基于BIM的地铁车站施工平台管理研究

摘 要：为提升地铁车站的信息化管理水平，提高车站地铁施工组织效率，该文以地铁车站设计施工为背景，对BIM施工的优势进行详细介绍，基于BIM技术，对地铁车站进行三维可视化建模，从施工管理平台需求性出发，对地铁车站施工平台进行设计，提升车站施工的运行管理效率。

关键词：BIM；施工管理；车站施工；信息平台；地铁

中图分类号：TU921 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）22-0106-04

Abstract： In order to improve the information management level of subway station and improve the efficiency of subway construction organization， this paper introduces in detail the advantages of BIM construction based on the background of subway station design and construction， and carries on the three-dimensional visual modeling of subway station based on BIM technology. Based on the demand of construction management platform， the subway station construction platform is designed to improve the operation and management efficiency of station construction.

Keywords： BIM; construction management; station construction; information platform; subway

BIM全称为建筑信息模型（Building Information Modeling），可以直观立体展示建筑的具体信息，是建筑信息的立体化模型，通过建立BIM，能够提高施工信息化、智能化水平标准，可以协同设计、施工、运营等项目全周期的信息化管理，提高各个专业的信息共享，从而实现时间、技术等方面效率的提升。地下车站设计施工具有体量大、施工步骤繁多、施工工艺复杂和施工周期短等特点，对地铁车站施工模型进行可视化处理，可以立体展示施工过程，协同各专业沟通效率，从而达到降本增效的目的。

陈庆周等[1]对地下空间3D模型设计与传统模型的优劣势进行了比较分析。张忠良[2]通过对基坑施工进行三维建模，实现了基坑施工的信息化管理。张翠萍等[3]基于施工项目需求出发，通过BIM技术，实现了对于施工质量与施工效率的合理把控。桑学文等[4]将BIM技术与GIS技术相结合运用到地铁施工管理中，实现了对于风险的可视化管控。乔守江等[5]从BIM建模、施工方案审查、安全预警管控等方面实现了对于建筑施工的安全管理。戴修成等[6]将BIM模型引入到超高层建筑的设计与施工中，实现了对于复杂节点的碰撞分析、安全项目管理等。丰慧等[7]从项目的核心需求出发，对BIM平台进行优化，对BIM平台架构进行优化处理。王开等[8]通过BIM平台实现对桥梁下部结构的精细化建模。王依寒等[9]将BIM技术引入到装配式建筑装修管理中，实现了项目的降本增效。官波等[10]将BIM技术引入城市轨道城市管理中，转变工作模式，实现了管理向数字化、精确化方向发展。

可以看出，在建筑领域对于BIM平台的利用与开发已经相对成熟，但对于地下工程的设计、施工、管理，BIM运用方面起步较晚，与传统建筑行业相比，地铁车站设计、施工过程往往存在设计专业多、工况复杂、地质信息复杂等状况，为了能够节约施工成本、提升工程质量、节省工程时间，实现全过程的信息共享，建立建筑信息模型还是十分必要的。

1 基于BIM的地铁车站设计优势

1.1 信息可视化

BIM可以实现模型的三维可视化。传统二维图纸设计过程中，往往需要通过平面图、立面图、剖面图等多种形式实现建筑构建的结构表达，对于一些复杂结构，单纯靠二维图形设计往往表达不出设计初衷，施工图设计表述不清，往往会对施工者对于设计图的施工意图造成误解，对于一些复杂构建，三维模型可以清晰地进行表达，有利于对施工图纸的理解。通过BIM模型，可以更直观立体地反应出施工过程中的重难点，对施工重难点有针对性地提出相应方案。

1.2 施工场地设计与优化

地铁车站修建附近经常存在大量建筑，用地红线紧邻施工现场情况经常出现，因此需要对施工现场进行合理布设。在车站BIM构建的过程中需要与周边环境结合，对施工机械场地、施工临时场地、大型设备安装拆卸等问题都需要考虑在内，通过周边场地模型，实现施工场地的合理搭建。车站周边环境施工模型如图1所示。

1.3 施工碰撞模拟

在传统平面图设计过程中，施工如果出现管线交叉、施工图缺陷等问题时，往往需要对设计图纸进行重新修改，大大造成了人力、物力资源的浪费，影响施工进度。将设计好的BIM模型运用到施工过程中，可以对地铁车站的施工全过程进行动态模拟，在模拟过程中，施工人员可以对施工过程中的错项、漏项进行补充检查，对设计的问题与缺陷进行改善也可对施工机电设施分布、管线分布等位置进行碰撞检查，预先发现碰撞问题，规范设计方案，降低施工成本，加快施工进度。

