BIM技術(shù)在城市軌道交通工程建設(shè)全過程中的應(yīng)用

　　摘要 隨著我國城市軌道交通工程的飛速發(fā)展，城市軌道交通工程BIM技術(shù)應(yīng)用日益成熟，但對BIM技術(shù)的應(yīng)用只是停留在很少的幾個方面或模塊，幾乎沒有建設(shè)全生命周期的應(yīng)用。文章以青島地鐵1號線工程建設(shè)全過程BIM技術(shù)應(yīng)用為例，全面分析BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點，為城市軌道交通工程積累寶貴經(jīng)驗。

　　關(guān)鍵詞 BIM;對比分析;模型;加工

　　0 引言

　　BIM(Building Information Modeling)在城市軌道交通工程全生命周期應(yīng)用中涉及規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維和拆除等五個階段，目前我國城市軌道交通工程對于BIM技術(shù)的應(yīng)用主要集中在設(shè)計、施工階段。雖然BIM技術(shù)在城市軌道交通工程中應(yīng)用廣泛，但由于城市軌道交通工程涉及專業(yè)多、施工工序復(fù)雜、各專業(yè)接口多、交叉施工多、各個專業(yè)的互相配合要素多等原因，目前各個城市對BIM技術(shù)的應(yīng)用只是停留在很少的幾個方面或模塊，幾乎沒有地鐵建設(shè)全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用。鑒于上述情況，以青島市地鐵1號線工程為例，探討B(tài)IM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計、施工、運維全過程應(yīng)用，助力地鐵建設(shè)運營。

　　1 前期工作

　　1.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

　　設(shè)計目標(biāo)——利用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，減少變更。

　　生產(chǎn)目標(biāo)——實現(xiàn)施工階段基于BIM的精細(xì)化管理，機電設(shè)備等專業(yè)的預(yù)制加工安裝，提高施工質(zhì)量。

　　管理目標(biāo)——基于BIM數(shù)據(jù)集成與管理平臺，實現(xiàn)一體化項目管理，滿足各參建單位協(xié)同工作，提高項目管理水平。

　　數(shù)據(jù)集成——基于BIM數(shù)據(jù)集成和管理平臺，整合建設(shè)期生產(chǎn)數(shù)據(jù)形成較為完整的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)青島市地鐵1號線項目數(shù)字化建設(shè)管理，實現(xiàn)地鐵工程的“數(shù)字孿生”。

　　竣工模型——基于BIM數(shù)據(jù)集成和平臺管理，形成與工程實體、竣工圖紙相一致，能反映建設(shè)項目建設(shè)期各項信息的竣工模型[1]。

　　1.2 應(yīng)用模式

　　建立建設(shè)單位為主導(dǎo)，以標(biāo)準(zhǔn)為引線、平臺為依托，BIM咨詢單位提供服務(wù)，設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位、供貨商和運營單位等各參建方共同參與的管理模式。

　　2 建設(shè)期應(yīng)用

　　2.1 準(zhǔn)備階段

　　2.1.1 相關(guān)培訓(xùn)

　　根據(jù)BIM技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用情況和參建單位的BIM應(yīng)用實際水平，組織BIM專項培訓(xùn)，包含BIM綜合管理平臺應(yīng)用、BIM系統(tǒng)化實施方案交底、BIM應(yīng)用等各項培訓(xùn)。

　　2.1.2 管理措施

　　在建設(shè)期BIM應(yīng)用確立了各階段任務(wù)及保障措施，確立了無BIM不施工的建設(shè)期BIM應(yīng)用原則(如圖1)[1]。

　　2.2 模型創(chuàng)建

　　2.2.1 設(shè)備設(shè)施模型構(gòu)件庫

　　青島地鐵1號線BIM應(yīng)用在實施過程中共收集各專業(yè)產(chǎn)品模型元素1 815個，部分模型達(dá)到最小可拆分單元，為企業(yè)級模型元素庫積累數(shù)據(jù)。

