BIM技術在地鐵機電安裝施工管理中的應用研究

鄧福平

（中交機電工程局有限公司，北京100088）

1 工程概況

成都軌道交通17 號線線路全長25.8km，平均間距3.18km，共設地下站7 座，地上站2 座，五桐廟停車場1 處，永義車輛段1 處。工程內容主要有全線臨水、臨電，供電、通信、綜合監控、風、水、電、場段工藝設備采購、安裝調試，砌筑裝修。工程管線復雜，排布困難，在PPP 總承包模式下，工程量大，工期緊，全線標準統一，對工程質量要求嚴格。

2 BIM軟件的選擇

作為機電施工企業，選擇一款適合自己的軟件至關重要，對市場上的主流機電建模軟件Revit、Rebro 進行了對比分析，具體見表1【1】。

對比分析后選擇了Revit 軟件，這款軟件在細節處理上還具有如下優點：

1）風管尺寸、長度可以根據需求自主設定，同時具有添加保溫、防火板等功能【2】；

2）相對于其他軟件，該軟件兼容性強，不同格式轉換過程中數據丟失少；

3）可以安裝各種插件，如自動編號、風管排版、自動開洞等插件，可提高工作效率；

4）族庫豐富，模型更逼真；

5）該軟件可以在數字化設備之間實現數據鏈無縫對接，提高了加工效率。

此外，Revit 用戶較多，人力成本較低，建模、生產加工效率是其他軟件的數倍。因此，該軟件更加適用于施工企業實現BIM 模型對工廠化加工的指導。

表1 主流機電建模軟件對比分析表

3 BIM指導設計深化

在設計階段主要工作流程如下。

1）二維圖紙優化：設計院的管綜平面圖由于是二維圖紙，容易遺漏很多細節問題，而這些細節如果交底不到位往往導致施工現場大面積返工，同時設計院沒有考慮風管保溫、支吊架安裝等因素，因此設計院的管綜圖紙往往不能作為施工的依據，在BIM 建模過程中該圖紙只能起到對管線路徑走向、標高輔助參考作用【3】。

2）三維模型建立：建模前先制定建模標準，如文件命名規則、模型顆粒度劃分原則、材質表達形式、精度要求、配色標準、管線布置及優化標準等要求，各專業按標準進行建模，達到全線統一。

3）三維模型深化：各專業模型合并后，對管線進行優化調整，優化過程中要充分考慮管線標高、垂直、水平距離、檢修空間，以及天花、風口、燈具、多聯機、墻面、地板的排布位置，實現天地墻布置整齊劃一，整體效果美觀、整潔、和諧。

4）模型精調：精調的過程主要是對水管、橋架長度化零為整，保證模型數據滿足加工、安裝的要求，同時檢查閥門、傳感器、流量計等構件是否有遺漏，保證系統的完整性。

5）套管及孔洞確定：模型定稿后利用開洞小插件設置開洞規則，一鍵自動開洞，并生成二維孔洞圖、剖面圖、套管清單，方便現場施工。

6）管段編號尺寸輸出：將模型數據生成加工數據，根據編碼規則對每一節管件進行編號、標注，并生成二維碼。

通過運用BIM 技術對所有設備及零部件進行1∶1 建模，使管件精度誤差控制在2mm 以內，二維碼技術的應用實現從設計、預制加工、運輸到裝配施工的全過程信息跟蹤管理，提高了機電設備信息的可追溯性和管理效率。

4 BIM指導制冷機房一體化施工

傳統的地鐵站制冷機房施工均由人工按照圖紙一段一段拼裝完成，高污染、高耗能、低效率。成都軌道交通17 號線機電項目通過BIM 模型分段、場外預制加工、現場組裝的方式，將所需要的3 500 多個構配件，全部在數字化預配基地進行分解、預制，在現場根據分解圖進行組裝，用工業化批量生產方式徹底替代傳統手工模式。

該項目以溫泉大道站為樣板，針對設備機房中機電設備及管線安裝的施工工藝開展研究，制冷機房一體化裝配流程具體如下：

1）BIM 建模：建模精度控制在2mm 以內，構件齊全，滿足生產預制要求的精度。

2）復核：對現場土建實物進行復核，消除誤差，保證現場與模型的吻合度。

3）模型分解：對機房管道、支吊架系統按模塊進行分解、分段，方便生產和運輸。

4）定位安裝：依據機房預制圖、裝配圖、定位圖進行設備及管線組裝。

分解后的每一段管件都對應唯一編號和二維碼，現場根據編號和組裝圖紙進行安裝，通過掃描二維碼可以實時查看技術交底資料，以及安裝部位、屬性等詳細信息。一體化施工技術徹底改變了傳統制冷機房量一段、做一段的施工模型，將引領軌道交通領域制冷機房未來的發展趨勢。

5 優勢

隨著BIM 技術在機電行業的深入應用，工廠化預制、裝配化安裝得以實現，并正逐步顛覆著傳統的施工技術，基于此，項目部針對將BIM 技術與數字化預配基地、裝配式安裝相結合進行應用研究，從而解決傳統施工中存在的一系列問題。其優勢體現在以下4 方面：（1）數字化預配基地將BIM 技術與數字化加工設備相結合，通過提取和集成深化設計的BIM 模型數據，形成預制加工全過程的數據庫，整個系統納入BIM 施工管理平臺綜合管理，實現深化設計、預制加工、材料管理、現場施工等各工作環節的有效銜接。（2）數字化預配基地實現了預制加工無紙化、數字化、網絡化、全自動化的創新，在精度、質量方面得到了極大提升，滿足緊迫的地鐵建設進度需求。（3）實現了風管、水管、支架、套管、臨邊設施、冷水機房、消防泵房、空調機房的預制預配。（4）實現了安全環保的目的，制冷機房一般比較封閉、面積狹小，傳統施工作業環境十分惡劣。而一體化施工現場實現了零煙塵、零噪聲的目標。管道拼裝工序在地面完成，機房管道分段機械化抬升，克服了高空作業的安全風險。所有管道安裝位置精確至毫米，排布整齊劃一，精準美觀。

6 結語

綜上所述，BIM 技術指導的施工組織，在土建施工階段即可切入，結合土建完成尺寸優化模型、精調、編碼、工廠加工、模塊化安裝，將傳統由工人的技能水平決定工程質量轉變為標準統一的高質量安裝。但最終技術的革新要向管理的革新轉變，還需要投入更多的努力進行探索，這樣，才能形成可復制的、具有普遍意義的施工組織模式。