1.4 BIM的协同信息共享

BIM的信息共享是BIM平台相对于传统设计、施工的另一项优势，在图纸设计阶段，可以实现各个专业的协同与沟通，施工阶段可以根据现场施工反馈对设计图纸进行进一步优化，同时在运营管理阶段也可根据设计施工模型，查找问题。同时通过搭建平台，也可实现对于施工成本、施工进度、资源配置等的不断优化。

2 地铁车站施工模型的需求性分析

2.1 数据的系统化管理

隧道车站设计包括车站主体设计、地铁隧道设计等，在车站设计阶段，设计各专业需要对图纸进行不断交底、优化并且随着地铁施工的进行，设计图纸也会出现调整与变更情况，这就需要对设计、施工图纸进行系统化管理，保证图纸更新及沟通效率。在施工阶段，地铁车站、隧道的施工进度、监测数据和工程日志等也会产生大量信息。因此地铁车站项目工程体量大、参与单位多、施工时间长等都会伴随着出现大量资料数据，传统纸字版资料缺乏系统管理性，存在规范性不高、查找不便等问题，对于查阅人员，也会因资料繁杂在提取有用信息时耗费大量精力。因此，车站地铁等大型施工项目对于工程进行信息化管理还是非常必要的。

2.2 信息的动态传递

地铁车站在施工过程中，周边往往存在大量建筑、管线等设施，施工周边环境复杂，与建筑行业不同，地铁车站施工过程中对于地质环境要求更高，特别是监测量测单位，需要对施工阶段的测量数据进行实时反馈，设计施工单位也可根据监测数据对施工方案进行动态调整。对于施工单位管理者，也需要对施工项目的施工进度、施工成本、施工安全等多方面信息进行精确管理，因此在动态调整过程中如何保证数据的时效性与精确性，对于项目施工管理显的尤为重要。

2.3 施工预警

地铁车站施工过程中需要对周边地表沉降进行控制，同时，在车站隧道施工前，需要对隧道前方地质信息、富水程度等进行监测，施工过程中需要对基坑的沉降、隧道的拱顶沉降等各个方面进行监测，监测的主要目的是预防施工过程中突发状况产生，因此在施工过程中要对极易产生风险的施工过程、施工区域进行重点监测，将施工过程中需要重点关注的施工薄弱环节通过立体展示、标注，可以清晰地看到施工的薄弱环节，施工管理、技术人员也可直观发现问题，因此通过施工模型，对施工薄弱区进行施工标注，并根据施工动态反馈，可以起到动态施工预警的作用，在发生数据异常时，可以及时提出应对措施。

2.4 施工模拟与指导

地铁车站与隧道的施工过程动态模拟主要通过Navisworks实现，将设计好的BIM模型文件导入Navisworks中，通过施工工序的设定，可以对施工工序进行调整与优化，同时通过动画模拟可以直观展示工程施工过程，使施工人员对于施工过程具有清晰明了的把控。通过施工模拟，还可以对施工进度、材料需求等进行模拟分析，可将其应用于施工组织管理与分析过程中。

3 基于BIM的地铁车站施工信息平台搭建

基于BIM可实现地铁车站的三维可视化建模，将BIM模型引入信息化管理平台，可以实现地铁车站从设计施工到监测管理全方位的工作协调。管理平台可分为数据的信息采集、车站及地铁模型搭建、设计施工数据管理、监控量测信息监测与预警4个方面。施工信息平台架构图如图2所示。为方便施工人员登录，系统采用B/S 架构，工程人员可以通过网页登录实现工程信息的实时获取。

3.1 施工信息的采集

施工信息的数据采集包括勘测阶段数据采集，勘测阶段数据采集主要为地质信息、富水程度、周边环境和地下管线信息等方面的信息采集，将信息输入到信息平台，为后续的设计施工提供支撑。设计阶段信息采集主要为地铁站台的施工图设计、设计方案的修改与变更等信息的录入。施工阶段信息的采集主要包括施工日志、施工进度、施工预算等方面数据信息。监控量测主要为施工过程中地表沉降、超前地质预报、隧道沉降等数据的采集。

