BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用

歐 活

廣州市盾建建設有限公司 廣東 廣州 510000

隨著城市軌道交通建設的不斷發展，地鐵建設已成為現代城市化的重要組成部分。地鐵施工質量管理是保障地鐵建設質量的重要環節，而BIM技術作為現代建筑行業的新興技術，已經在國內外得到廣泛應用。BIM技術通過建立建筑信息模型，為設計、施工、運營和維護等各個環節提供全方位的信息支持，已經在建筑行業中取得了顯著的成效。然而，在地鐵施工質量管理方面，BIM技術的應用仍處于起步階段。因此，探究BIM技術在基于廣州地鐵在三號線東延段總承包項目施工質量管理應用實踐，為地鐵施工質量管理提供新思路和新方法。

1 BIM技術概述

1.1 BIM技術發展歷程

BIM技術是一種數字化建筑信息模型技術，將設計、施工、運營和維護等各個環節的數據整合到一個三維的虛擬模型中，為建筑行業提供全方位的信息支持和決策支持[1]。BIM技術的發展歷程始于上世紀60年代，經歷了數十年的演進和發展，逐漸成熟并在建筑行業中得到廣泛應用。隨著技術的不斷創新和應用場景的不斷擴展，BIM技術的應用領域也在不斷擴展，成為數字化建筑設計、施工和運營的基礎和核心技術之一。

1.2 BIM技術在施工中的應用

BIM技術在施工中的應用是一種數字化建模和協同管理方式。通過BIM技術，施工方可以在施工前利用三維建模軟件構建數字化建筑信息模型，包括建筑結構、系統和設備等信息，并進行全方位的協調和優化。在施工過程中，BIM技術可以實現施工現場信息的實時采集和更新，及時反饋施工過程中的問題和風險，從而可以快速做出相應的調整和決策[2]。此外，BIM技術還可以實現多方協同管理，包括施工方、設計方、監理方等各方的協同工作，從而可以提高施工效率和減少施工中的協調問題。總的來說，BIM技術在施工中的應用可以實現數字化、可視化和協同化的施工管理，從而提高施工的效率、質量和安全性。

1.3 BIM技術的優勢

BIM技術具有多種優勢，主要包括以下幾個方面。首先，BIM技術可以實現數字化建模，將建筑信息轉化為數字化的形式，方便施工方進行全方位的分析、協調和優化，減少人工計算和決策所帶來的誤差。其次，BIM技術可以實現可視化效果展示，可以在數字化建模的基礎上進行三維建模、動態演示等操作，幫助施工方直觀地了解建筑信息，提高施工方的溝通效率。此外，BIM技術可以實現施工方、設計方、監理方等多方協同管理，將各方的信息整合到一個平臺上，方便各方進行實時協作和溝通[3]。最后，BIM技術可以實現施工信息的實時采集和更新，及時反饋施工過程中的問題和風險，從而可以快速做出相應的調整和決策，提高施工的效率和質量。

2 BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用

2.1 模型構建

地鐵施工中的模型構建是BIM技術在地鐵施工質量管理中應用的第一步，模型構建包括收集地鐵施工相關的信息，將這些信息組織成為一張三維模型，并在這個模型中添加各種數據。這個模型能夠反映出地鐵施工過程中的所有細節，包括工程結構、設備和材料的位置和規格等。地鐵施工過程中，由于工程規模較大，工作人員分散，因此必須依靠BIM技術，使各個工作環節協同工作。通過BIM技術，施工管理人員可以實時查看地鐵施工過程中的各個環節，及時發現問題并解決問題，從而提高施工效率和質量。

廣州地鐵三號線東延段工程建模是基于正向設計模式探索開展，設計方在模型構建之前，根據設計要求直接建立BIM設計模型（如圖1所示)，模型包含了相關的設計參數、重要施工參數，二維施工圖直接通過BIM模型生成。在通過設計總體單位審查后，進入五方建設主體單位施工圖會審與BIM模型同步審查階段，審查通過后將交由施工單位根據施工要求優化模型，轉換成為施工階段模型，此階段優化產生的模型必須經過監理單位審核。施工階段模型需要收集地鐵施工相關的數據，包括工程設計圖紙、施工計劃、設備和材料的規格等。這些數據是模型構建的基礎，只有收集到了足夠的數據，才能夠構建出一個真實可靠的模型。此外，需要選擇一款適合地鐵施工的BIM軟件。常用的BIM軟件包括Revit、Navisworks、Tekla Structures等，選擇BIM軟件需要考慮到軟件的功能、易用性和兼容性等因素。在收集到足夠的數據和選擇了適合的BIM軟件之后，可以開始進行模型構建。模型構建過程中需要按照施工計劃的要求逐步構建，按照施工進度不斷更新模型。

