地铁风水电安装碰撞检测中BIM技术的应用

陈靖

摘 要：BIM技术的核心原理在于有多维建筑思想替代原有的二维建筑思想，将其应用于地铁风水电安装工程的碰撞检测工序中能够显著提高施工效率。本文将对地铁风水电安装工程中的BIM技术进行分析，探究地铁风水电安装碰撞检测中BIM技术的应用，以期推动国内建筑行业的长久发展。

关键词：BIM技术;碰撞检测;安装工程

一、地铁风水电安装工程中的BIM技术

（一）工程及BIM技术应用概况

某城市地铁线路全长约21公里，均为地下线路，最大的地铁站间距为2.3公里，最小站间距为0.7km，平均站间距为1.2km。该工程涉及室外工程、停车场工程，涵盖了采暖技术、通风技术、设备安装、排水施工以及消防技术。施工团队采用REVIT MEP，构建给排水系统、动力照明系统以及通风空调系统的BIM模型。在模型建立过程中，应注意对各专业系统进行区分，除了工程本身包含的风水电安装工程，在对其余项目开展碰撞试验前，需要根据各系统的实际情况构建专业图纸与结构图，确保BIM模型能够将地铁工程各专业系统的真实情况充分的展示出来，以便于对工程项目的管线结构开展碰撞检测。

在实际施工阶段，技术人员为增强数据分析工作质量，需要依托REVIT MEP，对空调设备、风机设备以及管线设施等信息进行收集、整理、构建。在对上述分析进行系统性地核对、检验、分析后，技术人员应利用相关软件综合性地分析工程项目的管线结构，进而建立BIM模型。技术人员主要借助软件统计数据工具，提升管线容差值计算结果的精确性，尽可能地满足管线设备与保温层所需的操作空间。借助BIM模型，技术人员主要针对风水电专业工程、车站建筑以及各专业系统开展碰撞测试分析，根据显示出的分析结果，确定车站存在的碰撞点的数量以及位置。若碰撞点位于已完成的结构和工程项目中，技术人员需要重新对土建信息进行适当修正，核对碰撞点位置;经过统计分析，可以发现绝大多数的碰撞点主要源自于管线设备与喷淋系统管道的碰撞，为尽可能地避免此类冲突，施工技术人员应适当调整喷淋系统管道的标高位置;在经过科学合理的沟通、设计、调整后，在充分满足消防要求的前提下，对喷淋系统中的管线设备进行优化调整，再次开展碰撞检测;检测结果表明经过了调整后的碰撞检测结果显示的碰撞点数量呈现递减趋势。

（二）通风系统

地铁工程项目的通风系统主要包括设备管理区域的排烟系统、通风空调，公共区域的排烟系统与通风空调。在通风空调系统的安装过程中，具有代表性的碰撞冲突为系统轴与站厅各项的碰撞冲突。经过分析可以发现，通风空调系统的风管与桥架存在碰撞冲突点，通过对桥架的标高进行调整，能够有效避免此类冲突;若桥架的标高已经达到极限位置，难以继续进行调整，那么技术人员可以借助对桥架的整体结构进行优化，完成碰撞冲突的避免工作，尽可能地避免拆掉风管后出现的工程项目返工。

在通风空调系统的安装作业进程中，排风管与消防管也会存在一定程度的碰撞冲突。通过分析BIM碰撞检测模型可以发现排风管道与消防管道的碰撞冲突较为严重，为避免两者冲突，在安装排风管后应对消防管道的标高进行调整;通过分析BIM碰撞检测模型，可以提前判断排风管道与消防管道的碰撞冲突位置，进而提出有效的解决方法，确保在后续的施工作业中尽可能地避免此类冲突。

通过分析BIM碰撞检测模型，还可以发现在通风系统的安装过程中，电缆桥架与排风管道也会出现碰撞冲突;为避免此类碰撞冲突出现，应在排风管道与电缆桥架出现接触前，降低排风管道标高，借助BIM碰撞检测模型的推演，在图纸上标注出电缆桥架与排风管道的碰撞位置，并给出相应的解决办法。

（三）给排水系统

地铁工程项目的给排水系统主要由给排水系统与消防水系统共同构成。给水系统包括生活用水、循环用水以及生产用水，主要运用冷却水泵设备实现冷却循环用水，主要负责空调制冷，用于制冷循环水系统当中。在实际的系统运转过程中，冷却水与循环水相遇，能够实现降温目标。排水系统主要有废水系统、雨水系统以及污水处理系统。通过对地铁工程项目的BIM碰撞检测模型进行分析，能够发现给排水系统的水管与桥架存在碰撞冲突的可能，而消防水管与弱电桥架也有着一定概率出现碰撞冲突。

（四）动力照明系统

地铁工程项目所使用的动力照明系统主要为TNS系统，由地铁车站的降压变电所实现对车站动力照明系统的供电。与此同时，由动力照明系统向各专业系统提供负荷电源。通过分析BIM模型的推演结果，技术人员可以发现在动力照明系统的安装过程中，电缆桥架与系统线路会出现碰撞冲突;為避免此类碰撞冲突出现，技术人员应在系统线路与电缆桥架出现接触前，调整系统线路的安装路线;借助BIM模型的推演，在图纸上标注出电缆桥架与系统线路的碰撞位置，及时制定相应的解决办法，确保在后续的施工作业进程中，施工人员能够有效避免系统线路与电缆桥架出现碰撞冲突，降低施工作业成本，节约人工与物料，避免动力照明系统的安装作业出现返工问题。

