BIM技術在地鐵車輛段施工管理中的應用研究
——以北京地鐵19號線新宮車輛段為例

朱偉雄，張立，張通

（中鐵電氣化局集團北京建筑工程有限公司）

1 引言

近年來我國大力發展城市軌道交通，地鐵車輛段在軌道交通系統中占據主要地位[1]。地鐵車輛段工程通常具有專業要求高、覆蓋面廣、學科交叉范圍大等特點，無法形成標準化和模塊化的模式，因此地鐵車輛段工程在施工管理中存在較高難度。本文以北京地鐵19號線新宮車輛段一期工程為案例，旨在研究BIM技術在地鐵車輛段施工管理中的應用價值，探索BIM在地鐵車輛段施工管理中的發展路徑，為未來相關工程建設提供參考。

2 項目背景

2.1 工程概況

新宮車輛段位于北京市南四環外，西側為規劃槐房新村五號路，東側為規劃槐房北路，南側為規劃南公路環，北側為規劃通久路，占地面積約30萬㎡。該項目具有建設規模大、周期長、成本高、周邊環境復雜的特點，且建設過程中涉及專業眾多、協作復雜，施工管理難度大。

2.2 工程重難點

2.2.1 占地面積大單體物多，施工場地環境復雜

新宮車輛段占地面積約30萬㎡，有咽喉區、運用庫、聯檢庫等17個單體，且單體面積分布不均。同時，項目部進場之初，車輛段四周規劃道路尚未完全建成，場地道路較窄，給施工場地組織提出很高的要求。

2.2.2 多專業團隊協同施工，組織協調難度大

本工程涉及的專業團隊較多，施工隊伍工作面相互交叉。人員、材料和機械設備投入量大，外部接口多，需要在時間和空間多維度精準策劃，以滿足各項設計要求及工期要求。

2.2.3 鋼結構工程體量大，節點工藝繁雜

本項目中鋼結構采用勁型鋼結構，單體構件尺寸大，且節點工藝相對復雜，需要在構件深化與制作方面提高管理精度，以保障構件能按規定技術要求安裝施工。

3 BIM實施規劃

本項目BIM實施堅持科學規劃，統籌協調安排的原則。在BIM規劃中充分考慮項目級到企業級長遠發展的需要，在實施上根據實際需要，分步配置、分步實施、逐步擴展，保證BIM實施的完整性和實用性。同時，本項目應業主單位要求，對各類BIM信息進行統一管理，并與各專業BIM模型進行對接，實現BIM信息的動態更新和資源共享，業主單位實時查詢。根據項目的具體情況，制定了實施應用流程，見圖1。

圖1 新宮車輛段BIM實施流程與框架

4 BIM技術在本項目中的應用

4.1 質量管理

4.1.1 創建高精度模型數據庫

本項目BIM模型的創建嚴格執行北京城市軌道數字交底管理手冊標準，并結合項目特點，指導現場作業并為項目工程技術管理人員提供精準數據，大部分模型精度達到LOD500。在模型創建過程中執行自檢、互檢、專檢的“三檢制”，確保BIM模型與施工圖紙、項目實體的吻合，最終形成BIM數據庫（見圖2）。

圖2 BIM數據庫

4.1.2 基于BIM開展圖紙會審

在項目中，采用分布式建模審查的方式，通過建立的高精度BIM模型，及時發現設計圖紙中“錯、漏、碰、缺”問題，并第一時間反饋給甲方、設計院進行修改，提高多方溝通效率[2]。同時結合施工組織設計，對設計方案的可建造性進行分析，優化設計方案，保證施工質量和進度要求。

4.1.3 輔助鋼結構深化設計

由于該項目運用庫鋼結構為勁性框架結構形式，且部分結構跨度較大，針對項目特點，結合鋼結構安裝方案，對鋼結構部分進行基于BIM的深化設計，深化設計流程見圖3。

圖3 運用庫BIM輔助鋼結構深化流程

4.1.4 三維可視化技術交底

通過BIM技術對施工工藝工法進行模擬展示，將復雜的空間關系和繁雜的制安工藝進行合理展示，方便施工作業人員的理解和應用，解決了管理人員和勞務工人之間因對圖紙和規范理解不同而產生的施工錯誤。

4.1.5 建立數字化場地模型

本項目周邊地理環境復雜，施工區域緊鄰交通要道，材料運輸、周轉、堆放與大型機械設備進場管理難度較大。通過BIM技術，對施工各階段的場地地形、既有建筑設施、周邊環境、施工區域、臨時道路等進行規劃布置和分析優化，實現場地布置科學合理[3]（見圖4）。

圖4 新宮車輛段數字化場地

4.2 進度管理

根據本項目計算的工程量，結合總工期計劃、主要物資總控計劃、季（月）度計劃等，編排物資進場計劃，將BIM模型與施工進度計劃相鏈接，使空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，隨著現場實際施工進度，更新各項信息，直觀、精確地對工程進度進行管控[4]（見圖5）。

圖5 施工進度模擬

4.3 成本管理

本項目基于BIM技術，將模型與工程圖紙等詳細工程信息資料有效集成管理，建立基于BIM5D的實際成本數據庫，包含了成本、進度、材料、設備等多維度信息，快速準確分析工程量數據，并進行消耗量分析。優化材料采購計劃、進場計劃、消耗量控制目標計劃等，對材料的計劃、采購、出入庫等進行有效管控[5]。

4.4 安全管理

本項目中首次嘗試了將BIM與安全疏散軟件相結合的創新應用，根據規范進行工人疏散仿真模擬。通過疏散模擬，對施工的安全性進行了科學評價。尤其是在環境復雜的施工現場，更應注意安全疏散的問題，保證施工過程中施工人員的安全問題（見圖6）。

圖6 運用庫施工人員疏散軌跡云圖和人員出入疏散時間表

5 結語

本文以北京地鐵19號線新宮車輛段為研究對象，從實際應用和創新實踐出發，構建基于BIM技術的車輛段施工管理體系，確定BIM實施應用的價值點，解決實際工程中的相關問題，減少施工中的返工與浪費，提高施工效率，保障了施工質量和進度。同時，將BIM與安全管理相結合，改變了傳統的施工管理分析手段，對施工人員的安全管控提出了創新思路。