　　2.2.2 最小可拆分單元

　　根據(jù)運維部門對維修單元拆分需求創(chuàng)建最小可拆解單元模型庫，添加屬性信息，可使運維人員快速獲取所需信息，了解設(shè)備構(gòu)造。

　　2.2.3 模型應(yīng)用

　　(1)高大空間設(shè)計理念。青島地鐵1號線的見光不見燈設(shè)計理念，使得燈具高度較前期線路尺寸變大，按常理吊頂高度應(yīng)比既有線路更低30 cm左右。通過BIM優(yōu)化提升了吊頂高度，空間感受明顯提升。

　　明暗挖車站，通過管線綜合方案優(yōu)化公共區(qū)裝修標(biāo)高均提升至3.30 m，站臺層除無柱車站外其余車站裝修標(biāo)高均提高至3.2 m。

　　根據(jù)裝飾吊頂模型，進(jìn)行的管線路由設(shè)計，詳見圖2、圖3。

　　(2)為避免裝飾吊頂安裝空間不足，在設(shè)計階段引入裝飾吊頂模型。要求吊頂模型的建模精度達(dá)到要求，包括燈具尺寸與實物一致、體現(xiàn)燈具安裝吊點、吊頂?shù)臉?biāo)高及位置準(zhǔn)確。具體的剖面圖及形成的三維視圖，詳見圖4、圖5。

　　(3)為避免支吊架占用裝飾吊頂安裝空間進(jìn)而導(dǎo)致后期裝飾吊頂標(biāo)高降低，在設(shè)計階段根據(jù)裝飾吊頂、各專業(yè)管線、結(jié)構(gòu)模型這三者形成的立體空間布局，確定支吊架安裝形式、安裝標(biāo)高，以此作為現(xiàn)場支吊架施工的依據(jù)。

　　(4)為避免公共區(qū)門匾因空間狹小且管線密集導(dǎo)致實際安裝達(dá)不到設(shè)計要求，此處管線布置充分考慮結(jié)構(gòu)空間、支吊架安裝、管線保溫等各種因素。具體的剖面圖及形成的三維視圖，詳見圖6、圖7。

　　(5)為避免擋煙垂壁安裝空間不足，在裝飾模型中體現(xiàn)擋煙垂壁模型，以此指導(dǎo)管線排布。

　　2.2.4 設(shè)計方案比選

　　(1)為避免管線的大量支管需橫跨走廊才能進(jìn)入房間的情況出現(xiàn)，在走廊中將管線布置在支管較多的走廊一側(cè)。

　　(2)為避免后期運營階段設(shè)備替換導(dǎo)致的管線拆改，按設(shè)備運輸路徑的凈空要求進(jìn)行管線排布。

　　(3)為避免設(shè)備區(qū)走廊在運維階段檢修困難，管線排布方案應(yīng)盡量實現(xiàn)寬度超過400 mm的檢修空間，檢修空間一般布置在中部。

　　(4)為避免管線冷凝水滴落到設(shè)備上，應(yīng)逐個房間確認(rèn)風(fēng)口位置，風(fēng)口不允許布置在設(shè)備正上方。

　　(5)為避免管線影響后期設(shè)備安裝和運行，應(yīng)逐個房間確認(rèn)管線底標(biāo)高。

　　在設(shè)計階段，通過模型創(chuàng)建，優(yōu)化設(shè)備房間內(nèi)凈空不足的問題，要充分利用走廊的空間進(jìn)行管線布置，如圖8、圖9。

　　2.3 施工階段

　　(1)土建模型與現(xiàn)場一致性復(fù)核。由BIM總體組織設(shè)計、施工、監(jiān)理單位對土建模型進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)核，通過“現(xiàn)場定位——與BIM模型及圖紙校核——土建現(xiàn)場復(fù)核會簽——BIM模型調(diào)整”的工作流程，確定土建結(jié)構(gòu)對管線綜合的影響[2]。

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