（五）碰撞结果分析

通过对地铁工程项目的BIM碰撞检测结果进行分析，可以发现在大量的碰撞冲突点中，有部分冲突点较为严重，必须向设计单位通报。技术人员在对管线进行优化后，再度修改设计图纸，经过地铁工程项目BIM碰撞检测分析，进一步对各处碰撞冲突点优化调整，确保管道线路安装能够有效避免碰撞冲突的出现。具体可以通过对风管规格、桥架结构、桥架标高进行优化调整，进而实现预期目标。在施工作业阶段，技术人员可以分析施工记录，应用BIM碰撞检测模型，尽可能地降低各施工阶段所产生的碰撞摩擦，有效避免在地铁风水电工程项目安装作业期间出现部分项目的返工问题，显著增强施工效果，提升施工效率，大幅提高风水电安装工程的经济效益[1]。

二、地铁风水电安装碰撞检测中BIM技术的应用

在开展碰撞检测作业前，技术人员需要首先建立土建结构图与各系统的专业图纸，便于应用BIM技术开展现场的碰撞检测分析，增强效果的真实性，进而提升结构与管线碰撞检测结果的精准度。技术人员应借助REVIT MEP，建立专业管线支架桥架、空调设备、风机的相关信息，并将其与施工图纸进行仔细核对，确保双方的一致性。还应借助软件，构建BIM模型分析管线结构，设置管线容差值，借助MANAGE软件与BIM模型综合分析风水电工程项目的保温层厚度、操作空间，进一步模拟分析风、水、电专业系统与结构车站建筑的碰撞模拟;根据分析结果，确定实际的碰撞冲突点，剔除完工建筑的碰撞冲突点，对工程项目信息进行修正，核对碰撞冲突点，开展分析统计工作，确定各系统管道与专业管线的碰撞冲突占比[2]。通过调整标高避免碰撞冲突，在满足消防要求的前提下，对支管高度进行调节，进一步降低碰撞冲突的发生概率。

在实际的地铁风水电安装工程的施工阶段，技术人员为增强数据分析工作质量，需要对空调设备、风机设备以及管線设施等信息进行收集整理，进而建立BIM模型。在对工程项目的各类信息进行系统性地整理、分析后，技术人员会借助专业软件综合性地分析地铁风水电工程项目的设备、管线、结构，逐步完善BIM模型。技术人员还会运用统计数据工具，增强各专业系统管线容差值计算结果的精确性，尽可能地满足管线设备与保温层所需的操作空间。

技术人员主要借助BIM模型针对风水电专业系统、车站建筑开展碰撞测试分析，根据显示出的分析结果，确定车站存在的碰撞点的数量及位置。若碰撞点位于已完成的结构和工程项目中，技术人员需要重新对土建信息进行适当修正，核对碰撞点位置;经过统计分析，可以发现绝大多数的碰撞点主要源自于管线设备与喷淋系统管道的碰撞，为尽可能地避免此类冲突，应适当调整喷淋系统管道的标高;在经过科学合理的沟通、设计、调整后，在充分满足消防要求的前提下，需要对喷淋系统中的管线设备进行调整，再次开展碰撞检测;经过反复的模型检测、调整，能够为后续的施工作业打下良好基础。

BIM技术的引入、落实、推广，有助于帮助技术人员从三维立体角度观察各项施工工序，有效监测工程项目内部各专业系统的碰撞冲突问题;将BIM技术应用于地铁风水电安装工程项目中开展碰撞检测分析，有助于防范碰撞冲突。在施工作业初期，技术人员借助BIM碰撞检测模型，对地铁工程项目的机电安装工程开展碰撞检测分析;在完成相关实验后，技术人员只需通过肉眼观察即可确定具体的碰撞冲突点。在开展碰撞检测分析过程中，应用BIM技术的主要优势在于有效检测碰撞冲突的硬性节点，能够极为显著地展现出管线与桥架的碰撞检测结果。地铁风水电安装工程项目工期出现延误的核心原因在于整体的施工作业进程中出现硬性碰撞冲突。因此，应用BIM技术有助于控制甚至消除硬性碰撞冲突，提高整体的施工效率，确保在工期内完成施工项目任务。此外，在地铁风水电安装作业进程中应用BIM技术不仅能够检测出硬性碰撞冲突，还能够对安装过程中的软性碰撞进行分析检测判断。一般情况下，地铁在后续的运营期间出现亟待整改问题的根本原因在于风水电项目出现软性碰撞，工程项目一旦出现软性碰撞冲突会大幅提高返工问题的发生概率，严重影响施工项目工期，大幅提高施工作业成本，增加后期的运营维护费用。基于此，BIM的优势得以充分体现，能够有效控制施工作业成本，降低后续的运营维护成本，大幅提高地铁工程的经济利益、社会效益。

三、结语

综上所述，在地铁风水电安装工程中引入BIM技术有助于提升项目的整体经济利益，提高技术人员的专业水准。BIM技术能够对实际的安装工程量进行科学系统的统计，借助模型模拟工程的实际进度，对项目的整体施工质量进行有效监控，大幅提升地铁安装工程项目的整体质量。

参考文献：

[1]朱希.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].价值工程，2020，39（26）：213-214.

[2]卞友艳.BIM技术在沪通铁路站场路基设计中的应用研究[J].铁道标准设计，2020，64（9）：6-9.