BIM技术在铁路公网设备安装中的应用

2021-04-14池熙霖

中国设备工程 2021年7期

池熙霖

（中铁二十四局集团上海电务电化有限公司，上海 200000）

1 引言

随着社会经济及科技的发展，移动电子设备如智能手机和平板电脑的迅速普及，移动支付、网络社交等网络活动使人们的生活更便捷、丰富多彩，人们对无线网络覆盖质量提出了更高的要求，为满足乘客对无线网络的需求，增加市场竞争力，移动公司对福厦、厦深铁路的隧道进行公网（TD-LTE网络和FDD-LTE网络）无线信号全面覆盖，对原设备站点进行500米增站补强施工作业。

设备安装及布放缆线是本项目最重要的施工环节之一，直接影响站点开通率及网络覆盖质量。本项目属于营业线施工，存在施工计划申报流程繁杂、施工天窗申请不可控、施工天窗点内时间短、工效低等困难。通过研究使用先进的BIM技术，可以有效提高天窗点施工效率，有效利用宝贵的天窗点时间，科学、合理、美观地安装设备及布放缆线。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM)是基于三维数字技术的建筑业信息化发展技术，具有强大的三维可视化、协同性和信息提取的特点，它以三维数字技术为基础，结合设计图纸及现场测量的数据，建立三维立体的数据模型，将传统二维平面图线条式的构件转化成三维的立体实物图形，呈现在工程技术管理人员的面前，使工程技术人员更加深入理解设计意图，并高效制定出最佳的施工方案，在提供施工效率、缩短工期的同时，减少返工，节约施工成本，实现精细化管理。BIM技术因其具有可视化、协调性、模拟性等优点，必将代替传统二维图纸，引发建设领域新变革。

2 工程概况及重难点

2.1 工程概况

福厦铁路北起福建省省会福州市，向南途经福清市、莆田市、泉州市到达厦门市，线路全长287.882km，共有隧道43座，覆盖隧道总长约为49.427km，占线路长度的17.17%。厦深铁路北起福建省厦门市，途经漳州市后进入广东省潮州、汕头、揭阳、汕尾、惠州到达深圳市；其中福建段线路长度99.977km，共有隧道18座，覆盖隧道总长约为32.691km，占线路长度的32.70%。福厦铁路及厦深铁路将福建经济最活跃的城市与长三角、珠三角相连，是福建海西经济区经济发展的大动脉，为福建海西经济腾飞奠定坚实的基础。

2.2 工程难点

营业线必须申请天窗，必须在天窗时间内施工作业，导致营业线施工难度大，表现在：（1）天窗点施工效率低，天窗时间均为凌晨12点至凌晨4：00。这个时间段是人体睡眠时间，因此在此时段施工体力下降、注意力无法集中，导致施工效率低。（2）天窗申请且天窗时间无法预计，天窗时间只能在每天下午4：30分才能确定，为确保施工进度，施工人员必须每天待命，导致误工率非常高；（3）天窗时间短，每个天窗时间最多只有4个小时，导致可施工时间非常短；（4）线路长，栅栏进口距离施工作业地点远，在宝贵的天窗点时间内，步行到达施工作业地点耗费大量时间，导致可施工时间进一步缩短。

按传统的二维图纸进行设备安装及布放缆线，存在以下困难：

（1）现场测量占用宝贵的天窗时间，降低施工效率。在传统二维设计图纸、配线图中的缆线等均为预估长度，与现场实际使用情况存在较大偏差，无法应用于实际施工，因此，需现场施工人员先进行现场测量后，方可安装设备及敷设缆线。然而，现场施工人员只能在有限的天窗时间内方可进行测量，占用宝贵的天窗时间，从而降低施工效率。

（2）线槽、钢管对缆线长度的精确度要求高。以往同类工程项目中，缆线在布放过程中需满足相关规范标准的弯曲半径，布放完毕后若有冗余，可直接盘绕固定在墙壁上或者重新裁剪，但本项目的设计方案使用线槽、钢管固定及防护缆线，冗余的缆线无法在有限的线槽、钢管内盘绕，重新裁剪缆线不仅造成材料浪费，也浪费宝贵天窗时间，因此，本项目对缆线长度的精确度要求高。

