BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的應用

李季

摘 要：為了使BIM技術廣泛應用到城市交通軌道的領域，本文以上海交通軌道金海路站項目為依據，利用BIM技術建立了三維有限元模型。從五個方面對于對施工過程進行詳細分析，分別為施工全過程、施工風險、施工安全、施工質量以及施工進度。通過實踐證明，BIM技術能夠為交通工程施工管理起到信息化以及精細化的作用。同時，BIM技術在城市交通軌道施工中有著巨大的發展空間。

關鍵詞：BIM技術；城市軌道交通；施工管理

1 前言

城市交通軌道的管理關系著我國政府的公信力以及大國形象，因此，我們應該在短時間內完成安全、高品質的施工任務。面對這樣繁重的施工工作任務，傳統模式的交通施工管理方式難以滿足如此繁重的工作需求，BIM技術屬于一種三維模型數據化的使用工具，其利用模型數據整合信息，從而提高建筑質量、工作效率，同時能夠縮短工期以及節約成本。

2 工程概況及重難點分析

上海金海路以南側為主體結構，有與其成T字形的12號線換乘。東側基坑58m，西側91m，外包總廠208m。車站地下二層是站臺，地下一層是站廳，站臺寬12m，車站開挖深度17m。工程難點如下：12號線連接結構的施工方式，減少12號線受到施工降水的影響，保障高壓線下方施工安全[1]。同時保障12號線不出現報警監測值，并且如何在出現報警后進行合理的措施也是施工的重點。

3 建立BIM施工模型

3.1 平臺軟件選擇

BIM技術當中軟件平臺的選擇是核心，在利用各類軟件比對完成之后，選擇Autodesk Revit對BIM施工模型進行建立，與此同時通過Autodesk Navisworks軟件來對BIM模型進行綜合應用。

3.2 建立BIM模型的總體思路

在準備工程施工時，利用招標文件進行BIM框架的構建，然后利用相關的二維圖紙、勘察文件以及施工文件進行三維的BIM模型構建，包括整體建模，添加信息以及參數。并且不斷改進BIM三維模型。

4 城市軌道施工當中BIM技術的管理應用

4.1 可視化三維BIM模型

三維的可視化模型能夠對于任何部件的空間特征以及幾何位置直觀的反應出來，從而節省施工人員的識圖時間，使其更清楚、直觀的了解設計意圖。再三維模型當中，能夠體現出所有的工程信息，并且實時與現場情況進行對比，這樣便能夠對施工當中存在的問題做到及時發現，以此來不斷地改進優化施工方案。

4.2 碰撞檢測

以往所使用的圖紙大部分為二維，不能夠做到設計過程中的方案檢查，因此也就造成空間緊張和結構干涉等一系列的問題。結構碰撞檢測可以有效解決這一問題，通過Navisworks軟件能夠實現結構、建筑、暖通、設備安裝之間150處的碰撞[2]。從而在實際施工之前就發現圖紙設計的問題，設計部門及時進行變更圖紙，避免了后期不必要的麻煩，從而提高施工管理的工作效率。

4.3 規避施工風險，解決降水問題

通過三維BIM技術軟件的模型計算，能夠預估降水對周邊城市軌道施工的影響，Revit軟件能夠將BIM模型導入MODFLOW軟件中，從而模擬降水對周邊城市軌道施工的影響，從而使得重復建模的時間有所縮短。

通過MJS工法可以達到減少施工風險的目的，利用該方法將基坑西側的地下墻加深，利用MJS工法將基坑東側的換乘段加深，將北側的連續墻加深，加深至43m，提高地下水繞流作用，盡可能減少降水對12號線的隧道影響。根據MJS工法對止水帷幕進行圓的加固，將全圓改為半圓。最后節約了工程造價708萬，節省了加固方量2835m3。

4.4 保障施工進度

4.4.1 進行模型信息共享，縮短工期

BIM模型由咨詢公司交給施工方，之后由其工程師審核模型，并且就其修改提出建議。按照施工方的建議，再由咨詢公司對模型有效的進行調整，達到施工方和咨詢公司都認可的精度再應用。實際應用過程中，施工方需要將月進度、年進度以及總進度方面的工作計劃提供給咨詢公司，之后由其進行分解，以此得出每個月三維進度形象，并且將其遞交給項目部。按照BIM公司所提交的形象進度，施工方提前準備原材料，機械以及人員，使施工得以有序進行，杜絕了工期的不必要的浪費。

4.4.2 合理安排施工順序，縮短工期

利用BIM模型，在對維護結構進行施工時期，在狹小的場地當中對高壓旋噴樁施工以及鉆孔灌注樁施工進行搭接，可以節省將近二十天的工期。在挖基坑的過程中，利用BIM模擬，對不利于鋼支撐安裝的環境提前預知，比如讓開降壓井的位置等等，這樣便使得安裝鋼支撐的速度有所加快。與此同時，合理的搭接了支撐安裝時間和開挖時間，也縮短了工期[3]。

4.4.3 合理規劃施工，控制施工進度

此工程是換乘站，常規風道結構簡單，掛在中板下方。而OTE風道比較復雜，利用其上縱橫梁，支撐風道在內襯墻上。根據BIM三維有限元模擬，結果發現其施工工期較長，因此，對OTE風道的上部梁結構進行施工，縮短了工期，同時保障了施工進度。

4.5 保障施工工程安全

4.5.1 場地布置

通過BIM模型能夠有效的進行三維施工模式的規劃，包括生活區、材料加工區、辦公區、材料堆放區、現場道路以及倉庫，其能夠直接反應出現場的施工情況，從而有效的較少施工用地，使實際施工道路保持暢通。

4.5.2 安全交底

通過BIM三維有限元模型能夠做到安全監察以及識別危險源。將現場的安全狀況按照動畫的方式對相關的工作人員進行現場安全交底，從而防止傳統模式的枯燥，讓現場的相關施工工作人員能夠更清晰的了解現場、認識現場，使其落到實處。

4.5.3 安全監測

根據現代化檢測儀器觀測基坑沉降，依據自動檢測感應原件檢測基坑位移數，其會自動上傳到BIM三維有限元模型中，利用數據的對比分析，與現場實際基坑的水平垂直位移變化作比對，實現現場施工的安全檢測管理，保障基坑的安全穩定性。

4.6 5D虛擬施工全過程模擬建造

5D虛擬建造能夠完善規劃，及時發現施工過程中的風險，避免了不必要的浪費。其是把工程量的成本信息，時間信息以及BIM三維模型整合到一起，，利用5D虛擬建造，能夠實時的對比分析施工現場，以此實現施工成本以及進度的控制。同時在施工階段能夠進行管片的管理修補，從而避免在安裝階段盡心管片的二次破壞，加強對紅色管片與橙色管片的監管維護。

5 總結

在城市交通軌道管理中應用BIM技術能夠進行施工安全、成本、進度、質量、風險的全方位檢測，同時效果明顯。并且能夠做到合理規劃施工，控制施工進度，規避施工風險，解決降水問題。目前，BIM三維模型處于發展的初步階段，其在在城市交通軌道施工管理中還有著廣闊的發展空間。

參考文獻：

[1] 吳守榮，李琪，孫槐園，王軍戰.BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的應用與研究[J].鐵道標準設計，2016（11）：115～119.

[2] 陳旭達.BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的應用與研究[J].工程技術：全文版，2016（11）：280.

[3] 劉磊.BIM技術在城市軌道交通工程中的應用[J].鐵路工程造價管理，2016（6）：51～54.