圖1 廣州地鐵三號線東延段總承包項目正向設計BIM模型審批流程圖

2.2 信息管理

在地鐵施工過程中，BIM技術的信息管理功能可有效幫助項目團隊收集、整合和管理施工過程中的各種數據信息，包括工程設計、施工圖紙、材料清單、進度計劃等。通過BIM技術的信息管理功能，施工團隊可以在一個平臺上集中管理和共享所有相關數據信息，避免因為信息不對稱或者溝通不暢而導致的工程延誤和成本增加。同時，BIM技術的信息管理功能也能夠實現數據的可追溯性和可靠性，讓項目團隊可以快速定位和解決工程問題，有效提升施工質量和效率。此外，BIM技術的信息管理功能還可以支持地鐵施工過程中的實時監控和反饋，使得項目管理人員可以隨時獲取施工進展和工程質量的相關信息，從而及時進行調整和優化。

2.3 協同工作

BIM技術可以支持地鐵施工各個階段的協同工作，可以將不同的團隊和各種信息資源整合在一起，以提高工作效率和質量。在地鐵施工中，不同的團隊需要共享大量的信息，如施工計劃、模型數據、材料和設備信息等。BIM技術可以提供一個中央信息庫，以便所有團隊都可以在同一個平臺上查看和更新信息。這將減少信息丟失和誤解，并有助于加強團隊之間的協作。BIM技術可以支持多個團隊在同一模型上協同工作，不同團隊可以在模型中查看、更新和添加信息，以確保所有人都在同一個頁面上，使團隊成員更容易理解項目的全貌，并且可以減少不同團隊之間的溝通問題。同時，BIM技術可以支持協同設計，以提高設計質量和效率，團隊成員可以在同一模型中共同協作，以提供最佳的設計方案，減少設計變更次數，并且可以提高設計的準確性。此外，同一施工團隊可以在模型中查看和更新施工計劃和進度，并根據需要進行更改，使施工團隊更容易協調施工進程，并且可以減少誤解和錯誤。

2.4 施工計劃

BIM技術在地鐵施工中的應用不僅可以用于模型構建、信息管理和協同工作，還可以用于施工計劃的制定和管理。BIM技術可以將施工計劃與三維模型和項目進度表相結合形成“派工單”，從而實現對施工計劃的可視化和智能化管理，將計劃中的任務和資源分配在模型中可視化呈現。這種可視化可以幫助項目團隊更好地理解施工計劃，快速識別問題，并及時調整計劃。BIM技術可以自動識別和分析施工計劃中的任務和資源，并自動生成進度表和資源需求表要素為一體的派工單，這種智能化管理可以極大地減少人工操作的時間和錯誤，并提高項目團隊的工作效率。同時，BIM技術可以通過模擬不同的施工方案，幫助項目團隊優化施工計劃，降低成本和風險。BIM技術還可以模擬不同的施工進度，評估不同方案的風險和影響，幫助項目團隊做出最佳的決策。

2.5 質量控制

BIM技術可以通過模型構建、信息管理、協同工作等方面對地鐵施工質量進行全面、系統、精細的控制。質量控制主要包括質量計劃編制、質量標準制定、質量過程控制和質量結果評估四個方面。質量計劃編制方面，BIM技術可以通過模型構建和協同工作等方面，協助施工單位制定合理的質量計劃，明確各個工序的質量標準、檢驗方法、檢驗時間等信息，以確保施工質量符合要求。質量標準制定方面，BIM技術可以通過信息管理和模型構建等方面，收集、整理和管理各種質量標準和規范，并將其轉化為可視化的信息，方便施工人員進行參考和遵守。質量過程控制方面，BIM技術可以通過協同工作、信息管理和施工計劃等方面，對地鐵施工過程進行實時監控和管理，及時發現和糾正施工中的質量問題，避免質量事故的發生。質量結果評估方面，BIM技術可以通過數據分析和模型構建等方面，對施工質量結果進行評估和分析，提取有價值的信息和經驗教訓，為未來的施工提供參考和借鑒。

3 BIM技術在地鐵施工質量管理中的效果分析

3.1 施工質量管理的效果

BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用，提高了施工質量的監測能力、問題解決能力、信息共享能力和數據分析能力，使得整個施工過程的質量得到了有效的保障。首先，BIM技術可以幫助工程師在設計階段模擬出真實的施工場景，包括施工過程中可能出現的風險和難點，從而有助于工程師及時發現并解決可能存在的質量問題。其次，BIM技術可以對施工過程進行實時監測，通過對工程進度和質量的監控，及時發現問題并進行調整。例如，可以通過BIM技術對墻體、結構、管線等進行全面監測，發現任何缺陷并及時處理。第三，BIM技術可以幫助各相關單位進行信息共享和協同，使得整個施工過程的質量得到保障。例如，設計、施工、監理等各個部門可以在同一平臺上進行實時協作，有效避免了信息不對稱和溝通不暢帶來的問題。

