BIM技术在地铁车站施工中的应用

沈明刚

摘    要：在改革开放的新时期，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，BIM技术的发展促进了建筑行业的改革，是建筑行业模拟技术发展的契机。地铁项目在国内的广泛进行，地铁车站结构设计中对BIM技术的应用，是推动BIM技术的完善与应用范围的推广，加快了BIM技术适应国内地铁车站建设的需求，也是促进地铁设计技术的提升与地铁建设项目发展的有力方式。本文对BIM技术的特点及其作用进行分析，并参考国内BIM应用情况研究了BIM技术在地铁车站结构设计中的应用。

关键词：BIM技术;地铁;施工

1  引言

目前，地铁已经成为大城市的重要基础设施，城市的轨道交通发展速度加快，取得了辉煌成果。众所周知，地铁车站的工程建设任务量大、投资额度高、建设周期长、并且所涉及的专业面广，由于其建成后将会赢取重大经济效益、社会效益，所以对于地铁，需要科学合理的规划、完善的施工组织、健全的运营维护机制，而BIM技术作为一种数字化模型在地铁的建设中发挥着极其重要的作用。因此，有关城市地铁中BIM技术的应用状况深受关注，以及随着地铁规模建设的扩大，BIM急需解决哪些问题也成为关注的焦点。

2  BIM技术特点

（1）信息集成将工程信息集成到三维模型中是BIM技术区别于其他二维设计模式的一个重要特点，也是BIM技术的生命力所在。通过创建涵盖各专业工程信息的特定族库，从而组建一个完整的三维模型数据库，设计人员可以随时调用建筑内构件的信息，包括材料种类、几何形状、空间关系等，极大的便利了施工信息提取。（2）工作协同性BIM技术搭建了一个可供项目参与各方同步工作的平台，建设单位、设计单位、施工单位和监理单位可以通过这个平台进行及时的信息沟通，有利于项目各个环节的把控，提高项目整体效率。同时BIM三维模型还可以加强各专业之间的沟通，有效解决不同专业基于不同布设原则产生的冲突，及时进行碰撞检查，避免后期施工进度受到影响，有利于缩短施工工期。（3）工作关联性BIM的工作关联指三维信息模型在建立或使用过程中，建筑信息有任意一部分内容发生更改时，通过BIM技术调整参数信息或更改模型可以使得三维模型以及模型的平面、立面、剖面发生同步的变化，不再需要工作人员对各部分图纸进行逐一修改，同时也极大的方便的更改的查看。BIM技术的工作关联性使得各专业之间联系更加紧密，同时节约人力成本。（4）工作可视化BIM技术的一个显著特点是它的工作可视化。区别于传统CAD二维图纸，基于Revit等软件创建的三维立体模型，能用一个模型来表达原本需要多张二维图纸才能表达的问题。这种立体的展示更为直观，同时也减少了信息重复传递的工作量，避免了传递信息失真的风险。通过三维渲染技术将实际工程在模型中完美呈现，实现“所见即所得”，给人以强烈的视觉冲击。

3  地铁车站施工BIM应用

3.1  图纸审核

在模型创建过程中，发现大量图纸问题，包括设计存在缺陷，图纸出现错误，个别图纸遗漏等。具体包括：结构图纸与建筑图纸构件尺寸之间存在差异;平面图个别位置未绘制详细剖面图;建筑图与结构图中楼梯剖面图存在很大差异等。建模过程中，对各专业图纸进行了详细审核，过程管控全面到位，将过程中发现的问题进行汇总，及时与设计单位沟通反馈，减少了设计变更，避免了不必要的返工，在项目正式开工前就节约了大量生产成本。

3.2  车站设计中BIM技术的应用

地铁车站设计的涉及面较广，其中包括：传统建筑的结构、给排水等专业，还包括车辆、轨道、通信信号等地铁特有的专业。专业较多，工作部门数量较多，这就需要各部门工作人员内部以及各部门之间做好沟通、协调工作，确保各专业提交资料的及时性、部门协调的无缝隙，避免因为各部门之间交流协作不顺畅，使工程建设相关数据信息出现偏差，从而造成图纸或工程质量不合格出现返工现象，这样不仅延长工期，而且会造成投资成本增加。BIM技术则可以给各专业提供一个协作的平台，使部门之间实现及时沟通，减少误差，提高地铁车站的施工效率。

