城市轨道交通工程领域BIM的运用探讨

城市轨道交通工程领域BIM的运用探讨

李霖

中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北430063

摘要：城市轨道交通工程是一座城市对外连接，对内服务的重要工程项目，对整个城市的正常运转有着重要的影响，BIM技术在城市轨道交通建设全周期的项目管理、设计、施工及运营中运用展现在建设进度、成本、质量和安全等方面的优势和价值。文章就BIM技术概述、原理与功能进行了分析，并探讨BIM技术的具体应用。

关键词：BIM技术；城市轨道交通；工程设计；工程施工

通过BIM技术创建三维可视化的数据模型，实现了对设计、施工全过程以及工程运维方面的合理管控。可视化的施工模型，协同化的信息平台，数据化的监测管控，推动了我国城市轨道交通工程的安全合理建设。BIM技术是一套集成系统，他的可视化、协调性、模拟性、设计出图性和多维性在实践中展现了重大价值。

一：BIM技术概述

BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）技术是继CAD（计算机辅助设计）技术之后的建设领域又一重要计算机应用技术。所谓BIM技术就是通过数字技术来构建建设项目的物理几何以及相关功能信息的三维模型，从而为项目的设计、施工以及运营管理提供信息参考。利用BIM技术能够对多维信息进行高度的集成，从而使项目的各相关方都能够通过BIM模型来进行信息的识别及操作，这样就可以有效提高项目设计的准确性和合理性，及时发现设计缺陷，提高项目设计的质量及效率。

二：BIM原理与功能分析

BIM实质上是一个数据信息平台，这个平台可以供使用者共享工程项目的数据信息，也是把目标项目的物理和功能特征用数字化的方式来表达，可以达到为该工程从最初的设计构想到被废弃的全部使用期限内的一切决定给出有效可信的根据；在工程的不同时期，通过在BIM系统中输入、采集、变更和共享工程的信息数据，可以让不同的参与工程的工程师在系统里汇报每个人各自负责的职务，让工程师可以根据整个工程的基本情况做出自己的正确的决策，进而完成更好的合作。工程师只需要在由BIM技术的设计软件（如Revit等）中向数据库输入数据信息，而不需要浪费更多的时间、精力在纸质抽象的二维工程设计图纸上，便可生成具备一系列特征属性的对象（Object）来表达项目的最基础的数据，就可以在工程造价管理中直接实现BIM技术的应用。

三：BIM技术在城市轨道交通建设中的应用

1.BIM在城市轨道交通设计中应用

在应用BIM技术进行城市轨道交通设计时，各专业设计人员应加强与BIM技术的融合，设计人员首先进行BIM技术平台的构建，利用BIM技术以及相关软件来进行专业设计，各相关专业在BIM技术模式下配合协同，获得完整的信息支持，让BIM技术充分发挥其应有的作用，有效提高设计的质量和效率。在BIM平台中，项目的数据中心将作为平台的基础架构，对工程各种相关数据信息进行存储，为设计提供完整的数据信息。在此基础上是平台的创建层，在该层结构中可以完成二维图纸以及三维模型的构建。当完成制图和模型标准的标准化后，就可以在各专业标准模板的基础上进行设计和模型构建了。

2.施工过程可视化模拟

在传统的施工中，设计图出图后需专业人员进行识图并指导工人施工，而BIM技术能将设计的图纸，其中包括平面图、立面图、剖面图等，输入系统当中转化为三维图的效果，实现了设计图纸的可视化，后期还可进行4D动画的模拟，在开工前就对施工全过程进行模拟，能够有效地验证施工方案的可行性并对一些关键部位的施工进行最终的调整口。在轨道交通施工这种多专业交叉作业的条件下，进行施工工序、设备安装等方面的模拟，有效地提高了施工过程中的组织协调水平，让施工效率达到最大化。此外，在施工过程中难免会发生某些突发状况，如大型设备的送检、施工材料的进场等等，应用BIM技术能够提前地模拟场地的空间，规划施工过程中可以通过的路线，从而避免事故的发生。

3.BIM技术在城市轨道交通施工质量管理方面的应用

3.1软件平台选择

实现BIM技术的核心是软件平台，经众多BIM软件分析比对后选择软件建立BIM施工模型，并采用软件对BIM模型进行工程全过程综合应用。

3.2BIM施工模型建立的总体思路

在工程施工准备阶段，根据招投标文件信息进行项目分解并建立BIM模型构架，其中包括：建立结构树、制定标准和命名规则。之后根据工程勘察文件、设计图纸以及施工组织设计文件的信息建立三维BIM模型，包括：建立参数、信息附加和整体建模；且在施工过程中不断更新并完善该模型。

通过BIM技术中的三维技术设计的立体模型，可以更好的帮助建筑工程施工完成前期的设计、工程前期准备、施工准备、施工材料与施工环境等工作，从而减少建筑工程中出现的质量问题。也可以让各个专业的设计人员在BIM平台上进行沟通交流，便于更好的技术创新与技术交流，实现BIM技术的进步。利用BIM技术可以在建筑工程项目的前期就进行协调，尽量提前预测出可能会出现的质量问题，减少因质量引起的返工。合理的在建筑中利用BIM技术，可以避免在进行技术测试时出现错误，这样一来就可以提升整个建筑工程的施工效率与施工质量。在专业的错综复杂的管线交错中，进行最优化的设计方案调整。

4.基于BIM技术的精细化进度管理运用

首先，技术标的可视化演示。在项目投标阶段，施工单位时间紧、任务重、竞争激烈，其可运用精细化三维模型对技术标中的施工进度计划和主要施工方案进行可视化动态模拟，直观地将项目整体部署和配套资源的投入状态进行呈现，进而充分展现施工组织设计的科学性与可行性；另外，施工组织设计的优化。在项目策划阶段，施工单位需要对项目总进度计划的劳务强度进行均衡配置，同时根据施工现场的具体情况对场地进行合理规划和利用。通过精细化模型和BIM平台的应用，可以对施工总进度计划进行优化和校核，即在施工前对工程运行过程进行模拟，并根据资源供给调配情况划分施工区域和施工流水段，实现人员、机械、原材料等资源的优化配置和合理安排。同时利用施工动态曲线图，针对曲线的波峰和波谷，从施工成本的角度对施工计划进行进一步优化；最后，过程进度实时跟踪。在项目实施阶段，施工单位可以通过精细化施工管理平台对每日完成的任务进行详细分析，全面呈现施工进展情况，总结偏差，避免任务重叠及疏漏，为项目的顺利实施提供管控和数据支持。

结束语

城市轨道交通工程对推动我国城市化进程建设有重要的意义，而在城市轨道交通建设中，在项目的不同阶段，会导致项目设计管理的内容会侧重不同，工作量也会不同。利用BIM技术辅助施工，在控制施工进度、成本、安全、风险和质量方面效果显著，初步实现了施工管理的精细化和信息化，BIM技术有待进一步研发和完善，也相信通过实践探索，BIM技术必定能够得到更为全面的发展，从而为城市轨道交通建设保驾护航。

参考文献：

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[3]李俊卫，袁杰，张文津.BIM技术在城市轨道交通施工阶段的应用研究[J].建筑经济，2017，38（9）.

[4]陈文达．基于BIM技术的城市轨道交通项目施工监测与管理研究[J]．隧道与轨道交通，2018（02）：11-13+55．