BIM技术在城市轨道交通工程建设全过程中的应用

　　摘要 随着我国城市轨道交通工程的飞速发展，城市轨道交通工程BIM技术应用日益成熟，但对BIM技术的应用只是停留在很少的几个方面或模块，几乎没有建设全生命周期的应用。文章以青岛地铁1号线工程建设全过程BIM技术应用为例，全面分析BIM技术应用的优点，为城市轨道交通工程积累宝贵经验。

　　关键词 BIM;对比分析;模型;加工

　　0 引言

　　BIM(Building Information Modeling)在城市轨道交通工程全生命周期应用中涉及规划、设计、施工、运维和拆除等五个阶段，目前我国城市轨道交通工程对于BIM技术的应用主要集中在设计、施工阶段。虽然BIM技术在城市轨道交通工程中应用广泛，但由于城市轨道交通工程涉及专业多、施工工序复杂、各专业接口多、交叉施工多、各个专业的互相配合要素多等原因，目前各个城市对BIM技术的应用只是停留在很少的几个方面或模块，几乎没有地铁建设全生命周期BIM技术应用。鉴于上述情况，以青岛市地铁1号线工程为例，探讨BIM技术在地铁工程设计、施工、运维全过程应用，助力地铁建设运营。

　　1 前期工作

　　1.1 BIM应用目标

　　设计目标——利用BIM技术优化设计，提高设计质量，减少变更。

　　生产目标——实现施工阶段基于BIM的精细化管理，机电设备等专业的预制加工安装，提高施工质量。

　　管理目标——基于BIM数据集成与管理平台，实现一体化项目管理，满足各参建单位协同工作，提高项目管理水平。

　　数据集成——基于BIM数据集成和管理平台，整合建设期生产数据形成较为完整的数据库，实现青岛市地铁1号线项目数字化建设管理，实现地铁工程的“数字孪生”。

　　竣工模型——基于BIM数据集成和平台管理，形成与工程实体、竣工图纸相一致，能反映建设项目建设期各项信息的竣工模型[1]。

　　1.2 应用模式

　　建立建设单位为主导，以标准为引线、平台为依托，BIM咨询单位提供服务，设计单位、施工单位、监理单位、供货商和运营单位等各参建方共同参与的管理模式。

　　2 建设期应用

　　2.1 准备阶段

　　2.1.1 相关培训

　　根据BIM技术在轨道交通领域应用情况和参建单位的BIM应用实际水平，组织BIM专项培训，包含BIM综合管理平台应用、BIM系统化实施方案交底、BIM应用等各项培訓。

　　2.1.2 管理措施

　　在建设期BIM应用确立了各阶段任务及保障措施，确立了无BIM不施工的建设期BIM应用原则(如图1)[1]。

　　2.2 模型创建

　　2.2.1 设备设施模型构件库

　　青岛地铁1号线BIM应用在实施过程中共收集各专业产品模型元素1 815个，部分模型达到最小可拆分单元，为企业级模型元素库积累数据。

　　2.2.2 最小可拆分单元

　　根据运维部门对维修单元拆分需求创建最小可拆解单元模型库，添加属性信息，可使运维人员快速获取所需信息，了解设备构造。

　　2.2.3 模型应用

　　(1)高大空间设计理念。青岛地铁1号线的见光不见灯设计理念，使得灯具高度较前期线路尺寸变大，按常理吊顶高度应比既有线路更低30 cm左右。通过BIM优化提升了吊顶高度，空间感受明显提升。

　　明暗挖车站，通过管线综合方案优化公共区装修标高均提升至3.30 m，站台层除无柱车站外其余车站装修标高均提高至3.2 m。

　　根据装饰吊顶模型，进行的管线路由设计，详见图2、图3。

　　(2)为避免装饰吊顶安装空间不足，在设计阶段引入装饰吊顶模型。要求吊顶模型的建模精度达到要求，包括灯具尺寸与实物一致、体现灯具安装吊点、吊顶的标高及位置准确。具体的剖面图及形成的三维视图，详见图4、图5。

　　(3)为避免支吊架占用装饰吊顶安装空间进而导致后期装饰吊顶标高降低，在设计阶段根据装饰吊顶、各专业管线、结构模型这三者形成的立体空间布局，确定支吊架安装形式、安装标高，以此作为现场支吊架施工的依据。

　　(4)为避免公共区门匾因空间狭小且管线密集导致实际安装达不到设计要求，此处管线布置充分考虑结构空间、支吊架安装、管线保温等各种因素。具体的剖面图及形成的三维视图，详见图6、图7。

　　(5)为避免挡烟垂壁安装空间不足，在装饰模型中体现挡烟垂壁模型，以此指导管线排布。

　　2.2.4 设计方案比选

　　(1)为避免管线的大量支管需横跨走廊才能进入房间的情况出现，在走廊中将管线布置在支管较多的走廊一侧。

　　(2)为避免后期运营阶段设备替换导致的管线拆改，按设备运输路径的净空要求进行管线排布。

　　(3)为避免设备区走廊在运维阶段检修困难，管线排布方案应尽量实现宽度超过400 mm的检修空间，检修空间一般布置在中部。

　　(4)为避免管线冷凝水滴落到设备上，应逐个房间确认风口位置，风口不允许布置在设备正上方。

　　(5)为避免管线影响后期设备安装和运行，应逐个房间确认管线底标高。

　　在设计阶段，通过模型创建，优化设备房间内净空不足的问题，要充分利用走廊的空间进行管线布置，如图8、图9。

　　2.3 施工阶段

　　(1)土建模型与现场一致性复核。由BIM总体组织设计、施工、监理单位对土建模型进行现场复核，通过“现场定位——与BIM模型及图纸校核——土建现场复核会签——BIM模型调整”的工作流程，确定土建结构对管线综合的影响[2]。

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