BIM技術在鐵路站房項目建設質量管理中的應用

朱洪濤

（成都鐵路局客站建設指揮部，四川成都 610081）

1 背景

近年來，我國的高速鐵路技術取得了很大進步，我國的高速鐵路建設取得了舉世矚目的成績。中國鐵路正處于“走出去”的重要戰略時期，中國高鐵將成為中國立足于世界強國之林的一張閃亮的名片。

結合國內外先進技術和先進理論實踐并基于中國鐵路站房設施管理的現狀，本文提出了一種基于BIM技術的鐵路站房建設質量的管理方法，探索基于BIM技術的質量信息統一管理信息平臺的建設。

2 BIM技術在鐵路站房建設中的應用

目前在鐵路站房建設中的質量管理存在兩個難點：一是如何把好設計源頭關，讓設計文件的深度達到規定的標準，要將相關的“錯、漏、碰、缺”問題盡可能消滅在施工圖審查之前，為后續的相關工作提供技術條件；二是如何才能真正把好現場質量關，從原材料、試件入手，以標準化為抓手，強化作業標準，切實把控施工質量[1-2]。

我們將BIM技術在貴陽的實際項目中進行了應用，重點放在應用BIM技術提高項目質量管理方面。

2.1 工程概況

新建長沙至昆明鐵路客運專線貴陽東站，為中型鐵路旅客車站，設計使用年限50年。項目位于貴州省貴陽市東北部，為鐵路客運專線車站。車場設計10站臺面18線。站臺設計為450m長，11.5m寬，1.25m高，其中側式站臺2座、島式站臺4座，12m寬跨線地道兩座。該工程包含站房工程及站臺風雨棚工程。總面積48979.12m2。其中站房建筑面積9983.23m2，站臺風雨棚投影面積31725.32m2，地道建筑面積7270.57m2。效果圖見圖1。

圖1 貴陽東站效果圖

2.2 應用目標

針對傳統建設工程項目管理中容易出現的土建、鋼結構、水暖電、裝飾等各專業碰撞造成設計變更或返工等問題，從設計源頭抓起，應用BIM技術輔助設計單位出圖，盡可能將相關問題解決在施工圖設計階段。如：（1）構建完整的設計信息模型，為指導性施工組織設計的編制提供相應數據支撐；（2）應用于項目整個的施工過程，重點在于實現項目質量管控的全程追蹤分析和管控，實現質量責任的可追溯；（3）兼顧進度和竣工文件編制[3]。

2.3 具體實施步驟

BIM技術在鐵路站房建設中質量管理的運用主要體現在如下幾個階段。

2.3.1 前期工作階段

（1）施工圖設計階段

從BIM的運用導向來看，從施工圖階段才開始使用雖然是現狀常用的辦法，但更提倡從建筑設計開始全過程運用BIM。

之所以在這個時點介入，是因為前期相關技術方案已經相對穩定，介入之后可以迅速跟進設計，輔助設計單位準確完成施工圖設計。

提取相關工程量，為校核施工圖預算做準備。

（2）施工圖審查后的調整

協助設計院根據施工圖審查意見對設計進行調整，BIM模型同步更新。

（3）招標前的準備工作

根據三維信息模型，應用相關進度管理軟件，對建設過程進行模擬推演，結合外部各種條件，確定合理工期，輔助指導性施工組織設計的編制。

2.4 項目施工階段

2.4.1 建立現場BIM應用團隊

該階段是鐵路站房建設中質量管理的重點階段，明確項目BIM的應用點、應用目標，合理設定流程，結合BIM各參與方對信息的協同要求，合理選擇參與方，組建實施隊伍，明確各方職責，妥善制定相關協作流程。

根據現場實際和應用需求，要求施工單位在兌現投標承諾的基礎上，適當增配部分應用人員，由建設單位總牽頭，設計、施工、監理單位共同參與組建現場BIM應用團隊。

2.4.2 BIM應用軟件配置

該項目建模軟件采用的是Revit 2014軟件，項目后期整合軟件采用的是NavisWorks 2014軟件。

2.4.3 組織實施階段

根據BIM應用的目標，各參建單位在整個構架體系下，嚴格按照各自權限、職責分工開展工作。該項目BIM應用的主要亮點如下：

（1）對BIM設計模型進行深化得到BIM施工模型；

（2）針對各施工方案在BIM施工模型上進行多次模擬得到最優方案；

（3）基于BIM技術的可視化特點，進行基于3D模型與施工模型動畫的相互溝通與技術交底；

（4）通過BIM技術進行鐵路站房項目的質量、安全信息進行管理，其核心在于基于BIM的云平臺，在項目進行中，項目管理人員利用PC端和移動端通過BIM云平臺隨時查看、更新信息，提高溝通效率[4]。

基于BIM的鐵路站房施工管理，其核心在于建立以BIM模型建立的信息模型，并將與項目有關的信息，如質量、成本、進度等輸入至模型之中，最終形成可供多方應用和共享的信息模型。以此模型與原計劃模型進行比較，并以階段性的實際模型模擬后續階段的施工過程，及時發現問題并解決問題。

當進入竣工驗收階段，匯總了實際項目信息和各類問題與解決方法的BIM模型在建設單位中心數據庫中分類匯總，可以準確地反映出真實的施工情況并以此模型為基礎進行竣工結算工作，簡化了竣工結算工作量統計的工作。BIM技術結合相應數據庫，可以快速、精確地進行框圖出價、產值核算等相關工作，為最終結算提供依據[5]。

2.5 運營維護階段

在項目交付后的運營階段，擁有所有設備的相關信息，可以為設備管理和設備更新提供可靠的依據。可以為管護單位提供相應設備的各類有用信息，實現了全生命周期的信息傳遞，為保正建筑正常運轉創造了有利條件。

