BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用

2019-11-12王小培

中华建设 2019年10期

王小培

随着我国经济的发展，城市化进程逐步加快，城市轨道交通工程关系到人民群众的切身利益，施工条件复杂，施工任务繁重，传统的工程管理模式无法保证工程质量和施工进度，为此需要相关企业积极调整。BIM属于工程建设施工管理的数据化工具，在实际应用过程中通过各种参数模型能够实现工程信息资源的有效整合，为建筑施工人员提供必要的数据作支持，节约建筑成本，提高施工效率，将其应用于城市轨道交通工程施工管理中效果显著，值得全面推广。

当前，城市化进程逐渐加快，城市人口逐渐增加，人们的生活水平逐渐改善，城市地区交通压力逐渐增加，已有的交通系统已经无法满足人们出现的基本需求，为此城市轨道交通得到了全面发展。我国城市轨道交通工程较大，施工整体环境复杂，施工过程极易受到周边地区环境因素的影响，为此需要采取全新的工程技术，全面提供工程质量。BIM技术是近年来广泛应用的工程施工新技术，能够实现数据信息资源共享，提高建设效率，改善工程质量，对我国城市轨道交通建设水平的提升具有重要作用。

一、BIM技术应用概述

1.基本概念

建筑信息模型英文简称为BIM，主要内容包括与建筑工程施工密切相关的空间位置关系、周边地理环境信息、立体几何关系、建筑组成单元参数信息等，利用BIM技术能够准确呈现出建筑工程在整个生命周期内的信息数据，为施工建设人员提供必要的数据支持。BIM技术具有虚拟先行性、全局优化性、可出图性、可视化程度高、冲突协调性等方面的特点，在建筑工程领域加以应用能够起到良好的效果，受到建筑行业人员的广泛重视。

2.BIM技术在城市轨道交通工程施工中应用的可行性

BIM技术能够准确体现出建筑工程全生命周期的信息资源，能够实现建筑施工风险控制的全面化、动态化、准确化。城市轨道交通建筑施工涉及到诸多企业，施工周期跨度大，工程资料复杂，利用BIM技术能够显著提高企业的风险管理水平，能够将工程项目施工建设各方集中统一在同一个平台上，使沟通过程更加顺利便捷，提高施工各方沟通效率。BIM技术能够对建筑物的三维实体建模和项目进度控制进行准确的计划，在建筑工程动态三维实体构件中加入进度控制计划，能够实现建筑工程的4D模拟分析。BIM技术具有良好的信息时效性，与传统的施工风险管理模式相比，能够及时发现建筑整体模型数据资源的细微改变，并对相关数据资源及时进行更新，实现对风险的动态化控制管理，提高信息资源的时效性，改善风险管理水平，确保建筑工程整体目标能够实现。

近年来，我国各个地区城市轨道交通工程数量逐渐增加，由于施工管理不完善导致的经济损失也在逐渐增长，利用BIM技术能够对施工项目的整体效益进行系统评估，统计分析施工时间、变更成本、设计时间等指标，显著提高建筑工程的经济效益。BIM技术在我国整体应用水平偏低，普及程度不足，为此相关部门应当提高重视程度，加强技术研究，在城市轨道交通工程施工中大力应用相关技术，促进建设整体水平的不断提高。

二、BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的实际应用

1.工程实例

某地区车站主体结构中包括T字换乘，车站外包总体长度为208.78m，西侧基坑长度为91.24m，东侧基坑长度为58.14m。车站属于双层地下车站，采用双柱三跨的模式进行施工建设，地下二层属于站台层，地下一层属于站厅层，整体站台宽度为12.06m。车站标准段基坑开挖深度为17.866～18.253m，标准段结构整体高度为16.364m，在车站顶板位置覆盖土层厚度为1.395m。在工程施工区域的北侧存在高度为40m的220kv高压线，施工整体安全距离为6m，车站出口位置位于高压线下方，因此施工存在一定的安全隐患。同时，工程的梁板结构与地铁线路直接相连，如何保证连接的稳定可靠以及工程的防水性能也是施工过程需要重点防范的风险因素。在施工过程中将地墙凿除会导致地铁线路土体完全裸露，部分下方的水土会进入到基坑内部，导致工程施工的整体风险持续增加。为有效控制工程建设的风险，加强施工管理，施工企业利用BIM技术将招标文件中的信息资源进行全面的分解，并建立合理的模型结构，建立命名规则、制定相关标准、建立完善的结构树。依据工程施工实际勘察文件内容以及设计图纸建立起BIM模型，并在实际施工建设过程中对该模型不断完善，确保工程建设顺利完成，达到应有的效果。

2.利用BIM技术建立三维可视化模型

利用BIM技术建立的三维可视化模型能够准确展示出工程的空间位置关系以及几何结构特点，施工人员利用该模型能够准确了解工程设计的意图，提高施工效率，改善工程质量。BIM三维结构模型包含了工程施工的各类信息资源，将模型与施工现场实际情况进行比对能够及时发现设计和施工过程中存在的各类问题，制定解决方案，实现施工质量的不断优化。

3.碰撞检测

传统的施工模式之下，技术人员无法对设计的整体效果进行有效的检查，在实际施工过程中经常出现空间过于紧张或结构之间存在碰撞的问题。在城市轨道交通工程施工建设中引入BIM技术，利用Navisworks软件，能够对设计方案进行系统的碰撞检测，检测的总体数量达到150处。通过完善的碰撞检测能够及时发现设计方案中存在的问题，技术人员能够及时变更设计图纸，避免在施工过程中出现返工或停工的情况，提高施工效率，改善管理水平。

4.加强施工进度控制

利用BIM技术建立的工程模型需要由咨询单位移交至施工单位，工程技术人员对模型进行系统审核，提出调整意见，咨询公司结合调整意见对模型作出必要的改变，以此来满足工程建设的实际需求。在模型制作的过程中，建筑企业需要为施工企业提供施工的月度计划以及年度总计划，咨询单位需要依据这些计划进行模型设计，施工企业依据模型的设计方案，事先安排机械设备、原材料、施工技术人员，避免内部资源出现浪费。利用BIM技术能够保证工程施工各个工序的合理衔接，施工单位利用比较小的空间能够实现钻孔灌注桩施工与高压旋喷桩施工的衔接，缩短工期。在开挖基坑施工中应用BIM技术，企业能够对安装钢支撑的负面作用提前掌握，提高安装速度。城市轨道交通换乘车站施工采用的风道为OTE风道，其位置在中板下方，结构比较复杂，风道的支撑结构位于内衬墙与结构柱的位置，在施工过程中利用BIM技术进行模拟能够提高主体结构的施工效率，保证工期顺利完成。

5.施工过程的跟踪以及5D虚拟模式

利用BIM技术建立的工程技术模型包含了建筑工程全部的数据信息资源，施工人员能够在最短时间内获得材料的出场日期、保修日期、材料规格，通过完善的施工材料管理系统能够提高工程的整体质量，为施工建设提供必要的物质支持。利用BIM技术能够对所有施工材料进行跟踪管理，通过信息资源共享能够保证建筑工程的维护以及管理效果，避免建筑材料出现不必要的浪费。同时，利用BIM三维模型、工程时间信息、工程量成本信息等资源能够实现5D虚拟构造的效果，技术人员可以利用5D虚拟模式实现施工过程的逐步完善，规避各类风险，真实地展示出工程量、施工进展，有助于企业对施工成本进行有效的控制，提高企业的经济效益。