BIM技术在地铁施工质量管理中的应用

欧 活

广州市盾建建设有限公司 广东 广州 510000

随着城市轨道交通建设的不断发展，地铁建设已成为现代城市化的重要组成部分。地铁施工质量管理是保障地铁建设质量的重要环节，而BIM技术作为现代建筑行业的新兴技术，已经在国内外得到广泛应用。BIM技术通过建立建筑信息模型，为设计、施工、运营和维护等各个环节提供全方位的信息支持，已经在建筑行业中取得了显著的成效。然而，在地铁施工质量管理方面，BIM技术的应用仍处于起步阶段。因此，探究BIM技术在基于广州地铁在三号线东延段总承包项目施工质量管理应用实践，为地铁施工质量管理提供新思路和新方法。

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术发展历程

BIM技术是一种数字化建筑信息模型技术，将设计、施工、运营和维护等各个环节的数据整合到一个三维的虚拟模型中，为建筑行业提供全方位的信息支持和决策支持[1]。BIM技术的发展历程始于上世纪60年代，经历了数十年的演进和发展，逐渐成熟并在建筑行业中得到广泛应用。随着技术的不断创新和应用场景的不断扩展，BIM技术的应用领域也在不断扩展，成为数字化建筑设计、施工和运营的基础和核心技术之一。

1.2 BIM技术在施工中的应用

BIM技术在施工中的应用是一种数字化建模和协同管理方式。通过BIM技术，施工方可以在施工前利用三维建模软件构建数字化建筑信息模型，包括建筑结构、系统和设备等信息，并进行全方位的协调和优化。在施工过程中，BIM技术可以实现施工现场信息的实时采集和更新，及时反馈施工过程中的问题和风险，从而可以快速做出相应的调整和决策[2]。此外，BIM技术还可以实现多方协同管理，包括施工方、设计方、监理方等各方的协同工作，从而可以提高施工效率和减少施工中的协调问题。总的来说，BIM技术在施工中的应用可以实现数字化、可视化和协同化的施工管理，从而提高施工的效率、质量和安全性。

1.3 BIM技术的优势

BIM技术具有多种优势，主要包括以下几个方面。首先，BIM技术可以实现数字化建模，将建筑信息转化为数字化的形式，方便施工方进行全方位的分析、协调和优化，减少人工计算和决策所带来的误差。其次，BIM技术可以实现可视化效果展示，可以在数字化建模的基础上进行三维建模、动态演示等操作，帮助施工方直观地了解建筑信息，提高施工方的沟通效率。此外，BIM技术可以实现施工方、设计方、监理方等多方协同管理，将各方的信息整合到一个平台上，方便各方进行实时协作和沟通[3]。最后，BIM技术可以实现施工信息的实时采集和更新，及时反馈施工过程中的问题和风险，从而可以快速做出相应的调整和决策，提高施工的效率和质量。

2 BIM技术在地铁施工质量管理中的应用

2.1 模型构建

地铁施工中的模型构建是BIM技术在地铁施工质量管理中应用的第一步，模型构建包括收集地铁施工相关的信息，将这些信息组织成为一张三维模型，并在这个模型中添加各种数据。这个模型能够反映出地铁施工过程中的所有细节，包括工程结构、设备和材料的位置和规格等。地铁施工过程中，由于工程规模较大，工作人员分散，因此必须依靠BIM技术，使各个工作环节协同工作。通过BIM技术，施工管理人员可以实时查看地铁施工过程中的各个环节，及时发现问题并解决问题，从而提高施工效率和质量。

广州地铁三号线东延段工程建模是基于正向设计模式探索开展，设计方在模型构建之前，根据设计要求直接建立BIM设计模型（如图1所示)，模型包含了相关的设计参数、重要施工参数，二维施工图直接通过BIM模型生成。在通过设计总体单位审查后，进入五方建设主体单位施工图会审与BIM模型同步审查阶段，审查通过后将交由施工单位根据施工要求优化模型，转换成为施工阶段模型，此阶段优化产生的模型必须经过监理单位审核。施工阶段模型需要收集地铁施工相关的数据，包括工程设计图纸、施工计划、设备和材料的规格等。这些数据是模型构建的基础，只有收集到了足够的数据，才能够构建出一个真实可靠的模型。此外，需要选择一款适合地铁施工的BIM软件。常用的BIM软件包括Revit、Navisworks、Tekla Structures等，选择BIM软件需要考虑到软件的功能、易用性和兼容性等因素。在收集到足够的数据和选择了适合的BIM软件之后，可以开始进行模型构建。模型构建过程中需要按照施工计划的要求逐步构建，按照施工进度不断更新模型。

