4.6 5D虚拟施工全过程模拟建造

5D虚拟建造能够完善规划，及时发现施工过程中的风险，避免了不必要的浪费。其是把工程量的成本信息，时间信息以及BIM三维模型整合到一起，，利用5D虚拟建造，能够实时的对比分析施工现场，以此实现施工成本以及进度的控制。同时在施工阶段能够进行管片的管理修补，从而避免在安装阶段尽心管片的二次破坏，加强对红色管片与橙色管片的监管维护。

5 总结

在城市交通轨道管理中应用BIM技术能够进行施工安全、成本、进度、质量、风险的全方位检测，同时效果明显。并且能够做到合理规划施工，控制施工进度，规避施工风险，解决降水问题。目前，BIM三维模型处于发展的初步阶段，其在在城市交通轨道施工管理中还有着广阔的发展空间。

参考文献：

[1] 吴守荣，李琪，孙槐园，王军战.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用与研究[J].铁道标准设计，2016（11）：115～119.

[2] 陈旭达.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用与研究[J].工程技术：全文版，2016（11）：280.

[3] 刘磊.BIM技术在城市轨道交通工程中的应用[J].铁路工程造价管理，2016（6）：51～54.