（3）缆线易交叉。现场施工人员迫切地想在有限的天窗时间内完成工作，由于设备安装完毕后，所需布放缆线种类较多，如：尾纤、电源线、地线、1/2馈线等。现场施工人员在有限天窗时间内进行现场测量后，凭借传统二维设计图纸及自身经验进行预估缆线长度及布放缆线，偶尔出现缆线交叉，需进行返工，极大地浪费人力、物力、天窗时间，降低施工效率。

（4）天窗申请难，难以进行深入的技术交底。由于本项目点多线长，涉及建设单位的五个地市分公司，如福州市、莆田市、泉州市、厦门市、漳州市，营业线施工存在施工计划申报流程繁杂、施工天窗申请不可控等制约因素，因此，难以深入地对各地市现场施工人员在宝贵的天窗时间内进行技术交底。

3 BIM技术应用

通过使用BIM技术，并结合现场实际情况，将传统的二维设计图变为更直观、更全面的三维立体图，在天窗时间以外就可进行设备安装及布放缆线的方案模拟，不仅可以全面深入地考虑设备最小安装间距、缆线弯曲半径、整洁美观度等因素，还可以提前发现方案中存在的各类问题，优化调整最佳的缆线敷设方案。

（1）设置场景。由于设备安装于隧道内的洞室内壁或隧道外通信机房外壁，因此，根据现场实际情况，需在BIM模型中设置不同场景，以便切实地确定设备及缆线布放方案，而非纸上谈兵。

（2）设备最小安装间距。为满足散热及维护空间的要求，RRU拉远设备存在最小安装间距的要求，因此，在BIM模型中首先应设置RRU拉远设备，然后，再设置其他设备，其他设备与RRU拉远设备的间距需符合要求。

（3）模拟缆线布放。由于在实际施工中，必须先安装线槽及钢管后，方可进行缆线敷设，否则，无法比选不同的缆线敷设方案，二次施工还可能损坏已敷设的缆线，严重降低施工效率。通过使用BIM技术，可以不拘泥于现场实际施工工序，脱离线槽的束缚，首先，进行模拟缆线布放，若缆线布放方案不理想，还可以调整相关设备的安装位置。通过比选不同的缆线布放方案，全面深入地考虑缆线弯曲半径、美观度等因素，从而优化调整出最佳的缆线敷设方案，提高工作效率。

（4）模拟线槽及钢管防护。通过使用BIM技术，根据确定的设备安装及缆线布放方案，结合不同场景，模拟出线槽及钢管安装位置及长度，使其能实际运用于现场。

4 本项目中BIM技术作用

本项目通过使用BIM技术，按传统的条件进行设备安装及布放缆线存在的问题都迎刃而解，BIM技术的作用主要体现以下方面：

（1）减少现场测量所需的时间。由于使用BIM技术模拟的设备安装及缆线布放方案，结合设计图纸及现场实际情况，因此，现场施工人员可以将BIM技术制定的方案直接运用于现场，有效地减少现场施工人员进行测量的时间。

（2）准确地统计出缆线的长度。通过BIM技术模拟出的模型精度高，可以直接导出各类缆线的使用长度，使得现场施工人员能在天窗时间点前准备好相关缆线，特别是1/2馈线，可以提前制作接头，节省宝贵的天窗点时间，提升施工效率。

确定最佳方案的BIM模型后，可以利用BIM技术软件，可以直接导出缆线等材料的使用明细表，结合项目工期安排、现场施工人员情况等信息，编制出切实可行的物资需求及采购计划，从而精准把控材料采购时间及数量，避免因材料采购过多导致浪费，或者因材料不足导致误工；同时，该使用明细表还为实行限额领料提供依据，实现精细化管理，达到成本控制目标。

（3）避免缆线交叉。通过使用BIM技术，在模拟缆线布放方案过程中，能以可视化的方式，对缆线交叉、弯曲半径等问题进行针对性的优化调整，解决传统二维平设计图无法直观发现缆线交叉的问题，避免因缆线交叉而导致返工。

（4）深入的现场交底。利用BIM技术特点中的三维可视化，可以在天窗时间外可以对五个地市的现场施工人员进行全面深入的技术交底。通过视频和图片的方式，向现场施工人员全面深入地介绍设备安装的技术质量要求、施工工艺方法及相关质量安全措施等，使现场施工人员身临其境，确保所有现场施工人员在施工前对施工的过程认识清晰，做到施工过程中胸有成竹、从容有序，使得现场设备最小安装间距、缆线弯曲半径在满足相关规范标准的前提下，整洁美观度得到提升，严格控制施工质量，树立良好的企业形象。