图1 广州地铁三号线东延段总承包项目正向设计BIM模型审批流程图

2.2 信息管理

在地铁施工过程中，BIM技术的信息管理功能可有效帮助项目团队收集、整合和管理施工过程中的各种数据信息，包括工程设计、施工图纸、材料清单、进度计划等。通过BIM技术的信息管理功能，施工团队可以在一个平台上集中管理和共享所有相关数据信息，避免因为信息不对称或者沟通不畅而导致的工程延误和成本增加。同时，BIM技术的信息管理功能也能够实现数据的可追溯性和可靠性，让项目团队可以快速定位和解决工程问题，有效提升施工质量和效率。此外，BIM技术的信息管理功能还可以支持地铁施工过程中的实时监控和反馈，使得项目管理人员可以随时获取施工进展和工程质量的相关信息，从而及时进行调整和优化。

2.3 协同工作

BIM技术可以支持地铁施工各个阶段的协同工作，可以将不同的团队和各种信息资源整合在一起，以提高工作效率和质量。在地铁施工中，不同的团队需要共享大量的信息，如施工计划、模型数据、材料和设备信息等。BIM技术可以提供一个中央信息库，以便所有团队都可以在同一个平台上查看和更新信息。这将减少信息丢失和误解，并有助于加强团队之间的协作。BIM技术可以支持多个团队在同一模型上协同工作，不同团队可以在模型中查看、更新和添加信息，以确保所有人都在同一个页面上，使团队成员更容易理解项目的全貌，并且可以减少不同团队之间的沟通问题。同时，BIM技术可以支持协同设计，以提高设计质量和效率，团队成员可以在同一模型中共同协作，以提供最佳的设计方案，减少设计变更次数，并且可以提高设计的准确性。此外，同一施工团队可以在模型中查看和更新施工计划和进度，并根据需要进行更改，使施工团队更容易协调施工进程，并且可以减少误解和错误。

2.4 施工计划

BIM技术在地铁施工中的应用不仅可以用于模型构建、信息管理和协同工作，还可以用于施工计划的制定和管理。BIM技术可以将施工计划与三维模型和项目进度表相结合形成“派工单”，从而实现对施工计划的可视化和智能化管理，将计划中的任务和资源分配在模型中可视化呈现。这种可视化可以帮助项目团队更好地理解施工计划，快速识别问题，并及时调整计划。BIM技术可以自动识别和分析施工计划中的任务和资源，并自动生成进度表和资源需求表要素为一体的派工单，这种智能化管理可以极大地减少人工操作的时间和错误，并提高项目团队的工作效率。同时，BIM技术可以通过模拟不同的施工方案，帮助项目团队优化施工计划，降低成本和风险。BIM技术还可以模拟不同的施工进度，评估不同方案的风险和影响，帮助项目团队做出最佳的决策。

2.5 质量控制

BIM技术可以通过模型构建、信息管理、协同工作等方面对地铁施工质量进行全面、系统、精细的控制。质量控制主要包括质量计划编制、质量标准制定、质量过程控制和质量结果评估四个方面。质量计划编制方面，BIM技术可以通过模型构建和协同工作等方面，协助施工单位制定合理的质量计划，明确各个工序的质量标准、检验方法、检验时间等信息，以确保施工质量符合要求。质量标准制定方面，BIM技术可以通过信息管理和模型构建等方面，收集、整理和管理各种质量标准和规范，并将其转化为可视化的信息，方便施工人员进行参考和遵守。质量过程控制方面，BIM技术可以通过协同工作、信息管理和施工计划等方面，对地铁施工过程进行实时监控和管理，及时发现和纠正施工中的质量问题，避免质量事故的发生。质量结果评估方面，BIM技术可以通过数据分析和模型构建等方面，对施工质量结果进行评估和分析，提取有价值的信息和经验教训，为未来的施工提供参考和借鉴。

3 BIM技术在地铁施工质量管理中的效果分析

3.1 施工质量管理的效果

BIM技术在地铁施工质量管理中的应用，提高了施工质量的监测能力、问题解决能力、信息共享能力和数据分析能力，使得整个施工过程的质量得到了有效的保障。首先，BIM技术可以帮助工程师在设计阶段模拟出真实的施工场景，包括施工过程中可能出现的风险和难点，从而有助于工程师及时发现并解决可能存在的质量问题。其次，BIM技术可以对施工过程进行实时监测，通过对工程进度和质量的监控，及时发现问题并进行调整。例如，可以通过BIM技术对墙体、结构、管线等进行全面监测，发现任何缺陷并及时处理。第三，BIM技术可以帮助各相关单位进行信息共享和协同，使得整个施工过程的质量得到保障。例如，设计、施工、监理等各个部门可以在同一平台上进行实时协作，有效避免了信息不对称和沟通不畅带来的问题。

