BIM技術在烏蘭察布站施工中的應用研究

魏瑞芳　馬少雄

摘 要：針對烏蘭察布站交叉作業、室內管線分布多，施工工序繁雜，本項目引入BIM技術，通過建立基于5D數據的烏蘭察布站土建及機電安裝、通信等工程信息模型，并利用模型進行碰撞檢查、對施工方案進行比選和合理優化。通過對三維仿真漫游查找設計不合理的部位提出變更。通過三維動畫對施工作業人員進行全面施工交底，從而達到縮短工期，節約成本的目標，為后續工程提供借鑒意義。

關鍵詞：BIM技術；工程信息模型；施工交底

中圖分類號：TU17 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0043-03

BIM技術在普通房建施工領域應用效果較好，可以解決建筑、結構、給排水、采暖通風、電纜橋架、自動控制、消防、安防等多專業之間的協同設計與施工問題，尤其在三維技術交底、碰撞檢查和管線綜合優化等方面優勢明顯[1][2]。本文針對烏蘭察布站的工程特點，建立基于5D數據的烏蘭察布站土建及機電安裝、通信等工程信息模型，引入BIM技術，為參與項目建設各方提供信息化交流平臺，為實現建設對象可視化、施工進度控制動態化、信息數據采集智能化提供技術支持[3][4]。

1 概述

1.1 烏蘭察布站工程概況

烏蘭察布站位于烏蘭察布市，地處內蒙古地區中部，是新建張家口至呼和浩特鐵路的最大中間站。工程由站房和站臺兩部分組成，站房建筑面積11949.14m2，建筑尺寸147.2m×38.4m×21.0m，基礎為獨立基礎，主體結構為鋼筋混凝土框架結構，候車大廳屋面為鋼網架結構。站臺及有柱雨棚建筑面積為15866m2，車站設450×12.0×1.25m基本站臺1座和450×12.0×1.25m中間站臺2座。

1.2 工程特點及應用BIM的必要性

烏蘭察布站作為標段的控制性工程，具有以下特點：

（1）交叉作業多：房屋、軌道、供電、通信、信號、工藝設備、給排水等多系統工程，相互穿插施工較多。

（2）室內管線分布多：提前進行BIM三維碰撞，為圖紙會審及方案優化提供依據。

（3）施工工序繁雜：鋼網架結構施工、高支模、深基坑開挖及支護工序多。

（4）精細化管理：單體建筑多，檢修組合庫及物資總庫，運用組合庫，綜合樓等生產用房涉及專業多，施工過程中勞動力、物資、機械設備調配頻繁。

基于以上特點，本項目將引入BIM技術，提前規劃、重點模擬、化繁為簡、綜合調配資源。通過烏蘭察布站土建及機電安裝等工程建立信息模型，并利用模型進行碰撞檢查、對施工方案進行比選和合理優化、通過對三維仿真漫游查找設計不合理的部位提出變更、通過三維動畫對施工作業人員進行全面施工交底，確保站場施工安全、質量、進度、成本達到預期目標。

2 烏蘭察布站BIM三維建模

2.1 建模流程與思路

本項目涉及專業多，施工過程復雜多變，因此在BIM實施過程中需制定相應流程，并依據流程，將BIM技術高效地應用于實際施工中，其實施流程如圖1所示。

2.2 模型效果展示

作為現代施工企業，我們以信息科技為依托，把信息模型為基礎的BIM綜合應用在企業全面推廣，在項目前期策劃、施工過程、運營維護階段全程引用，為項目的進度管理、合同管理、質量管理及施工協調引入新的方法，更高效，快捷、合理的進行全面管控。而正確、全面的BIM模型是一切信息應用的基礎，在模型創建的不同階段，不同規則直接影響后期模型的質量及應用范圍，建立正確的模型并賦予正確的信息是關鍵。本項目按照既有流程采用相關軟件建立BIM模型，并將其應用于實際施工中，各主體工程模型如下圖所示，圖2為revit建筑模型，圖3為烏蘭察布站站房效果圖，圖4為烏蘭察布站站臺。

3 BIM技術應用方案研究

傳統模式下看二維圖紙想象三維構造容易對設計造成誤解，而BIM的三維模型的可視化，提高了建筑識別功能，降低了各參與方的門檻，提高了溝通效率。在模型的應用過程中針對施工中的重點、難點、風險點進行施工模擬，尋找到更加合理的施工解決方案。參考總工期計劃，物資總控計劃、季、月計劃，通過模擬施工，對施工現場土方調配、材料設備堆場等進行三維對比優化設計，減少現場的二次搬運以降低成本。通過將土建模型與機電模型結合，進行碰撞檢查、施工漫游，優化施工組織等，從而體現在該項目中應用BIM技術的必要性。

在完成三維模型精細化構建的基礎上，研究如何將BIM模型有效的在工程施工中加以運用，實現模型的工程價值，本項目從以下幾個方面入手。

3.1 管線碰撞及洞口預留

在復雜的建筑項目的管線綜合中，依靠人力進行檢測和排查大量的構件沖突是一項艱巨的工作，BIM模型的碰撞檢測功能則充分發揮計算機對龐大數據的處理能力。通過BIM模型的建立，核對已有的設計變更，烏蘭察布項目通過BIM建模發現圖紙問題共77處，其中，鋼筋專業45處，土建專業8處，安裝專業24處。通過BIM碰撞檢查功能，一層共發現碰撞點556個，二層共發現碰撞點822個，合計1928個。通過BIM綜合管線模型的提前模擬輔助施工，避免了各碰撞點的拆過返工，保證了施工工期，節約了工程成本。

對發生碰撞的管線進行優化設計如圖5所示，在滿足相關設計標準的前提下，使得部分管線凈高增加，如運轉樓管線綜合材料用量減少，經工程量統計，其中機電管線總長度減少246米，支吊架數量減少47個，部分建筑管線凈高得以提升，空間得以增加。

通過BIM技術，智能判斷預留洞的位置，最后出具的預留洞口報告中，利用三維可見性對管線與建筑墻碰撞的位置進行洞口預留。

3.2 算量及資源管理

對建造各階段的模擬，可運用模型統計出各階段的工料用量，并通過BIM技術的4D關聯數據庫，可以快速、準確獲得工程。將項目工期進度計劃、物資材料總控計劃、季（月）度材料計劃、總工程數量清單等信息與BIM施工模型相鏈接，形成一個可視的4D（3D+Time）模型，直觀、精確、動態地反映整個施工過程，并通過對項目人力、物資材料、機械設備的實際投入，結合項目工期目標，合理調配和優化資源，提高機械設備和材料的使用效率，實現限額領料，避免了材料浪費，節約了工程成本。endprint