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BIM下地铁施工智慧化建设方法

2022-03-27张文刚

科学与生活 2022年2期
关键词:交底砌体管线

张文刚

摘要:地铁车站施工一般都属于地下工程,地质和水文条件较复杂,不确定性较大,通过BIM技术不仅能对项目进行施工模拟、进度管理、碰撞检查等应用,还能模拟地下不同地质的分布情况。BIM技术的兴起奠定了“智慧建造”的基础,同时,BIM技术的应用及推广是建设数字铁路的必然选择。

关键词:BIM;地铁施工;建设方法

1BIM技术优势

BIM以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行模型建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,从而实现对项目全生命周期的管理。BIM技术具有以下优点:

(1)可视化,BIM技术通过设计工具和设计方式的提升实现“所见即所得”,使设计师能用三维思考方式来完成建筑设计,在很大程度上提高了设计质量。(2)协调性,建筑信息模型允许不同专业、不同设计者在同一个模型中添加、修改、存储不同的建筑信息,而且保持模型的实时更新和统一性。另一方面,BIM技术可以用于碰撞检查、4D动态模拟等实现建筑物不同阶段的模拟协调,预知施工阶段存在的场地冲突、管线碰撞等问题,在设计阶段就提前解决,减少因信息不共享造成的不同阶段常见的错漏碰缺问题。(3)模拟性,BIM模型可以进行节能模拟、日照模拟、紧急疏散模拟等设计,在招投标和建造阶段可进行4D施工模拟,即根据施工组织设计方案导入BIM模型中进行仿真分析模拟,进而对施工方案进行优化完善,用以指导现场施工的使用。还可以通过BIM技术对建筑物本身进行5D成本的动态模拟分析(即5D等于4D加上成本信息维度),实现了成本管理信息化发展;还可以实现人员在紧急情况下的逃生进行模拟、机房设备设施的运行模拟等。(4)优化性,BIM技术可以进行项目方案优化,把项目设计和投资回报分析结合起来,能够实时计算出设计变化对投资回报的影响,通过不同方案的对比,为决策者提供最优方案;可以对特大项目的设计和施工进行优化,可以带来显著的工期和造价改进。(5)出图性,BIM技术通过对虚拟的建筑模型进行三维可视化展示、协调、模拟、优化以后,可以帮助设计方和业主生成综合管线图、结构留洞图、施工图、碰撞检查侦错报告和建议改进方案等。

2工程概况

某地铁站车站主体斜跨路口,沿路口的东西向布设。车站周边建筑密集,道路交通繁忙,车流量大。该车站设计为地下二层,车站全长为215.32m,总建筑面积为20106.26m2。工程主体包括车站主体、4个出入口(1个紧急疏散口)及2个风亭,车站主体标准宽度为19.7m,采用全明挖作方案施工。

3基于BIM的地铁施工智慧化建设

3.1模型搭建

不同于Revit软件中自带的常规族类型,该地铁站存在着大量类型及参数类别相似的异构族构件,且具有复杂的结构形式。为避免重复建模,促进模块化建模,不断建立、积累和完善族库,BIM小组在建模前便开发创建了机电、暖通、给排水等参数化专项构件族库,将其上传至企业云端,同时也快速应用于模型的搭建中,在搭建时多次应用机电、暖通等族库中的构件,极大地缩短了建模时间,提高了建模效率。BIM小组根据设计院提供的二维图纸,采用Revit软件进行建模。土建、机电、给排水等模型同步进行搭建,完成后在同一场地模型或主体项目模型上链接组装,整合为一个综合模型。

3.2管线综合深化设计

该地铁站的水、电、通风与空调、消防等各系统管线数量庞大,管线布局错综复杂。传统的二维管线综合设计在可视化表达上有较大缺陷,尤其是在管线密集交错、空间紧凑的地方,设计人员在二维图纸上查找冲突时,往往会顾此失彼。这也导致一些隐藏问题和管线间的碰撞矛盾难以彻底暴露,给现场施工埋下了“隐患”。而基于BIM技术的三维管线综合设计,可以有效地解决上述问题。在项目建設目标的约束之下,应用BIM技术进行管线间的碰撞检测、预留洞口优化和综合支吊架设计。

