BIM技術在城市軌道交通工程建設全過程中的應用

　　摘要 隨著我國城市軌道交通工程的飛速發展，城市軌道交通工程BIM技術應用日益成熟，但對BIM技術的應用只是停留在很少的幾個方面或模塊，幾乎沒有建設全生命周期的應用。文章以青島地鐵1號線工程建設全過程BIM技術應用為例，全面分析BIM技術應用的優點，為城市軌道交通工程積累寶貴經驗。

　　關鍵詞 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用中涉及規劃、設計、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技術的應用主要集中在設計、施工階段。雖然BIM技術在城市軌道交通工程中應用廣泛，但由于城市軌道交通工程涉及專業多、施工工序復雜、各專業接口多、交叉施工多、各個專業的互相配合要素多等原因，目前各個城市對BIM技術的應用只是停留在很少的幾個方面或模塊，幾乎沒有地鐵建設全生命周期BIM技術應用。鑒于上述情況，以青島市地鐵1號線工程為例，探討BIM技術在地鐵工程設計、施工、運維全過程應用，助力地鐵建設運營。

　　1 前期工作

　　1.1 BIM應用目標

　　設計目標——利用BIM技術優化設計，提高設計質量，減少變更。

　　生產目標——實現施工階段基于BIM的精細化管理，機電設備等專業的預制加工安裝，提高施工質量。

　　管理目標——基于BIM數據集成與管理平臺，實現一體化項目管理，滿足各參建單位協同工作，提高項目管理水平。

　　數據集成——基于BIM數據集成和管理平臺，整合建設期生產數據形成較為完整的數據庫，實現青島市地鐵1號線項目數字化建設管理，實現地鐵工程的“數字孿生”。

　　竣工模型——基于BIM數據集成和平臺管理，形成與工程實體、竣工圖紙相一致，能反映建設項目建設期各項信息的竣工模型[1]。

　　1.2 應用模式

　　建立建設單位為主導，以標準為引線、平臺為依托，BIM咨詢單位提供服務，設計單位、施工單位、監理單位、供貨商和運營單位等各參建方共同參與的管理模式。

　　2 建設期應用

　　2.1 準備階段

　　2.1.1 相關培訓

　　根據BIM技術在軌道交通領域應用情況和參建單位的BIM應用實際水平，組織BIM專項培訓，包含BIM綜合管理平臺應用、BIM系統化實施方案交底、BIM應用等各項培訓。

　　2.1.2 管理措施

　　在建設期BIM應用確立了各階段任務及保障措施，確立了無BIM不施工的建設期BIM應用原則(如圖1)[1]。

　　2.2 模型創建

　　2.2.1 設備設施模型構件庫

　　青島地鐵1號線BIM應用在實施過程中共收集各專業產品模型元素1 815個，部分模型達到最小可拆分單元，為企業級模型元素庫積累數據。

　　2.2.2 最小可拆分單元

　　根據運維部門對維修單元拆分需求創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，了解設備構造。

　　2.2.3 模型應用

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

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

　　根據裝飾吊頂模型，進行的管線路由設計，詳見圖2、圖3。

　　(2)為避免裝飾吊頂安裝空間不足，在設計階段引入裝飾吊頂模型。要求吊頂模型的建模精度達到要求，包括燈具尺寸與實物一致、體現燈具安裝吊點、吊頂的標高及位置準確。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而導致后期裝飾吊頂標高降低，在設計階段根據裝飾吊頂、各專業管線、結構模型這三者形成的立體空間布局，確定支吊架安裝形式、安裝標高，以此作為現場支吊架施工的依據。

　　(4)為避免公共區門匾因空間狹小且管線密集導致實際安裝達不到設計要求，此處管線布置充分考慮結構空間、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，在裝飾模型中體現擋煙垂壁模型，以此指導管線排布。

　　2.2.4 設計方案比選

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

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

　　(3)為避免設備區走廊在運維階段檢修困難，管線排布方案應盡量實現寬度超過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備上，應逐個房間確認風口位置，風口不允許布置在設備正上方。

　　(5)為避免管線影響后期設備安裝和運行，應逐個房間確認管線底標高。

　　在設計階段，通過模型創建，優化設備房間內凈空不足的問題，要充分利用走廊的空間進行管線布置，如圖8、圖9。

　　2.3 施工階段

　　(1)土建模型與現場一致性復核。由BIM總體組織設計、施工、監理單位對土建模型進行現場復核，通過“現場定位——與BIM模型及圖紙校核——土建現場復核會簽——BIM模型調整”的工作流程，確定土建結構對管線綜合的影響[2]。

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