BIM 技術在地鐵車站施工中的應用探討

張家賀

（中電建鐵路建設投資集團有限公司，北京 100000）

一、BIM 技術簡介

BIM 技術，其英文全稱為Building Information Modeling，其中文全稱為建立建筑信息模型，主要通過采集建筑工程項目中的各種相關工程信息數據，進行建筑模型的三維圖像建立，并運用信息數字化的三維幾何建模方式呈現建筑物的實際狀況。建筑三維立體模型通過將工程項目中從設計到施工運營整個過程所含有的數字信息、功能要求和性能等建筑信息整合集成，將數字信息化管理應用于整個建筑項目全生命周期中。在借助BIM 技術前提下所構建出來的建筑設計形態屬于三維立體模型，可以最大限度地將實體建筑的各種信息予以全面地反映出來；而在應用表現方面，其所具有的特點不僅包括協調性、優化性及可出圖性，同時還包括可視化、模擬性。在工程項目各階段，都可借助BIM 技術將項目未完成的部分繪制出來，從而將與之相關的數據信息反映出來，并基于數字化信息集成的管理思路來對工程項目前期設計、中期施工以及后期運營的全過程展開管理。從地鐵施工的實際流程來看，通過BIM 技術構建專門的施工管理體系，使整個工程以更為安全的姿態運作，保證相應的職能人員以動態化的方式了解當下地鐵施工的全部情況，確保各項策略輸出更為安全可靠且高效。BIM 技術應用在地鐵施工的流程中，不僅能在原有的基礎上加強安全性，還能不斷提高工程的效率和質量，控制施工成本，對潛在的施工隱患做到第一時間發現與優化，確保整個工序的穩定性。在地鐵項目立項以后，首先應當借助BIM 技術繪制該項目的三維模型，然后基于這一模型所提供的數字化信息集成來對整個地鐵項目展開管理。

二、BIM 技術在地鐵站施工中應用的基本原則

在地鐵站施工過程中，BIM 技術的應用需要重點遵循以現場施工為立足點和以提高施工管理水平為目標的基本原則。其中，以現場施工為立足點是指BIM 技術除了要按照施工制度明確的地鐵站施工要求進行統一、規范施工，還要根據各站點施工現場的環境、條件、進度等情況，進行有針對性的應用，以確保BIM 技術在施工中的應用性價值得到充分發揮，避免技術應用給施工活動增加負擔。以提高施工管理水平為目標是將BIM 技術應用的關注點放在施工管理效果的提高上，無論是BIM模型的構建，還是BIM協同管理平臺的創建，均應考慮是否有利于提高地鐵站施工管理的整體效能，凡是可以提高施工管理效率和效果的方法，均可以嘗試應用。例如，在BIM 協同管理平臺的App 客戶端開發過程中，技術人員要從操作簡單、系統性能好、平臺自動處理能力強等事關管理效能提高的因素出發，進行設計和開發，確保最終開發出的App客戶端符合地鐵站施工的實際要求。

三、BIM 技術在地鐵站施工中的具體應用

BIM 技術在地鐵站施工中的應用主要體現在站內各種結構的設計、材料的使用配置、管線的裝配設計等方面，內容也構成了地鐵站施工內容的主體。

（一）在站點內部結構設計中的應用

BIM 技術在站點內部結構設計方面的應用主要體現為功能軟件的可視化建模。在地鐵站設計與施工過程中，設計方與施工方可借助BIM 技術進行三維建模，動態、立體地展現站點內部土建、結構、站點的空間布局等內容。并與傳統的CAD 圖紙相比，BIM 技術的建模效果更加直觀，施工人員可以根據模擬動畫進行結構的設計與調整，使站點內部結構更加科學、合理。

（二）在二次結構施工方面的應用

二次結構，指的是諸如非承重砌體、構造柱、過梁等在裝飾前需要完成的建筑部分，是在一次結構施工完畢后才開始施工作業的結構性內容。BIM 技術在二次結構施工方面的應用，主要體現在預留孔洞的施工和排磚的施工中。在預留孔洞方面，BIM 技術具有自動生產CAD 圖紙的功能，能夠為施工人員提供洞口編號、尺寸、標高以及定位等預留孔洞的詳細信息，指導現場施工人員進行準確的穿墻孔洞預留施工。在排磚施工中，一方面，施工人員根據BIM 技術提供的模擬圖紙和結構，設置磚塊的尺寸、灰縫厚度、圈梁以及構造柱等，對砌塊進行排布，進而生成磚塊用量表，為施工材料的精準確定提供指導；另一方面，通過BIM 技術產生的模擬排磚方案，可以提高現場排磚的科學性和合理性，避免材料的錯誤使用和砌體的重復建設與拆遷，提高施工的效能。

