地鐵人防工程BIM 技術的探討

黃明泳

（桂林市人防工程設計院有限公司，廣西桂林 541001）

0 引言

隨著經濟的增長，地鐵工程的發展也得到了很大的進步。為了進一步提高地鐵人防工程的品質以及滿足人們對于地鐵人防工程的要求，設計單位在項目設計過程中逐漸引入了許多先進的技術，其中BIM 技術因其特有的特性和優點，在地鐵人防工程行業中得到了廣泛的關注。所謂的BIM 技術，通常被稱作信息模型技術。在進行三維模型的建立期間，需要將工程項目各種類型的信息、數據作為重要參數開展模型設計。通過BIM 技術的合理應用，可以提高設計、施工階段的數字化、信息化效果，尤其在進行地鐵人防工程施工期間，借助于三維模型以及數據信息庫等工具，可以將施工安裝過程中的操作方式及步驟詳細地展現出來。同時，通過數據的實時共享，還能簡化施工流程與操作，進而減少施工期間人力、物力、時間成本。

1 地鐵人防工程概述

在每個地鐵建設工程當中，地鐵的人防工作是至關重要的部門與內容。在戰爭時代地鐵承擔著人員物資的運輸、戰爭人員以及平民百姓的轉運掩蔽工作，而在和平時代則承擔著交通運輸的重擔，關系到國家的正常工作與經濟發展，同時也能夠側面反映國家的經濟發展狀況。

地鐵是大多數發達的現代城市所推崇的一項重點地下交通工具，四通八達的地鐵網絡不僅有極大的機動靈便性，同時還要求其有超高的強度與廣闊的地下空間，其應用特點使得其具有諸多防空的優勢。例如，在二戰期間，擁有地鐵的國家都借助其發揮了極大的防空優勢。北京一、二期地鐵和天津地鐵都不同程度的考慮了戰時的防護要求。以成壽寺和分鐘寺兩站之間的隧道為例，兩站之間的隧道之間可以利用操控桿來實現對鋼制大門的開合與移動操作。據相關了解發現，這種類似于隔斷式的防護門是在地鐵隧道內的每個站點之間都會設置于配備的。一旦有特殊需要，工作人員可以通過隔斷式防護來確保一邊區域的安全與密封，但在隔斷時需要將通風裝置開啟，此時的地鐵便轉變為一個絕密的可靠避難場所。雖然是在和平時代，但是以北京市為例，他們在設防的地鐵站孔口均配置了能夠完成平戰轉換的防護性設備，在戰爭發生時可以迅速并及時的對抗甚至核武器在內的各種對于城市的襲擊或其他種類的次生災害。地鐵車站的主體結構設計特點在于：必須滿足對于荷載能力的要求，車站整體的剛度要求高，對于梁板柱墻的要求則需要比較粗厚結實；區間隧道方面要求埋深大，對于承載能力的要求較高，在擴增或者擴增較小的條件下也能夠實現相應級別的防護要求。

地鐵經過100 多年的發展，已不再是單一的地下工程，而是與城市地上地下建筑相結合的龐大綜合體，其特點為綜合性、立體性、快速快捷、四通八達。

1.1 兼顧人防構建軌道交通

在我國早期對地鐵進行設計與建設的過程中就是以人防工程的要求進行設計的，在當時對其的主要功能要求是能夠實現我國人民在戰爭時期的快速轉移與疏散，而對于交通運輸方面的功能則僅作為輔助方面。但在1992 年，背景對地鐵復八線的建設則開始了對其職能的轉變，開始向“以平時交通運營為主，兼顧人防”的思想轉變。經過這次轉變，對地鐵人防的功能開始向使用運輸功能轉變，以此為節點，我國的地鐵建設發展開始繁榮起來并拉動我國經濟的快速發展。2007 年4 月3 日，北京市6條地鐵線路人防工程設防方案的討論會。這次會議在貫徹“以平時交通運營為主，兼顧人防”指導思想的同時，提出了“兼顧人防，建設和諧軌道交通”的新思路。

1.2 探索中不斷完善技術規范

1998 年，中華人民共和國防空辦公室頒布了針對地鐵交通防空技術規范的項目任務書——《地下軌道交通工程防護技術研究》，該項任務書是總參工程兵第四設計研究院前后用時10余年時間，從六個主要方面著手進行了大量的分析與研究的工作，通過對國內外文獻的檢索，歸納并整理吸收了多年來地鐵人防建設的成功案例、經驗和先進技術手段，全面系統的分析討論了軌道交通項目在和平時代交通職能與戰爭時代人防職能之間相互轉換的突出矛盾，并針對具體問題提出了應對措施與方案。在2008 年12 月，我們國家的人民防空辦公室在對該項目進行成果審查評判的會議當中，一直通過并達成共識：該項研究成果順應了時代潮流，具有實際的應用價值與研究意義，能夠使得軌道交通工程滿足國家發展的經濟價值與軍事應用價值，研究成果水平也達到了國際的先進水平。因此在2009 年7 月，《軌道交通工程人民防空設計規范》正式獲得發布實施。