3.3管线碰撞检测

本项目使用Revit软件建立暖通、机电、给排水、电气等专业的三维管线模型,对其进行整合处理后使用Navisworks软件进行全方位的碰撞检查。同时,基于碰撞检查的结果优化调整原设计的综合管线,并对在碰撞检查过程中可能出现的误判,人为报告进行审核调整,进而向设计院反馈修改意见。

3.4优化预留洞口

二维图纸表达的扁平化局限会引起工程人员的理解偏差,加大了施工难度。在车站的砌筑施工之前,通过管线模型和结构模型的组合,可以更准确地确定出预留孔洞的位置和尺寸。直观、形象的BIM模型。用于砌筑施工交底时,更有利于工程人员的理解,避免了后期管线安装施工时对砌体的二次返工,加快了项目进度,减少了材料浪费。

3.5综合支吊架设计

通过BIM进行管线综合深化,在此基础上对管线综合支吊架进行设计。在保证各专业施工工艺和工序的前提下满足多专业对支吊架的不同需求,最后严格按图施工。在该地铁站有限的空间进行多系统管线集中布置时,综合支吊架提高了管线布设的空间利用。

3.6进度模拟与资金计划

将进度计划(MSproject、Excel进度计划)导入BIM模型中,将模型中的构件与施工进度计划进行挂接,并深度整合施工过程中涉及的资源(人力、材料、机械设备)、成本、安全等信息,从而实现多个维度的施工管理,形成5D模型,实现5D虚拟建造、动画播放,并与成本、工序维度关联,为相应资金准备提供依据。这样可以实现WBS模型进度、资金计划曲线的同步显示,直观了解进度,并且查看任意时间点的WBS进度、资金计划、人材、机计划等信息。

3.7BIM+VR强化安全教育

地铁站的施工安全培训在进场前采用BIM+VR进行沉浸式体验培训。现场管理人员、施工人员等培训人员利用安全标志识别系统可以直观地预见、辨识施工现场的危险源;培训人员在VR安全体验区以沉浸式主动体验的方式进行高处坠物、触电伤害、火灾事故和机械伤害等体验。通过体验,从心底里充分意识到施工安全教育的必要性;在真实的发生火灾的虚拟场景中,培训人员亲自使用消防灭火体验区陈设的灭火器,对于灭火器操作不当所引发的危险有更为深刻的亲身体验,提高了他们对于突发火灾的应急处理能力。

3.8BIM+AR提升交底效果

本项目制作了灭火器使用教程、安全疏散演练及施工进场前安全教育等视频并上传至AR平台企业云端,现场人员使用移动设备扫描相应物品进行安全交底。为保障施工质量,对于工序复杂的砌筑、抹灰和消声器安装等现场施工,使用Navisworks、Premiere制作可视化交底视频,表达方式简单易懂、交底内容详尽充实,避免了传统施工交底模式造成的交底不彻底、窝工、施工质量缺陷等问题。项目采用BIM技术对墙体进行建模,建模过程与实际砌筑过程相一致。砌筑施工包含的每一道工序,从砖的放置、灰缝及接槎错槎的控制,到墙体拉结筋和构造柱钢筋的布置等,在执行时均符合设计规范和施工规范要求,并于砌体工程开始前制作了砌体施工交底BIM模型与砌体施工模拟视频文件,使施工人员可以精确把控重点,切实保障砌体砌筑应用点的实施。

4结语

利用BIM技术,借助互联网技术实现施工现场可视化、虚拟化的协同管理,可以实现BIM技术对现场施工的统一管理,实现施工现场信息髙效无误的传递与实时共享,提高项目的管理水平。通过BIM技术在该地铁站施工建造中的应用,节约了成本,提高了经济效益,可为类似的施工提供参考.

参考文献

[1]BIM技术在地铁车站施工管理中的应用研究[J]。阮晓晨,袁龙泉。广西城镇建设。2021(07)

[2]BIM技术在地铁车站施工中的应用实践[J]。廖伟平。四川水泥。2021(08)

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