BIM5D技術在地鐵項目應用探討

文/楊柳、杜玲霞 鄭州鐵路職業技術學院 河南鄭州 450052

我國地鐵建設事業起步較晚， 但發展較快。自 20世紀 60 年代北京地鐵一期工程建設開始，經過多年的建設和發展， 已經取得了顯著的成就，特別是近幾年地鐵建設的快速發展， 從事地鐵工程建設的施工、建設、設計、監理等單位積累了豐富的實踐經驗和科研成果。但是地鐵項目具有施工工作內容復雜,工作量大,工法多樣,施工覆蓋范圍廣,施工時間長,作業面廣的特點,同時還存在危險源多、質量控制點多、在施工區域內可以利用的施工場地少等眾多難點。

BIM5D 信息模型是由三維模型附加進度信息與成本信息集成形成。使用三維建模軟件分別創建各專業模型，在3D模型的基礎上與進度信息關聯，形成 4D 建筑信息模型，以此實現構件可視化的施工模擬以及施工進度管理;通過導入進計價文件，3D 模型與清單的關聯，實現項目的多算對比等。三維模型與進度信息和成本信息的關聯是以模型構件為基礎， 以 WBS 分解為核心進行關聯， 從而實現施工項目的進度管理、成本管理和資源管理等。BIM5D在地鐵項目中的應用具體如下：

1、碰撞檢查

地鐵車站施工過程中， 管線綜合安裝是最為復雜、涉及信息最多、最能反映工程質量水平的專業工作之一。管線綜合施工中， 因為要在非常有限的空間內安裝完成通信、信號、綜合監控以及通風、暖通、消防、電力等十幾個專業系統，合理布置這些系統與建筑、結構間的空間關系，碰撞沖突、返工修改等問題突出。

在CAD時代，主要是將所有圖紙打印成硫酸圖，然后各專業的圖紙疊在一起進行管線綜合，由于二維圖紙的信息缺失以及缺失直觀的交流平臺，導致施工前各專業的沖突問題無法表達,無論是管線與管線之間的碰撞,還是管線與主體結構的沖突，是沒有過多時間做深化設計的，大多數是要在施工過程中才發現確實存在碰撞，導致不必要的返工，影響后續工作的銜接，造成經濟上的損失。

利用BIM技術，通過事先建立各專業模型，統一導入到BIM5D平臺進行整合，設計師能夠在虛擬的三維環境下方便地發現設計中的碰撞沖突，從而大大提高了管線綜合的設計能力和工作效率。這不僅能及時排除項目施工環節中可以遇到的碰撞沖突，顯著減少由此產生的變更申請單，更大大提高了施工現場的生產效率，降低了由于施工協調造成的成本增長和工期延誤。并且對于管線特別多，標高不同的工段，通過模型預演，做到不返工，節約成本。

2、進度控制

地鐵工程的施工進度管理由于受技術、環境、資源等因素的影響,工期延誤的現象時常發生。在以往的項目中， 流水段的管理都是項目負責人對現場的流水進度、流水提量、流水計劃等工作進行安排，由于分包隊伍多、工作專業多、多級計劃、工序交叉造成作業面沖突頻繁， 現場協調困難。傳統施工進度管理方法的不足限制了施工進度管理水平的提高。

在 BIM5D 平臺通過工作面的劃分、理論勞動力的計算、可視化的模擬過程來對關鍵節點的措施、工作面進行合理布置， 以此判斷進度計劃的合理性， 通過對進度計劃完成情況的檢查與分析，優化資源調配。并且通過使用BIM5D手機端記錄的數據，PC端同步錄入，WEB端存留共享的方式，讓進度情況變得更加直觀。在巡查現場的同時，將現場進度情況通過手機端進行錄入反饋，為非現場人員制作施工進度周匯報、實際進度錄入情況提供了準確的數據性依據，工程的計劃合同部、物資部可以向上級及時匯報準確的進度，通過計劃進度與實際進度進行對比，滯后進度會突出顯示，警示技術人員需采取有效措施，及時調整進度安排，有效進行進度管控。

總之,基于BIM的地鐵工程施工進度管理彌補了傳統施工進度管理方式的不足,克服了環境、技術、人為等不利因素的影響。基于BIM5D的虛擬建造技術形象可直觀的展示工程的整個建造過程,使進度計劃的編制更加精確,減少了進度優化的工作量。基于BIM的圖形化施工進度管理實現了實際進度與計劃進度的實時直觀對比,并能實現對相關資料的集成管理,可為管理人員分析實際進展情況,采取糾偏措施提供準確全面的決策依據。