2 BIM 技術在地鐵人防工程的應用

地鐵人防工程不僅可以在發生自然災害時為民眾提供一個庇護場所，還能在戰時作為防空洞防備敵人的空襲，由于它的特殊性，也使得地鐵人防工程的設計、施工等顯得格外重要，BIM 技術的引進，能夠更進一步提高地鐵人防工程的品質。地鐵人防工程的特點人防工程是為了應對各種情況而采取的一項應對措施，而地鐵作為人們實際生活中經常接觸到的東西，它與人們息息相關，地鐵人防也顯得更具有其特殊性，所以關于地鐵人防的建設質量首先應該擺在第一位。

2.1 規劃方面

人防工程的作用分為兩種，平時是作為綜合建筑使用，而到了戰時，就成了人員躲避，救護的一個場所。地鐵人防工程的建設方向是與城市地上建筑相結合，采取附建式、單建式、坑道式建筑模式，以便增加地下空間的使用效率以及經濟、社會、環境等多方面的綜合效益。

2.2 設計方面

在設計方面由于其特殊性，使用目的的不同，使得它與地面建筑有著很大的不同。地鐵人防工程在建筑結構上充分考慮了平時與戰時的合理轉換，以及防火疏散等一系列的情況，杜絕各類危險情況的發生。

2.3 施工方面

施工環節是BIM 技術投入實際應用的關鍵性環節。對于人防設計工程項目來說，項目工程的氣密性能是非常重要的，在設計過程中要納入特別考慮的范疇。對于建筑結構的施工方面來說，要求混凝土一次性澆筑完成，管線洞口處要一次性預留到位，不能夠發生后期在墻上再次打洞的狀況發生。因此這對圖紙的設計要求就極高。施工單位在進行施工過程中要充分讀懂圖紙，防止后期修改的情況發生，否則會對于工程的防護性能產生極大的影響。

3 地鐵人防工程BIM 三維模型

3.1 三維模型分析

可視化協同設計BIM 的協同設計方法可以有效的解決各專業沖突問題。由建筑專業創建模型，各專業劃分設計范圍，創建各自的三維項目，并在自己專屬的專業工作集內開展設計。

3.2 三維動畫模擬

在對地鐵的人防項目工程進行設計是一定要能夠滿足預設的戰爭時期對于防護的要求，此外還要考慮和平時代經濟發展對其運輸功能的要求。在兩種時期不同的功能要求使得在項目在設計過程中要考慮到兩種主要功能之間的相互轉化。用模擬建筑三維的形式展現與觀看者與施工方、設計方、監理方及業主和完全不是施工行業內的人之間的進行對項目及方案的溝通和了解，簡化煩瑣的工序、工藝的理解問題，節約溝通成本。

相比于傳統繪圖技術而言，BIM 技術能夠為地鐵人防工程施工提供三維圖紙，并且BIM 技術有著透視性功能（施工人員可以從三維圖紙中以不同視角準確地查看施工的具體位置），進而提高綜合繪圖的效果。通過BIM 技術的應用，能夠顯著降低施工人員的工作量，施工過程中只需嚴格按照設計圖紙開展施工安裝，碰撞問題就能得到有效的解決。

3.3 加強應用流程的管控，做好施工人員的培訓

設計工作結束之后，就要借助BIM 技術指導后續的地鐵人防工程施工工作。在進行施工人員的培訓期間，要將BIM 技術的相關要點納入到培訓科目中，提高施工人員對BIM 技術的掌握程度。此外，在利用BIM 技術開展地鐵人防工程設計施工期間，要加強對環境問題和能源問題的整理與分析，對能源化以及綠色節能軟件要強化它們相互之間的集成。此外還應該對動態負荷數據做好核算，確保設計數據的準確性，進而完成合理統一的性能設計。另外，在地鐵人防工程設計中，要協調各參與方，把握流程，使之能夠在合理的時間得到合理的信息。最后，還需要建立一個標準化的三維參數產品庫，提高施工工作的整體質量。

4 結束語

地鐵人防工程的設計與施工質量，對于整個地鐵項目的使用效果有著重要的應用。因而，現階段在開展地鐵人防工程的設計施工期間，要加強對BIM 技術的合理應用，提高施工工作的效率與質量，防止碰撞等問題的發生。此外，要借助BIM 技術建立三維地鐵人防工程模型，對施工流程進行優化，確保施工進度、施工成本與質量得到有效的控制。BIM 技術的出現與應用能夠方便設計工程人員能夠用更加直觀且便捷的途徑來完成對于地鐵人防項目工程模型的設計與完善，同時還可以快速檢查發現模型中存在的問題，還能夠對模型中存在的一些問題進行高效的分析與修改，是實現地鐵人防工程全生命周期設計的必要條件。