3.2 平台层模型的搭建

基于BIM技术，实现平台三维可视化模型的搭建，模型按照各单位不同主要分为地质勘探BIM三维模型搭建，勘测单位根据采集的地质信息与周围建筑物标高信息，实现工程地质三维模型搭建。设计单位主要是根据施工图对车站整体设计进行建模。施工单位可以通过系统实现对隧道施工三维动态展示、施工进度、施工安全等方面把控。监控量测单位主要根据BIM模型，对地表以及隧道等监测点进行标注，建立车站监控量测数据模型。

3.3 平台数据管理

平台数据库管理主要有地质信息数据库，通过数据库可对管线位置、建筑物标高、围岩等级等信息进行获取。设计数据库主要为隧道BIM设计模型，可以对构件的尺寸、配筋等信息进行查询。施工信息库主要包含日常施工信息、进度、预算等信息的采集与查阅。监控量测信息数据库主要包括每日监控数据、超前地质预报信息的录入与分析。各专业人员可以根据不同权限，查阅和修改数据库的各相关信息。

3.4 施工平台应用

通过施工平台，可以实现多个单位的沟通协调与施工预警，监测单位可以根据监测数据对施工异常区域向设计、施工单位进行预警，施工单位可以对施工过程中的施工进度、施工方案等进行合理把控，对于设计不合理的地方可以向设计单位反馈，对于地质信息不符的地方也可向勘测单位反馈。根据反馈信息勘测单位对地勘进行补勘，设计单位可以对施工图进行优化、修改。

4 基于BIM的车站设计施工平台应用

本文以青岛某地铁车站施工为例，基于BIM模型，搭建施工管理平台，实现了地铁车站施工的信息化管理。

4.1 车站文件库的搭建

车站文件库的搭建主要是通过以revit为基础的族库搭建，族库的设计是设计师模型搭建构件所需要的重要资源，车站族库的设计对于车站结构模型的搭建是必不可少的，通过族库设计，可以整合构件资源，对于同类型构件，设计人员可以通过修改参数，从而提高作图效率。图3—图6为族库展示。

4.2 模型参考方式的选择

对于各专业，在模型设计时需要提供基础模型，对于基础模型的选择往往需要遵循共同性原则，即模型可为各个专业提供基础数据支撑，结合地下施工工程特点，可将车站结构模型作各个专业的参考模型，如地质模型设计时，可将地质模型加载到结构模型中，对结构模型进行进一步设计优化，可在结构基础模型的设计基础上进行项目成本控制。图7为车站基础模型。图8为隧道施工模型。

4.3 动态施工管理

通过施工系统，可以实现施工工法的动态展示，施工人员也可根据三维施工模型，对施工工艺进行熟悉与掌握，通过管理系统可以查询施工进度，实现施工进度实时管理。图9为隧道施工进度模型展示。

5 结束语

本文基于BIM技术，对BIM三维施工的特点进行了分析，从需求端出发，总结归纳了信息平台可以发挥的优势。对基于BIM的系统施工架构进行了详细介绍，最后以青岛地铁某车站为背景，对地铁车站的设计、施工、监测等方面进行了展示。通过信息平台，大大提高了施工过程中的协调与沟通效率，保证了车站的安全高效化施工。

参考文献：

[1] 陈庆周，隋伟，张洁贞，等.地铁车站BIM技术在地下空间设计中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2023（12）：82-84.

[2] 张忠良.BIM技术在地铁车站深基坑施工中的应用研究[J].现代交通技术，2023，20（3）：73-77.

[3] 张翠萍，王晓.基于BIM技术的土木工程施工质量与安全管理措施[J].砖瓦，2023（10）：114-116.

[4] 桑学文，马骏，张萌，等.基于BIM-GIS的地铁工程安全风险管理应用[J].现代信息科技，2023，7（18）：154-158.

[5] 乔守江，吴瑞.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用分析[J].智能建筑与智慧城市，2023（9）：112-114.

[6] 戴修成，黄伟达，何静旋，等.BIM技术在超高层建筑的精细化管理应用[J].工业建筑，2023，53（S2）：780-782.

[7] 丰慧，张焱，张辰颖，等.建设工程项目管理BIM底层平台搭建研究[J].建筑经济，2023，44（9）：45-52.

[8] 王开，罗天靖，李辉，等.基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用[J].铁道标准设计，2023，67（10）：134-140.

[9] 王依寒，卢山，苏霁康.BIM技术在装配式绿色宜居项目中的应用[J].建筑经济，2023，44（S1）：326-330.

[10] 官波，王猛，周灿伟，等.基于BIM的城轨数字化建设管理与安全风险管控研究[J].都市快轨交通，2022，35（6）：39-44.

作者简介：王绪洋（1989-），男，工程师。研究方向为建筑结构设计。