青岛地铁4号线福州路站机电专业BIM技术应用

覃 新

青岛地铁4号线福州路站机电专业BIM技术应用

覃 新

（中铁二院工程集团有限责任公司 成都 610031）

近年来，BIM技术在地铁建设领域得到逐步发展应用。与传统二维设计方式相比，地铁机电系统设计、施工采用BIM技术具有比较明显的优势：一是通过应用BIM技术，在方案设计阶段对机房及设备房间进行有效优化，使得车站土建设计方案更为准确、合理；二是BIM技术可大幅提高机电专业设计的准确性和精细度，提升设计质量；三是通过BIM精确设计，实现工厂预制化生产和装配式安装施工，实现施工现场无切无焊，大幅度提高机电工程安装的质量，减少机电返工造成的浪费，最终实现地铁机电设备“无差错”安装。青岛地铁4号线福州路站机电专业完全采用BIM技术进行正向设计，为后续地铁车站应用BIM技术提供了有益的参考。

地铁；BIM；机电

0 前言

随着经济和城市的发展，我国地铁建设目前正处于快速发展时期。但是，现阶段地铁机电专业的设计、施工仍然处在相对粗放的状态，主要存在如下问题：

一是设计仍停留在各专业各自进行二维设计的水平，设计精细度不够，不同专业施工图错、漏、碰、缺严重，需进行大量的现场协调和修改；

二是受现有设计手段的制约，设计图中各设备、材料布置难以精确表达，无法做到工厂预制化生产、现场组装，造成大量的现场管道切割、焊接等操作，施工现场脏乱差，施工水平低、管理难度大。

当前，部分地铁车站开展的机电BIM设计采用的是由二维设计图纸进行“翻模”构建三维模型的方式，该种方式主要目的是进行管线的碰撞检查，无法完全体现BIM设计的优势。青岛地铁4号线福州路站机电专业均采用BIM技术直接进行三维正向设计，通过BIM技术正向设计的应用提高机电专业设计水平，实现地铁机电系统施工安装“一体化设计”、“无错差”、“工厂化制造”、“现场无焊接、无切割”、“现场组装”，最终从根本上解决地铁机电系统施工安装所存在的问题。

1 项目概述

福州路站是青岛地铁4号线的第10座车站，为地下二层岛式暗挖车站，该站也是4号线机电专业BIM技术应用的样板车站。福州路站在方案设计阶段机电BIM设计即介入开展工作，利用BIM模型配合土建专业对机房、设备房等区域进行合理设置，优化车站布局。在机电施工图设计阶段，以土建专业提供的二维施工图蓝图及采用Bently（本特利）软件创建的土建模型为基础，通过机电专业BIM软件Rebro（莱辅络）构建机电BIM模型，在综合了风、水、电及强、弱电等各专业模型基础上进行管线综合、点位综合各专业空间协调等工作，创建了精确的机电模型。

2 BIM应用

（1）方案设计阶段

在方案设计阶段利用BIM技术对车站建筑方案进行优化，提升对车站建筑空间的有效利用，减小车站面积，使车站建筑方案更合理、更有效，是BIM技术应用的一个突出优势。方案设计阶段，福州路站在车站现有建筑、结构图纸的基础上，完成机电专业初步建模，包括必要的建筑结构模型，即三维可视化与多专业（建筑、结构、通风空调、给排水、动力照明等）空间建模，借助BIM模型对车站机电方案进行合理优化。优化内容主要包括：①利用BIM模型探讨机房合理位置；②利用BIM模型优化机房的面积和层高；③利用BIM模型优化设备区各机电房间的设置位置及面积。

福州路站原车站设计总长度为203m，借助机电BIM模型对车站机房及设备区房间的优化、调整后，车站总长度缩减为200m，车站长度减少3m，缩减站内建筑面积125.4m2，节约土建投资约188万元。车站方案优化调整如图1所示。

