BIM技术及关键技术在地铁机电设备安装施工中的应用

摘  要：随着社会经济的不断发展，计算机技术获得飞速发展，当前通过建模來实现建筑工程的数字化发展已成为工程实践的主要发展方向，该方法在地铁工程中的应用可为地铁施工建设和未来发展提供科学保障。在地铁机电安装施工中，技术质量会直接影响施工整体质量。基于此，本文对地铁机电安装施工中BIM技术及关键技术的应用进行分析，以期推动其获得更好应用，提升我国地铁建设水平。

关键词：地铁;机电安装;BIM技术

中图分类号：U231.3         文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

在城市化建设进程不断加快的背景下，交通工程的建设得到了较大发展。地铁作为现阶段城市建设的重要组成部分，其施工建设质量更是关系到市民的生命安全。其中机电安装作为地铁施工中的重点，其具有施工复杂的特点，因此将其与BIM技术相结合，通过对管线进行优化及统一规划，使施工工作更好开展，这是保证地铁机电安装施工效率和质量的关键。

1地铁机电安装工程现状

以标准的地铁站为参考，其整体结构包含两个层次的内容，分别是上和下[1]。地铁站的占地面积一般比较广阔，并且需要在这样的空间中分隔出不同的结构，这些专业部门的结构需要进行专业化的施工，否则就会给其他部分的功能造成不利影响。对于地铁站的施工来说，其任何一项专业的施工都会涉及到某个部分的基础，还会涉及到众多的接口和管线交叉问题。想要在有限的时间内保证施工质量是一项艰巨任务，尤其是对于地铁机电设备的安装施工更是如此，因此需要对新型BIM技术进行应用，通过构建可视化的模型来提供更为清楚的数据内容，让整个施工流程变得更加可视化和高效化。

2 BIM技术的概述和优势

BIMI技术是一种创新性的信息化管理技术，其通过在计算机中建立虚拟的三维模型来进行建筑施工全过程仿真管理。BIM技术能够对在设计、施工、项目管理、项目运营和风险规避等方面的信息进行综合考虑，并且将其集中在一起使用数字信息仿真模拟的方式来构筑仿真模型，从而实现对建设项目的管理，在最大程度上提高建设效率[2]。

2.1 促进信息资源的传输和共享

在科学技术不断发展的影响下，地铁机电安装技术已经得到了很大优化与提升，其中BIM技术的应用可以提升各个层级和各个专业之间的协调性发展，在已有的机电安装工程中，可以整合以有的各类信息，通过提供统一的模型标准来对资源和信息碰撞问题进行合理处理[3]。

2.2 有效控制工程进度和成本预算

在进行地铁施工过程中，如果出现施工问题，会给施工进度造成一定影响，从而给整体工程质量带来不利影响。在施工过程中应用BIM技术，可以在工程设计初期进行三维空间模拟，这样就可以快速发现各个阶段中的一些技术性难题，然后根据具体情况来提出解决方案，从而在成本预算方面得到更好控制。

3 BIM技术在地铁机电设备安装施工中的应用

利用BIM技术以项目的特点为参考构建整体模型，然后将模型作为依据来对各管线进行拆解，生成可加工的数据资料之后再由工厂进行具体加工。现场主要是根据模型来使用放线机器人进行放线和打孔操作，最后在现场进行装配式施工[4]。将这种施工方法应用在地铁机电设备安装中，可以提升定位精准性，而且可以在现场实现零切割和零焊接以及零油漆的施工，没有加工厂区，可以在很大程度上降低施工安全问题。本次项目的BIM+装配式施工主要包括三个方面的内容：一是车站公共区及关键设备房的装配式施工，通过自主完成精确建模、工厂制造到现场装配全过程的方式，进一步提高施工效率;二是车站公共区综合支吊架装配式施工，可以通过优化管线和合理布置支吊架，来实现综合支吊架施工的规范化、标准化发展;三是车站设备区管线过墙预留套管施工实现精准预留套管。

以车站制冷机房管道装配式施工为例，在施工过程中需要关注模型尺寸数据的精准度，从而确保设备定位。主要施工流程就是通过3D激光扫描设备，获取现场点云数据来建立精准的土建模型，各专业利用该模型根据设计蓝图进行建模，并进行碰撞及标高测试生成碰撞报告作为后期调整依据，在经调整后对构件分解及编码，图1所示为制冷机房模型拆解图，根据图1可以生成预制加工图、预制构件清单、定位图等进行预制加工。将模型数据通过REVIT插件导出到放线机器人，在现场实施精确定位由于在工厂对材料配件进行焊接、刷漆等预制加工，材料到场后现场仅需进行上螺丝操作即可，减少传统工艺的现场切割、焊接、刷漆等作业，避免出现安全隐患。图2所示为制冷机房BIM模型截图，图3所示为制冷机房装配式施工效果图，制冷机房装配式施工现场完成效果与BIM模型效果一致。此外，在BIM施工中还需要对以下几个方面进行关注。