3、成本控制

地鐵施工項目成本是項目管理的一個關鍵性目標,它是指為實施和完成地鐵施工所耗費的各種資源的貨幣價值,包括人工費、材料費、機械費、間接費等一系列費用。而成本控制作為成本管理中的一個重要環節,貫穿于整個項目的始終。加強地鐵施工成本控制力度,對提高經濟效益和利潤最大化有良好的作用。

地鐵工程施工的材料費在工程項目成本中占有較大的比例,鋼筋、混凝土等主要材料通常占到工程項目成本的50%左右,因此材料費用的控制是項目成本控制的重點。近些年,受市場原材料價格不穩定因素的影響,地鐵工程材料采購費用對工程成本的影響更加突出。同時在項目物資管理過程中，管理人員對模板、腳手架等周轉材料的工程量的統計是根據二維圖紙和經驗進行，難以實現對現場大量材料的實時調配，浪費施工過程中的大量材料，導致成本增加。通過BIM5D 平臺， 管理人員根據需要按照樓層、專業、部位、工序、流水分區， 依據進度信息準確查詢到每月、每周、每日的周轉材料與物資消耗，并記錄材料的進出場時間對場地工作面的使用進行充分利用。

4、質量安全檢控

地鐵施工安全控制應以預防為主， 在“人”和“技術”的結合上下功夫。一是對專家的個人經驗、知識的顯性化，研發面向安全控制應用層面的專家系統，有利于行業安全知識的積累、重用和共享; 二是施工過程中將物的安全狀態和人的安全行為無縫集成，從而實現安全知控一體化和實時化，提高施工人員的安全意識和水平，保障施工安全。

經驗豐富的地鐵工程專家或技術人員在掌握各種工程資料和監測數據的基礎上， 進行必要的現場實地踏勘和巡視， 判斷當前施工情況下或者可預見的施工進度內地鐵工程施工中各種結構體、環境及機械設備等警素的安全狀態，做出預警決策。并利用BIM5D手機端、云端、電腦端和網頁端，完成現場的質量、安全管理。技術部和安全部人員,在現場巡查過程中,及時上傳質量、安全問題，生產工區人員在接到相關問題提醒后,及時進行整改，通過數據共享和集中分析，實現現場施工安全問題跟蹤管理，隱患排查實時具體，落實整改更迅速及時。通過BIM5D軟件的應用,項目各工區質量安全負責人均通過web端口的數據導出進行數據整理和分析，可以大大節約素材準備的時間。

5、追蹤管理

形象進度一直是項目上現場施工情況的呈現方式，對于構件的追蹤管理,以往采用臺賬模式，通過微信、電話等聯系方式對上級進行匯報，需先匯總信息然后進行整理，過程繁瑣且工作效率低。

通過BIM技術的應用,BIM組人員提前根據現場進度安排情況，將現場準備施工部分做追蹤事項編排，確認工序到具體人員，現場工區人員通過BIM5D手機端就可以調取出需要跟蹤的內容，根據構件編號的方式，填寫構件各個施工工序，并拍照留存，責任到人,讓施工工序更加標準、合理、可追溯,利用信息化手段創新現場施工管理。并且可以利用IM5D平臺以控制點為節點進行設置，實現進度關鍵節點的控制。作為非現場人員，也可以網頁端實時同步更新現場信息，方便瀏覽查看目前的進度情況，進而了解每個階段的跟蹤情況。

小結：

地鐵這種占用地面空間極少的交通運輸設施,在各大城市悄然興起,并成為解決城市交通問題的一種最佳途徑。地鐵建設在獲得難得的良好發展機遇的同時也面臨著巨大的挑戰。通過BIM5D技術的應用,能在地鐵項目中的碰撞檢查、進度控制、成本控制、質量安全檢控以及追蹤管理等方面節約時間,提高工作效率,保證地鐵項目質量。

參考文獻：

[1]劉卡丁，張永成，陳麗娟.基于BIM技術的地鐵車站管線綜合安裝碰撞分析研究[J].土木工程與管理學報，2015（3）.

[2]韓笑影.BIM技術在綠色建筑設計中的應用研究[J].吉林建筑大學，2017（4）.

[3]王婷，任瓊瓊，肖莉萍.基于 BIM5D 的施工資源動態管理研究[J].土木建筑工程信息技術，2016（6）.

[4]劉星，等.影響地鐵施工項目成本管理主要因素分析及控制[J].水利水電施工，2016（5）.

[5]陳文.基于地鐵成本控制分析以提高運營效益的研究[J].視界，2013（10）.