3 BIM技術在貴陽東站中的應用內容及解決的問題

（1）機電及土建的施工深化設計

BIM模型生成的過程，也是發現設計圖紙問題的過程。該項目各專業模型完成后，全部導入NavisWorks軟件進行碰撞檢查，發現土建與安裝之間、安裝各專業之間的全部碰撞點，并根據其影響的大小加以分類（圖2）。

圖2 機電專業碰撞檢查

（2）施工方案模擬及優化

該項目通過BIM模型實現了復雜建筑的圖紙定位，有效指導現場施工人員科學、正確操作，避免錯誤施工，有效提高施工質量和效率，降低施工難度和風險。例如，有了直觀的BIM三維模型，可避免施工人員漏看設計圖紙上的預留洞口，可使施工重型機械設備在規定時間及有限空間內運轉自如，按期完工（圖3）。

圖3 二維視圖與三維視圖對比查看

通過該項目的實施，建立了安裝BIM管線綜合流程圖，如圖4。

圖4 安裝BIM管線綜合流程圖

（3）虛擬施工及動畫模擬

該項目通過NavisWorks軟件的施工模擬功能實現了對項目進度的控制，工程進度安排與模型關聯，隨時監控項目施工是否按原進度計劃進行并可動態調整進度計劃。

（4）質量和安全控制

該項目嘗試使用了Autodesk BIM 360云平臺進行現場安全、質量的管控。可以用手機對現場發現的安全、質量問題拍照、上傳，照片上傳至對應模型所屬的文件夾內對應位置并告知相關管理人員，相關管理人員可通過查看模型，及時了解照片反映出的安全、質量問題并提出對策，將整改情況和整改后的實物圖形上傳，有效實現了質量問題的閉環管理，同時對原材料報檢和隱蔽工程驗收實行了全面程序化管理，現場所有試件納入計算機程序管理（圖5）。

（5）設施運營管理

該項目創建的BIM模型內每一個構件、設備都有其基本信息，整個建筑全部構件及設備信息都能實現快速查詢和統計，為項目建成后的運營管理工作創造優化條件。

（6）工程過程數據及文檔管理

該項目的工程資料實現了與模型的關聯，主動為運維階段做好基礎準備，例如工程結構中墻、柱、梁等構件的質檢報告、驗收單、施工方案文檔等都可與構件關聯，設備、管線等資料信息、生產合格證、廠家信息、驗收報告等都可通過模型直接進行查詢。

（7）前沿技術應用（移動互聯終端）

該項目實施移動互聯終端的應用極大地方便了工程現場的施工指導，輕量化的模型集成了工程圖紙、規范、文檔、報告等資料，導入到移動客戶端后，能夠方便地帶到施工現場，在平板中方便地瀏覽模型及其關聯的信息資料，以便更好地理解設計和指導施工。對于施工現場的質量管理、安全管理、檢查工作等業務有著十分重大的意義。

將移動設備引入工程施工的做法正在引發項目施工和管理模式的重大變革。

3 BIM效果評價

該項目應用基于BIM技術的施工質量管理方法，表現出的優勢與效果體現在以下幾個方面：

圖5 移動端應用流程及移動端照片上傳及管理

（1）基于BIM技術進行施工質量管理，其BIM模型包含了設計階段和施工階段的全部信息，由于BIM技術的關聯性，使施工人員處理工程項目信息的時間與工作量大大減少，效率得到提高；

（2）基于BIM模型，進行了全專業碰撞檢查與管線綜合調整，從而提前避免了因管線“打架”而造成返工與浪費，同時也可以提前發現設計方面存在的問題；

（3）基于BIM技術的可視化交底，使工作人員可以直觀地看到施工過程中所需要注意的重點、難點、要點，不必再花費大量的時間讀圖，也避免了人員返工和材料浪費；

（4）基于BIM技術的信息收集與處理，可以快速匯總、歸納，解析引起工程質量問題的原因，從而針對性地采取相關措施以優化工程質量、效率。在工程竣工階段總結歸納，優化信息質量，進一步分析整理，使BIM技術在施工質量管理的過程中越來越普遍，提高建筑工程質量管理的信息化程度。

4 結語

BIM作為一種系統管理應用技術，有利于各階段存儲信息，確保信息的無損傳遞，以及更新信息，有利于工程各參與方更高效地進行決策，推進信息管理并貫穿至鐵路工程各環節。

本文通過分析現階段我國建筑工程質量管理體系以及將BIM技術應用于鐵路站房施工質量管理領域，形成了一套可以應用于鐵路站房施工的質量管理體系。

由于該工程時間緊、任務重，在應用BIM技術的過程中還存在很多不足。比如，管理人員初次使用BIM技術對工程進行管理，新的流程并不能完全適應；使用的軟件管理平臺并不能完全符合國內情況；在運維階段的BIM技術并不成熟；國家關于BIM技術的規范并不完善等等，在突出質量管理的同時，對進度、安全管理相關功能開發不足。在貴陽東站的建設中BIM技術應用，為我們積累了經驗。隨著BIM技術的進一步發展，更多的建設難題會逐步得到解決。

[1]清華大學BIM課題組.中國建筑信息模型標準框架研究[M].北京：中國建筑工業出版社，2011：36-40.

[2]李云貴，邱奎寧.我國建筑行業BIM研究與實踐[[J].建筑技術開發，2015，42（4）：3-10.

[3]王彥.基于B1M技術的建筑項目質量控制研究明.福建建筑，2013（12）：87-89.

[4]胡夢嵐.建筑工程施工過程中的質量監管工作研究閉.工程質量，2016（2）：25-26.

[5]劉桃英.淺析建筑工程施工項目的質量管理[C]//建筑科技與管理學術交流會，2015.