3.3  资料维护工作

地铁车站在运营阶段，会有大量的资料产生。地铁车站内有较多的系统，如信号、通信、空调、给排水等多个系统，各个系统在日常运行过程中，都会有数量非常庞大的数据资料产生，使得资料维护工作的工作量大幅度提高，也加大了维护工作的困难程度，而资料维护工作一旦发生错误，则可能造成地铁车站发生事故。地铁车站中BIM技术的运用，能建立资料数据库来对车站的全部数据进行录入并整理，加强了数据资料的全面性与直观性，有利于工作人员对数据信息的查询与处理，降低事故发生的频率。

3.4  设备及管线模型分析

无论设备还是管线模型分析，实施过程都相对简单。因此需要对土建模型要求进行全面考量，依托协同管理优化结构设计。在模型构建初期，要综合考虑管线专业的前期需求、方案设计等各类指标，将管线上游分析工作作为工作重点，对比预留余量、相关参数等各类指标，从而使该模型在使用的过程中更加灵活、合理。除此之外，设计单位还要考虑下游专业预留条件是否满足设计要求，保证设计方案的可行性。通过协同作业的方法，以BIM技术为载体进行相关设计工作，使施工单位和业主之间能够建立起良好的沟通互动关系，根据已知信息数据开展设计工作。在地铁车站结构设计中应用BIM技术，可以使不同专业的作业效率明显提高。因此，在平台系统中BIM技术适用性强，具有及时检测、相互沟通、自动控制等诸多优势，并且设计时间短、质量高。

3.5  基于实时施工模型的地铁车站施工模拟

将BIM实时施工模型应用于地铁车站施工模拟，施工前按照设计资料建立地铁车站的BIM三维模型，实时采集现场数据资料创建动态的实时施工模型。数据采集利用BIM模型自动更新技术，将3D激光扫描仪等设备采集到的数据自动添加到模型当中。针对明挖地铁车站施工主要施工工序，将实时模拟分成了临建工程、围护结构、基坑开挖与支护、主体结构、附属结构以及其他非土建部分工程。通过BIM实时施工模型可视化界面，能够更加直观的进行基于实时施工模型的地铁深基坑施工模拟时的进度、成本以及安全控制。

3.6  既有线围护桩

既有站围护桩破除時间较长，土体扰动多，施工时精心组织，做好围护桩破除是保证下穿施工的关键。因地铁大兴线处于运营状态，破桩施工需振动较小的机械设备，以减小对地铁结构的影响，使用绳锯破除围护桩，纵向分两次破除，每次0.5m;竖向分段破除，每段破除长度不超过1m。按照分段的施工顺序对施工结构进行BIM建模，建模时要突出初支格栅、排水沟、隔水塑料、污水泵、沉淀池;确定破桩范围，优化场内作业空间，找出不合理处并修改。利用Navis-works进行施工动态模拟， 便于现场管理人员与 施工工人理解，模拟破桩顺序按照一边向另一边，跳一破一施工。绳锯破除围护桩完成后，模拟动态路径电动三轮车沿隧道运至竖井，合理安排施工作业空间。

4  结语

总而言之，BIM技术是科学技术发展的产物，在我国地铁车站的规划、设计、建造、维修等环节发挥着及其重要的作用，它的应用给我国建筑行业注入了新的血液，促进了建筑行业的信息化发展，提高了建筑行业的施工水平、建筑质量，提高了工作效率。应该如何使BIM技术更好的服务于我国的轨道交通建设是未来仍然需要思考的问题。

参考文献：

[1] 王春明，魏想明.BIM技术在地铁工程施工质量管理中的应用研究——以上海地铁13号线东明路站为例[J].中国市场，2017（12）：132～135.