（三）在站點管線裝配設計方面的應用

地鐵工程本身位于地下且空間有限，在狹小的空間內如何將各類管線、設備進行合理布局，避免碰撞沖突和返工修改等突出問題，這對于管線的設計和安裝施工來說是一個較大的挑戰。BIM 技術的應用可以解決此類碰撞沖突問題。BIM 技術在地鐵站點管線裝配設計方面的應用主要體現為機電管線的綜合設計與配裝檢測。地鐵站點的管線包括通風道、排煙道、水管（給水管、污水管、廢水管、冷卻水供水管、冷卻水回水管、冷凍水供水管、冷凍水回水管）、氣管、消防管、氣滅管、冷媒管、冷凝管以及電纜吊架等，具有線路復雜、管道密集的特點。通過BIM 技術的管線配置模擬設計功能，可以對各類管線的排布進行綜合設計、調整和優化，確保管線裝配線路和方式的科學合理，同時也能夠保證站點內部裝修裝飾的合理性。BIM 技術具有的模擬性功能，可以為地鐵站施工提供管線碰撞檢測的技術支持，通過碰撞檢測后生產的碰撞報告，施工人員可以在施工前和施工中快速、準確、全面地檢查管線設計與裝配過程中存在的錯誤，指導施工主體及時采取措施加以糾正，避免延誤工期。

四、BIM 技術在地鐵站施工應用中需要注意的問題

雖然BIM 技術在優化地鐵站施工管理方法，提高地鐵站施工效能等方面具有明顯的作用和效果，但是，作為一種施工技術，BIM 技術的應用需要遵循科學的方法和規則，以保證技術功能的有效發揮。就當前BIM 技術在地鐵站施工中的應用而言，應著重注意以下幾方面的內容：

（一）注重BIM 技術軟件的科學選擇和規范使用

近年來，在持續增加的技術需求驅動下，國內市場上出現了大量BIM 技術軟件，這些軟件功能相似，操作差異明顯。雖然為施工單位提供了更多可供選擇使用的軟件資源庫，但也增加了BIM 技術軟件選擇和使用的風險。為保證技術應用的持續性、穩定性和安全性，施工單位要結合自身的實際情況，盡可能地組織相關技術人員進行BIM 技術軟件的自主研發，以此來滿足單位內部地鐵站施工中的BIM 技術應用要求。對于缺乏自主開發軟件能力的施工單位，則可以在兼容性、安全性、操作便捷性等指標的綜合評價下，選擇一款真正適合自身施工要求的BIM 技術軟件，并邀請相關技術人員為施工人員進行技術培訓，使軟件得以規范、有效的使用。

（二）施工現場BIM 技術應用水平偏低

BIM 技術是一項技術性比較高的施工手段，雖然相關技術軟件的推廣簡化了技術施工的難度，規范了技術手段的使用，但由于施工現場作業人員缺乏信息化方面的技能，導致 BIM 技術的應用水平整體偏低。對此，施工主體要加強內部人員尤其是一線施工人員BIM 技術應用能力的培養，使BIM 技術能夠廣泛、有效地應用于施工現場。例如，施工主體可以安排BIM 技術人員到現場指導地鐵站施工人員進行軟件的操作和功能的理解，使施工人員至少能夠掌握軟件的基本功能。

（三）強化BIM 技術使用的規范性

在長期的地鐵站施工實踐中，施工單位和施工人員已經形成了較為穩定的施工理念和施工習慣，這雖然能夠保證地鐵站施工的持續性、穩定性，但也增加了BIM 技術應用推廣的思想和行為阻力。一些施工人員在施工過程中仍然延續傳統的施工方式或思想，對BIM 技術的應用表現出排斥、抵觸的情況，這無疑增加了BIM 技術使用的難度。同時，部分施工人員在技術軟件使用時存在隨意使用、盲目使用等不科學、不規范的行為，導致技術應用效能偏低。對此，施工主體要嚴格要求現場施工人員按照技術使用規范和標準進行操作，確保技術得到正確使用。施工主體也要及時搜集施工人員在技術使用中遇到的問題，進行分析和解決，不斷優化技術操作的便捷性和有效性，增強現場人員的操作體驗。

結束語

綜上所述，通過BIM 技術，利用計算機或移動客戶端將現場出現的質量問題精確定位記錄在建筑物的BIM 模型上，可直觀查閱問題出現的位置和結構，同時管理人員還可以將在施工現場所收集的照片、錄音等信息全部輸入該系統當中，為相關人員借助該系統更加快速、有效地將問題予以識別出來提供了信息依據。利用軟件的模型和數據庫動態可視化功能，結合動態管理理論，能夠對地鐵工程較好地實現動態優化控制，并對工程項目施工建設的全過程展開全面化、立體化以及高效化的管控，包括對施工資源的合理配置、對施工質量與建設速度的合理控制等，盡可能地將項目建設的時間予以縮短，將項目建設的成本降到最低，有效提高整個項目在成本管理方面、施工質量與安全管理方面、施工進度管理方面的效率水平。