3.2 项目成本管理的效果

BIM技术在地铁施工质量管理中的应用，能够有效地降低项目成本，提高施工效率，减少变更和修正成本，协调各方之间的工作，为地铁施工质量管理提供了有力支持。BIM技术能够帮助工程师在设计阶段就发现施工中存在的问题，优化设计方案，减少了后期的变更和修正，这样可以减少项目的成本，因为变更和修正需要额外的人力和物力成本。BIM技术还能够提高施工的精度和效率，从而减少工期和工程成本。BIM技术可以为工程师提供真实的三维模型，使得施工更加精确，减少误差。此外，BIM技术还可以自动生成施工图和相关的文档，提高了工作效率，缩短了工期。BIM技术可以协调各个参与方之间的工作，减少沟通和协调的成本，BIM模型实时更新和分享，让所有参与方都了解项目的最新进展和要求，从而避免了不必要的沟通和协调，减少了项目的成本。

3.3 项目进度管理的效果

在地铁施工中，BIM技术可以为项目进度管理提供有效的支持。通过BIM模型中的3D模拟、协同设计、工序模拟和物流管理等功能，可以更加准确地制定施工计划和调整进度计划，从而实现项目进度的优化管理。首先，BIM技术可以提高进度计划的准确性。BIM模型可以通过虚拟设计和模拟，精确地模拟施工过程中的各种情况，包括施工进度、施工阶段、材料消耗、人力资源等，从而更好地制定进度计划，避免出现施工计划与实际进度不匹配的情况。其次，BIM技术可以协同管理项目进度。BIM模型可以通过数据共享和协同设计，实现多个施工团队的协同工作，提高施工效率，从而有效地缩短项目进度，降低施工成本。最后，BIM技术还可以实现物流管理和施工进度的实时监测。BIM模型中集成的物流管理系统可以通过实时监控材料消耗和运输状况，以及施工现场的进度和质量情况，帮助施工管理人员及时发现问题和风险，并进行相应的调整和优化，以保证项目进度的顺利进行。

4 未来研究方向

4.1 建立地铁施工BIM模型的标准

在BIM技术应用于地铁施工质量管理的过程中，BIM模型的构建是关键环节之一。由于地铁施工存在复杂的隧道结构和设备系统，因此需要建立适用于地铁施工的BIM模型标准。该标准应该包括地铁施工的构件信息、材料信息、几何信息等方面的规定，使得BIM模型能够准确地表达地铁施工的实际情况。同时，BIM模型的标准应该满足工程设计、施工计划和质量控制等方面的需求，为地铁施工质量管理提供可靠的基础数据。建立地铁施工BIM模型的标准不仅有利于提高地铁施工的质量管理水平，还可以促进BIM技术在地铁施工领域的广泛应用。

4.2 BIM技术在地铁施工管理中的智能化应用

随着BIM技术的发展，智能化应用越来越成为可能，能够大大提高地铁施工质量管理的效率和精度。例如，在地铁施工中，BIM技术可以自动进行空间碰撞检测、材料数量计算、施工进度跟踪等工作，从而降低了人力和时间成本。此外，BIM技术还可以实现信息共享和集成，促进了各个部门之间的协同工作，提高了工作效率。BIM技术的智能化应用不仅可以提高地铁施工的质量管理水平，还可以降低地铁施工的安全风险和环境污染，为人们提供更加安全、舒适的出行环境。

5 结语

本研究旨在基于广州地铁在三号线东延段总承包项目施工质量管理应用实践探讨BIM技术在地铁施工质量管理中的应用，分析其作用和意义，并提出BIM技术在地铁施工质量管理中应用和发展趋势。BIM技术在地铁施工质量管理中具有重要作用和意义，可以为地铁施工提供全方位、高效率的信息管理和决策支持，有助于提升地铁施工质量和效率。BIM技术在地铁施工质量管理中的应用需要结合具体实际情况进行，实施步骤包括需求分析、模型制作、模型协同、质量控制等。同时，BIM技术还可以与其他技术相结合，形成一整套信息化的施工管理系统。后续研究需要进一步研究和探索，BIM技术在地铁施工管理中的标准建立、智能化应用和数据分析应用等方面，以推动BIM技术在地铁施工质量管理中的应用和发展。