图1 福州路站车站方案优化调整示意图

（2）施工图设计阶段

本阶段，首先根据土建二维施工蓝图采用Bently（本特利）软件创建车站土建BIM模型。通过IFC将Bently（本特利）BIM模型转换为机电专业Rebro（莱辅络）BIM模型。

图2 福州路站车站土建模型

结合车站土建方案及各专业系统设计方案进行车站机电专业系统原理图的设计。利用二维系统原理图及土建BIM模型，各机电专业开展BIM正向设计工作，通过机电专业BIM软件Rebro（莱辅络）进行车站机电BIM模型的构建工作。福州路站机电专业BIM初始模型如图3、4、5所示。

图3 福州路站车站通风空调模型

图4 福州路站车站给排水模型

图5 福州路站车站动力照明模型

以各专业建立的BIM模型为基础，建立车站管线综合BIM模型。通过Rebro（莱辅络）BIM软件对管线综合模型进行碰撞检查，根据碰撞检查结果对管线进行优化调整，并将优化调整方案反映到各专业BIM模型中，得到各专业最终施工图BIM模型。将BIM模型导出生成二维图纸，进行必要的尺寸标注及说明后，即得到二维施工图图纸。施工单位根据机电施工图BIM模型开展模型的施工深化工作，生成机电产品装配图及订单图，开展机电设备、材料的工厂预制化加工生产，加工生产的成品运输至现场进行装配式安装施工，做到施工现场的无切割、无焊接及高效安装。

图6 福州路站管线综合初始模型

图7 福州路站管线综合调整模型

3 应用总结

青岛地铁4号线福州路站机电BIM设计工作是地铁车站机电专业采用三维正向设计方式的一次有益尝试和探索，对于后续地铁车站开展机电专业BIM技术应用提供了一定的参考。在项目实施过程中，对BIM技术在工程建设中所起重要作用的认识不断加深，对BIM技术应用我们总结以下经验：

（1）BIM技术应用的最终目标是为工程服务，BIM技术对于提高设计、施工质量，实现工程降本增效具有重要作用。

（2）BIM介入时机最好是从方案设计阶段就开始介入。通过BIM技术应用，达到地铁车站空间的合理布置及使用，从而控制工程规模的目的。

（3）BIM模型应该在不同参与方中及时共享，模型重复利用次数越多模型发挥的价值业绩越大。

（4）BIM模型要精细化。精细化的模型才能出精细化的图纸，也才能使工厂预制化生产、装配式安装施工成为可能。

[1] GB 50157-2013,地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2] GB 50490-2009,城市轨道交通技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市轨道交通工程BIM应用指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2018.

Application of BIM Technology in Mechanical and Electrical Specialty of Fuzhou Road Station of Qingdao Metro Line 4

Qin Xin

( China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd, Chengdu, 610031 )

In recent years, BIM Technology has been gradually developed and applied in the field of subway construction. Compared with the traditional two-dimensional design, BIM Technology has obvious advantages in the design and construction of Metro electromechanical system. Firstly, through the application of BIM Technology, the computer room and equipment room are effectively optimized in the scheme design stage, which makes the station civil design scheme more accurate and reasonable. Secondly, BIM Technology can greatly improve the accuracy and precision of mechanical and electrical professional design, and improve the design quality. Thirdly, through the accurate design of BIM, we can realize the factory prefabrication production and assembly installation construction, realize the construction site without cutting and welding, greatly improve the quality of mechanical and electrical engineering installation, and reduce the waste caused by mechanical and electrical rework. Finally, "error free" installation of Metro electromechanical equipment could be realized. The mechanical and electrical specialty of Fuzhou Road Station of Qingdao Metro Line 4 fully adopts BIM Technology for forward design, which provides a useful reference for the application of BIM Technology in subsequent subway stations.

Metro; BIM; electromechanical

1671-6612（2020）06-711-05

TM617

A

覃 新（1981.9-），男，高级工程师，E-mail：13953939@qq.com

2020-10-15