城市地下空間開發(fā)中BIM技術的應用探析

1 BIM技術實施的背景

隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展以及3D技術的普及推廣，以BIM技術為代表的“三維協(xié)同設計與全生命周期管理”成為了工程建設行業(yè)最新的理念和先進的水平，是提高工程建設質(zhì)量和效率的最為行之有效的方法。傳統(tǒng)的“AutoCAD+Excel”的設計模式和“拿著二維圖紙、參照以往經(jīng)驗”的施工方法已無法完全滿足工程建設行業(yè)發(fā)展的需求。BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性的特點，它可以模擬實際施工，提前發(fā)現(xiàn)施工中會出現(xiàn)的問題，從而合理確定施工方案，合理配置人員、材料和設備，在最大范圍內(nèi)實現(xiàn)資源的合理利用。近年來國內(nèi)有一定數(shù)量的項目在不同階段使用了BIM，其中上海中心大廈最受關注。BIM已經(jīng)逐步滲透到軟件公司、設計單位、科研院校、建筑企業(yè)等，建筑企業(yè)開始對BIM人才有所需求。

伴隨著BIM技術的普及，其作用也越來越顯著，越來越多工程項目在招投標階段就已經(jīng)將BIM技術的應用與實施作為指定條款添加到招標文件中，為了在競爭日益激烈的建設市場中贏得優(yōu)勢，工程建設企業(yè)必須把引進國際先進的建設管理理念放到重要的戰(zhàn)略位置，通過科學技術的進步來提升自身的綜合實力和競爭能力。

我公司目前承建的鄭州綜合交通樞紐地下交通工程(東廣場)項目屬于城市地下人防工程，項目東側為城市主干道圃田西路，西側為國鐵鄭州東站，南側地下為地鐵1號線、5號線、市域線3線換乘站新鄭州站;北側為已建汽車客運站，地鐵1號線新—博盾構區(qū)間從東廣場項目中部穿過，把項目分為南北兩個區(qū)。該項目從建設初期各參建方就推廣實施BIM技術。

2 本項目中應用BIM技術的必要性

鄭州綜合交通樞紐地下交通工程(東廣場)規(guī)劃設計為地下三層，總建筑面積113558平方米，既包含建筑、結構、通風空調(diào)、機電、消防、給排水、人防等內(nèi)容，還包含地下連續(xù)墻、長螺旋樁基施工、抗拔樁、地鐵盾構區(qū)的加固保護等重難點施工，工程量龐大、施工內(nèi)容多，基坑開挖深度大，開挖面積大，圍護結構多，并且地鐵運營區(qū)間防護難度大，既有順做區(qū)，又有逆做區(qū)。周圍環(huán)境復雜，施工安全風險較高，傳統(tǒng)的管理方法已不能滿足實際施工需要。

BIM技術的可視化、碰撞檢查、施工模擬等技術手段，可以在項目開始施工前，對整個項目進行模型搭建，及時發(fā)現(xiàn)設計方提供設計圖紙資料的錯誤，降低后期因工程變更等因素引起的不必要麻煩，另外可以對整個施工過程進行模擬，分析不同資源配置對工期的影響，綜合成本，工期、材料等得出最優(yōu)的施工方案，從而減少因為施工過程中的錯誤造成的浪費，降低成本，提高效益。

3 BIM技術在本項目中的實施

(1)可視化:通過 Autodesk Revit、Autodesk Navisworks、廣聯(lián)達 BIM5D等系列軟件，結合原有的二維設計圖，通過BIM建模，加入三維立體元素，滿足項目的可視化要求，真正做到“先模擬，后施工”。

(2)項目臨建設施建模:依據(jù)臨建場地二維圖紙數(shù)據(jù)、圖紙說明等，設計和模擬整個項目臨建設施及場地布局的BIM模型。

(3)土建建模:建筑和結構模型構成了土建模型，通過整體建模，可以更加順利的應用后續(xù)各項功能，如交底、施工、檢測等。施工之前，需要依據(jù)已有的二維設計圖紙，借助于一系列的軟件，對主體結構、重難點部位施工、土建構件等建立三維可視化模型，清晰顯示項目結構的細部構造。

(4)施工進度模擬:BIM從3D模型發(fā)展到4D(3D+時間或進度)建造模擬功能，可將施工中每一項工作以可視化的虛擬建造過程顯示出來，使項目相關人員都能夠理解進度計劃的關鍵節(jié)點，及時采取措施，進行糾偏調(diào)整，同時遇到設計變更、施工圖更改時，可以快速的聯(lián)動修改進度計劃。對比傳統(tǒng)的施工進度計劃橫道圖、網(wǎng)絡圖，BIM模型的優(yōu)點顯而易見。

(5)關鍵節(jié)點工序模擬:本項目重難點工序較多，在施工前根據(jù)工序的拆分與BIM模型的關聯(lián)，逼真地模擬現(xiàn)實施工中的工序場景，輔助技術人員驗證當前施工工序方案是否合理，并進行調(diào)整優(yōu)化，避免因施工順序錯誤導致的重復勞動、材料浪費、延期等。

(6)機電模型建模:在整個工程項目中，涉及到強弱電、空調(diào)、通風以及消防等諸多的子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)包括諸多的設備和管線，在具體的施工過程中，位置沖突很容易出現(xiàn)。BIM技術的應用，可以很好地實現(xiàn)碰撞檢測，利用BIM相關軟件進行三維建模，從而查找模型中的所有撞點，出具碰撞檢測報告，從而更好地解決傳統(tǒng)二維設計下無法避免的錯、漏、碰、撞等現(xiàn)象，以便對管線施工進行調(diào)整，及時糾正出現(xiàn)的各種沖突。

(7)工程項目成本對比分析:BIM的自動化算量功能可使工程量計算擺脫人為因素影響，比傳統(tǒng)的計算方法更加準確，得到更加客觀的數(shù)據(jù)。完成項目建模之后，借助于BIM的revit軟件模型，通過明細表的形式來輸出各種構件材料的工程量，有電子表格或者報表形成。Revit可以非常詳細的對工程量進行計算，并且可以分開列出，匯總之后，對其預算成本進行計算，通過對比實際成本和預算成本，就可以動態(tài)管理項目成本。

4 結束語

通過上文的敘述分析我們可以得知，相較于常規(guī)的照圖施工模式，BIM技術具有一系列的優(yōu)勢，它有效結合了數(shù)字信息和計算機技術，實現(xiàn)過程建設過程中各階段數(shù)據(jù)信息的整合及其應用，提高建設效率和質(zhì)量，對于工程竣工后的維護運營，也可以起到有效的指導作用。在城市地下空間開發(fā)中，借助于BIM技術，可以與城市的整體發(fā)展協(xié)調(diào)和配合，另外，通過綜合分析各個技術指標，也可以對地下空間規(guī)劃的可行性進行論證。隨著技術的不斷發(fā)展和BIM應用的不斷實踐，BIM技術已朝著更多的發(fā)展方向展開。

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