BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用

侯保俊，李世安

摘 要：将BIM管线预制化技术应用于地铁机电安装工程，不仅提高了建设效率，也在保证机电安装工程技术指标的前提下，保障了工程质量。基于此，简单概述BIM管线预制化技术，介绍BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用实例，包括管道预装、设备分段、机电棚预制等多种应用方式，并通过实际案例分析该技术在地铁机电安装工程中的应用效果，深入分析探讨BIM管线预制化技术的技术优势、发展前景等，为该技术在未来地铁机电安装工程中的应用提供新的思路和方向。

关键词：BIM；管线预制化；地铁机电安装工程；应用优势；发展前景

中图分类号：U231                                 文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2023）10-0011-03

0 引言

地铁机电安装工程是地铁建设中的重要环节，其建设质量直接影响地铁线路的使用安全和顺畅程度。随着BIM技术在建筑行业中的应用越来越广泛，其在地铁机电安装工程中的应用也逐渐成为研究的热点。管线预制化技术作为BIM技术的一种应用手段，具有极高的应用价值。本文将重点研究BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用。

1BIM管线预制化技术概述

BIM管线预制化技术是指在建筑信息模型（BIM）的基础上，利用现代化的预制化制造技术，对建筑管线进行离线加工，以提高管线的质量和效率[1]。预制化技术可以大幅缩短建筑现场施工时间，减少误差和浪费，降低成本，并提高安全性和可靠性。

BIM预制化技术具有以下5个特点：①尺寸精确。BIM预制化技术可以通过计算机模拟和预先设计，使得构件、管道等各种构件产品尺寸精确，从而避免了传统施工方式中存在的偏差和误差。②工艺标准化。BIM预制化技术可以通过制定标准化工艺，统一管道的制作和加工方式、焊接方法等，从而保证管道的质量，避免了传统施工方式中存在的不同工人、不同时间、不同地点的影响。③施工现场少而效率高。BIM预制化技术通常在生产基地完成预制，然后进行现场组装和安装，因此现场需要进行的施工很少，大大降低了施工难度和安全隐患。④降低施工成本。BIM预制化技术可以在生产过程中进行优化和精细的管理，从而降低人工成本和材料成本，缩短工期并提高施工效率。⑤管理和维护方便。利用BIM模型可以对预制构件进行管理、维护，对管道的安装位置、使用情况进行监测和分析，及时做出调整和维修保养，从而保证了管道系统的长期稳定运行。

2 BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用流程

BIM是建筑信息模型技术，可用于多个阶段的工程设计和施工。管线预制化技术是BIM的一个重要应用领域，可实现管线预制化加工、装配、安装的全流程数字化管理。在地铁机电安装工程中，BIM管线预制化技术可实现多方协同工作、信息共享与交流、管线工程数字化模拟、质量控制、安全管理等工作[2]。其具体运用流程如表1所示。

3 BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用要点

3.1 模型深化

依据设计图搭建的土建模型与机电模型整合起来，根据设备管线与结构的关系，综合分析地铁公区及设备区重要部分的净高是否符合通风、消防、维修、吊顶等设计要求。

添加支吊架、吊顶，明确管线定位、翻身情况，以管综图纸和模型的方式下发设计，经施工单位确认无误后，进行下一步拆分工作。其具体运用流程如表2所示。

3.2 设备分段

3.2.1BIM技术在设备分段中的应用

设备分段是地铁机电安装工程中的重要组成部分，其目的是更方便地运输、卸载、安装设备。在传统的设备分段中，一般需要到现场再进行安装，这既费时费力，还会带来很多的危险因素。而在设备分段中应用BIM技术，则可以更好地解决这些问题。

3.2.2 设备分段实例分析

在中铁大连地铁五号线工程中，在设备分段中采用了BIM技术。工程团队利用BIM技术完成了五号线所有车站各专业的三维模型，按照设计方案制造出与模型相对应的设备分段。通过设备分段的预制化制造工艺，将设备分段的组装和安装尽可能地简化，从传统的手工安装方式切换到机械化的方式，大幅提高了生产效率。最终完成验收工作，使得直接运输更方便，并且保证了设备系统的安全和高效运转。

3.3 机电棚预制

3.3.1BIM技术在机电棚预制中的应用

机电棚预制是地铁机电安装工程的核心环节之一。在预制中，机电棚系统的完整性和准确性尤为重要，设备的结构、管线的接口必须按照规定的要求正确安排、定位和连接，需遵循相关的安全、防火、通风要求等。在用传统的构造方法进行机电棚预制时，需要消耗大量资源和时间，还可能会带来诸如安全隐患、建造质量不可控等问题，由此BIM技术在機电棚预制方面的应用显得尤为重要。