3.1 优化地铁机电安装中的管线设计

利用BIM技术可将综合管线排布在BIM系统构建的三维仿真视图中，对各个专业管线之间的空间几何关系进行一定的检测之后可让其中存在的问题更为直观的展现在设计人员眼前，还能够通过设定碰撞规则、碰撞专业、碰撞类型、碰撞构件的相关参数来进行不同专业之间的碰撞检测。在完成碰撞检测之后就可以对已经得到的结果进行分析，然后做好对碰撞点的分组，并且对其进行一定隔离设计。在碰撞组完成分组之后就可以将其分配给不同的专业人员，通过进行重新设计就来实现修改操作，从而进一步实现协同化的管理工作。

3.2 科学管理机电安装的施工进度和成本预算

施工进度是地铁机电安装中的一个重要内容，将BIM技术应用在地铁机电安装施工中，可以实现对施工进度的合理管控，尤其是在施工期的关键期和收尾期。应用BIM技术可以利用三维空间模型来将整个机电设备的施工过程进行展示，也可对施工现场进行准确模拟，从而更好的反映出还没有完成的工程内容，方便合理安排工期，提高施工安装效率。对于地铁机电系统施工中的工程量来说，其都可以采用BIM技术来使用相应的软件对其进行快速统计，通过这样的方式可以对项目中所出现的高估、冒算、少算和漏算等现象进行极大避免，从而提升工作效率和准确性。

3.3 优化机电设备的预制加工管理

在地铁机电系统安装施工过程中，施工设施的使用也是非常重要的一项内容，想要保证其准确性和可靠性，必须要对相关的施工管理工作进行重视。在开展施工管理工作过程中，需要借助3D机电深化设计的方式，然后将先进的BIM技术融入到其中来进行三维模型的构建，将其与机电专业的相关配件进行结合，进一步对数据的精准度进行提升[5]。因此在对管道桥进行搭建过程中，预制管件的深度和准确度都会得到显著性的提升。除此之外，为了保障地铁机电安装施工水平，需要对全体施工人员的综合素质进行提升，通过组建一支高技术和高能力的队伍来应用好BIM技术，让地铁机电安装施工的工作得以更好的开展，从而促进施工质量提升。

3.4 强化对地铁设备的安装和维护管理

BIM技术的应用可以实现地铁车站的三维仿真建模，凭借着其自身的可视化特点可以对地铁车站机电设备进行可视化的动态维护和管理。首先需要重视国家有关机电设备的编码规则，将其作为依据来对机电设备进行规范编码;其次还需要利用BIM技术，利用所获信息对机电设备施工过程进行仿真模拟，及时发现其中存在的问题，减少在实际施工中出现返工问题，进一步降低企业的经济损失;另外还要建立设备动态编码信息和车站服务器动态连接，通过对动态管理所需设备信息的有效获取，做好设备的维护仿真。除此之外，通过应用360度全景扫描技术，建立起可供查询的安装信息，实现对施工项目的施工模拟和设备的维护模拟，为工程施工提供可追溯性。

4 结语

地铁作为当代市民出行的重要方式之一，其不仅可以缓解交通压力，同时也能更好的方便人们日常生活。在地铁工程中，机电安装施工作为其重要内容，需要对其施工效率和施工质量进行有效的控制。通过应用BIM技术，将其与地铁机电安装施工进行结合，对其中的施工要点进行分析，可最大限度的发挥出该技术的优势，在很大程度上提升地铁机电安装施工效率和质量。

参考文献

[1] 刘圳.地铁机电安装施工中的BIM及关键技术[J].科技风，2020（5）：118.

[2] 郑志明.地铁机电安装施工中的BIM及关键技术[J].建材与装饰，2019（28）：277-278.

[3] 程小春.兰州西站高铁站房关键施工技术应用[D].兰州：兰州交通大学，2018：84.

[4] 謝菁.BIM技术在地铁机电安装施工中的运用研究[J].工程技术研究，2019（9）：39+41.

[5] 何勇.基于BIM技术的潍坊北站地铁施工关键技术研究[D].兰州：兰州理工大学，2019：99.

收稿日期：2020-10-15

作者简介：陈惠英（1974—），女，广东揭阳人，本科，工程师，研究方向：建筑电气施工管理、对地铁车站机电系统装配化施工及技术创新。