BIM在地铁明挖车站土建施工全过程的应用

2019-04-23尚晓飞

商品与质量 2019年41期

尚晓飞

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北武汉 430074

BIM技术是最近几年新兴起的建筑工程技术，其通过构建相应的模型对建筑设计呈现出立体效果，通过该三维模型的建立能够使设计人员发现存在于设计当中的问题，并对其进行更改以获得理想效果，为后续施工打下良好基础。将BIM技术应用在地铁明挖车站土建施工当中，还能够有效提高地铁明挖车站土建施工水平。

1 BIM技术的概述

建筑信息模型（BIM）是一种集合了工程学、建筑学以及土木工程的重要工具，是基于三维且面向物体同时与建筑有关的图像计算机辅助设计工具。由于BIM技术在建筑工程行业当中所做出的重要贡献，人们将其视为该行业另一次重大技术革命。地铁明挖车站土建施工中使用BIM技术，其土建施工当中所展现出来的优势十分明显，其在IFC标准下能够很好完成相关数据的共享，并且各个设计人员能够通过利用BIM技术和网络能够将每个人的设计理念完全融合到一起，从而形成协同设计。BIM不仅能够完成对各个图形所进行的描述，还能够将建筑工程在整个生命周期当中的内容纳入到一起，并将所有信息之间建立一种关联性[1]。

2 BIM在明挖车站施工中的应用

2.1 管线模型分析

为了避免地铁明挖车站土建施工受管线干扰，设计的基础是对管线进行改造在改在过程中，基于测试软件开发了三维模型，并在施工前将管线转化为“冲击测试”（见图1）。随着管线变化模型的建立，实现呈现综合立体的视觉效果。通过BIM模型解决了管线综合设计图纸路径不一致的问题，同时解决了管线综合设计仅考虑安全间距而未考虑管线检查井具体尺寸而发生干扰的问题，这在很大程度上加强了地铁明挖车站土建施工全过程管理。

图1 管道冲击测试

2.2 基坑模型分析

利用LEVIT软件完成了地铁明挖车站土建施工三维模型的建造工作，通过BIM软件使整个地铁明挖车站土建施工过程的时间安排顺序合理化，并比较了基坑挖掘的处理情况，比较结果表明，在同样的建筑条件下，采用双侧放坡开挖台阶收坡法可以提高挖掘速度，节省时间[2]。

2.3 双向开挖台阶收坡法

在地铁明挖车站土建施工过程中，需要在基坑中挖掘坡道，并在基坑两侧进行反压力分阶段挖掘，从而有效地保证在基坑内挖掘的安全性，并实现提高挖掘速度，从而确保地铁明挖车站土建施工的安全。

（1）在地铁明挖车站土建施工挖掘过程中，冠梁下首层的土方首先应置于第一钢支撑位置0.5米以下，并沿弹基坑的垂直槽挖掘，使每一方施工都有一个约3米的工作平台，用于支撑施工以及后续网喷提供相应的工作平台。。

（2）针对双侧台阶的顶部可以根据项目中钢支撑位置的具体条件进行调整，以确保在桩间更好地执行喷射混凝土，并通过平台实现对钢支撑装置的安装处理，避免对整个基坑挖掘工作造成不利影响，并提高总挖掘速度。

（3）考虑到双侧均有土方，有必要在不同层之间预留土与基坑拉槽开挖始终保持同步，直至挖掘工作在底部达到20-30厘米高度，并进行人工或设备调整，以确保底土层的稳定性。

（4）钻探坡道完成后，梯度恢复阶段将高度保持在2.5米至3米之间，在梯度处理阶段采用按层对称挖掘原则，以确保护在钻探过程中侧壁受力均衡（见图2）。

图2 台阶收坡示意图

2.4 工程量计算

在建筑工程项目上所涉及的数据信息十分庞大，只依靠人工对其进行计算不仅需要消耗大量时间和精力，数据的准确性的也相对较差。但是随着计算机和BIM技术的出现和应用，为建筑工程的计算提供了很大的便利，使人们在工程量上计算也变得更加简单，工作人员只需要将相关数据信息输入到BIM软件中即可，其便能够根据相关计算规则和标准对其进行计算。BIM技术的应用不仅为企业在工程量上的计算节省了大量的时间，还降低了施工人员自身的负担，使得计算结果也变得更加准确。但是，由于BIM模型的构建的需要消耗人员大量的精力，使得BIM技术还没有得到普遍，便需要相关研究人员对其进行进一步的开发，使其能够满足工程项目的需求[3]。