具体有以下6个步骤：①建立BIM模型。机电棚预制的第一步是建立BIM空间模型，以便在模型中排布机电设备、管道、支撑架等部件。②分离机电系统。将机电系统与建筑系统分离，避免机电系统在施工期间被损坏。③对接口进行细节处理。设计适当精度、材质、接口和零件，对所有的接口进行相应的细节处理，确保预制件的质量和准确性。④预制各个模块。依据BIM空间模型和各自的设计构思进行加工、制造和预制化，进而提高预制件的质量和效益。⑤现场组装。到场后，施工技术人员会根据各个模块之间的三维标识将其组装起来，根据现场的实际情况进行调整。⑥验收。机电棚预制完成后，必须要对预制件进行必要的检验和验收，以确保其质量和符合安全规范要求。

3.3.2 机电棚预制实例分析

在武汉地铁二十四号线工程中，利用BIM技术已经成功地将机电棚预制化制造，实现从设计、制造到现场安装的全过程数字化管理。通过BIM技术的多项优化，机电棚的组装构造变得更加轻便和高效。在现场组装过程中，由于预制件模拟了现实环境，因此现场调整和调试极其方便，大幅缩短施工周期。最终，验收的安全和质量都非常的成功，受到了业内人士的高度赞誉。

4BIM管线预制化技术的应用优势和前景

BIM技术作为一种新型的建筑信息化技术，已经逐渐成为建筑产业中不可或缺的一部分。在地铁机电安装工程中，BIM技术与管线预制化技术的应用趋势日益明显，这种趋势主要表现在技术优势、发展前景以及发展趋势方面。

4.1 技术优势分析

BIM管线预制化技术是将BIM技术与管线预制化技术有机结合的产物，其最大的技术优势在于可以实现施工现场的协调和优化。传统的地铁机电安装工程过程中，由于每个施工单位各自为政，缺乏有效的沟通与协调，导致工程质量把控难度大、工期延误问题多、安全风险高等问题[3]。而采用BIM管线预制化技术，可以将各个施工单位间的施工方案制定过程串联起来，形成一套完整的工程施工流程。

4.2 发展前景分析

作为BIM应用领域的重要组成部分，管线预制化技术已经在多个国家和地区都得到了越来越广泛的应用。

在中国地铁建设中，管线预制化技术已经发展出一系列成熟的应用模型，在各大城市的地铁系统建设中，已经广泛应用。管线预制化技术与BIM技术的结合，可以实现预制化管道构件的数字化造型、标准化设计[4]。未来，地铁机电安装工程所使用的工具将更加智能化，利用大数据和人工智能技术，可以对施工现场进行自我控制、自我匹配、自我改进，以实现智能化施工目标。

4.3 发展趋势分析

在管线预制化技术应用的发展中，虚拟施工、智慧施工等技术的发展也与BIM技术紧密相关。虚拟施工技术是一项将建筑施工过程数字化、模拟化、可视化的技术。而智慧施工则是运用大数据分析、物联网、人工智能、云计算等技术，实现项目全生命周期各个环节的数据化监管、培训、管理与协调的一种管理方式。将这两种技术引入BIM管线预制化技术中，可以实现更加高效的施工。在建筑全生命周期中，BIM模式将起到更多的作用。相关人员可以将BIM技术和虚拟施工技术相结合，实现所有施工环节可视化，通过数据分析和人工智能技术，提高施工质量，预防事故的发生。可以将BIM技术与智慧施工技术相结合，实现工序协调和协作，提高施工的效率[5]。

5 结束语

BIM管线预制化技术在地铁机电安装工程中的应用，可以大大提高建设效率，降低成本，提高工程质量，保证施工安全等。尽管该技术还处于起步探索阶段，但其在未来地铁机电安装工程中的应用前景十分广阔。为了更好地实现技术应用目的，未来还需加强技术研究和人才培养，增强技术创新能力，拓展技术应用范围，推动中国地铁机电安装工程水平的整体提升。

参考文献

[1] 汪伟建.地铁机电安装管线综合排布技术要点探究[J].工程建设与设计，2023（7）：56-58.

[2] 王龙飞，郭峰，张先锋等.BIM技术在地铁机电工程深化设计中的应用：以郑州地铁6号线一期工程为例[J].工程技术研究，2023，8（7）：173-175.

[3] 張文贺.地铁机电安装动力照明工程施工工艺研究[J].工程机械与维修，2023（2）：162-164.

[4] 李雪.地铁车站机电设备安装中综合管线施工技术探讨[J].工程机械与维修，2023（2）：264-266.

[5] 张红云，胡春林，谭克林，等.BIM技术在地铁机电安装工程中的应用[J].安装，2023（2）：42-46.