3.2 項目成本管理的效果

BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用，能夠有效地降低項目成本，提高施工效率，減少變更和修正成本，協調各方之間的工作，為地鐵施工質量管理提供了有力支持。BIM技術能夠幫助工程師在設計階段就發現施工中存在的問題，優化設計方案，減少了后期的變更和修正，這樣可以減少項目的成本，因為變更和修正需要額外的人力和物力成本。BIM技術還能夠提高施工的精度和效率，從而減少工期和工程成本。BIM技術可以為工程師提供真實的三維模型，使得施工更加精確，減少誤差。此外，BIM技術還可以自動生成施工圖和相關的文檔，提高了工作效率，縮短了工期。BIM技術可以協調各個參與方之間的工作，減少溝通和協調的成本，BIM模型實時更新和分享，讓所有參與方都了解項目的最新進展和要求，從而避免了不必要的溝通和協調，減少了項目的成本。

3.3 項目進度管理的效果

在地鐵施工中，BIM技術可以為項目進度管理提供有效的支持。通過BIM模型中的3D模擬、協同設計、工序模擬和物流管理等功能，可以更加準確地制定施工計劃和調整進度計劃，從而實現項目進度的優化管理。首先，BIM技術可以提高進度計劃的準確性。BIM模型可以通過虛擬設計和模擬，精確地模擬施工過程中的各種情況，包括施工進度、施工階段、材料消耗、人力資源等，從而更好地制定進度計劃，避免出現施工計劃與實際進度不匹配的情況。其次，BIM技術可以協同管理項目進度。BIM模型可以通過數據共享和協同設計，實現多個施工團隊的協同工作，提高施工效率，從而有效地縮短項目進度，降低施工成本。最后，BIM技術還可以實現物流管理和施工進度的實時監測。BIM模型中集成的物流管理系統可以通過實時監控材料消耗和運輸狀況，以及施工現場的進度和質量情況，幫助施工管理人員及時發現問題和風險，并進行相應的調整和優化，以保證項目進度的順利進行。

4 未來研究方向

4.1 建立地鐵施工BIM模型的標準

在BIM技術應用于地鐵施工質量管理的過程中，BIM模型的構建是關鍵環節之一。由于地鐵施工存在復雜的隧道結構和設備系統，因此需要建立適用于地鐵施工的BIM模型標準。該標準應該包括地鐵施工的構件信息、材料信息、幾何信息等方面的規定，使得BIM模型能夠準確地表達地鐵施工的實際情況。同時，BIM模型的標準應該滿足工程設計、施工計劃和質量控制等方面的需求，為地鐵施工質量管理提供可靠的基礎數據。建立地鐵施工BIM模型的標準不僅有利于提高地鐵施工的質量管理水平，還可以促進BIM技術在地鐵施工領域的廣泛應用。

4.2 BIM技術在地鐵施工管理中的智能化應用

隨著BIM技術的發展，智能化應用越來越成為可能，能夠大大提高地鐵施工質量管理的效率和精度。例如，在地鐵施工中，BIM技術可以自動進行空間碰撞檢測、材料數量計算、施工進度跟蹤等工作，從而降低了人力和時間成本。此外，BIM技術還可以實現信息共享和集成，促進了各個部門之間的協同工作，提高了工作效率。BIM技術的智能化應用不僅可以提高地鐵施工的質量管理水平，還可以降低地鐵施工的安全風險和環境污染，為人們提供更加安全、舒適的出行環境。

5 結語

本研究旨在基于廣州地鐵在三號線東延段總承包項目施工質量管理應用實踐探討BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用，分析其作用和意義，并提出BIM技術在地鐵施工質量管理中應用和發展趨勢。BIM技術在地鐵施工質量管理中具有重要作用和意義，可以為地鐵施工提供全方位、高效率的信息管理和決策支持，有助于提升地鐵施工質量和效率。BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用需要結合具體實際情況進行，實施步驟包括需求分析、模型制作、模型協同、質量控制等。同時，BIM技術還可以與其他技術相結合，形成一整套信息化的施工管理系統。后續研究需要進一步研究和探索，BIM技術在地鐵施工管理中的標準建立、智能化應用和數據分析應用等方面，以推動BIM技術在地鐵施工質量管理中的應用和發展。