基于BIM的协同设计在地铁建设中的应用分析——以北京地铁19号线一期工程为例

(整期优先)网络出版时间:2022-03-30
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基于 BIM的协同设计在地铁建设中的应用分析——以北京地铁 19号线一期工程为例

张锦鹏

天津市市政工程设计研究院 天津 300051

摘要:在大数据理念引领的当下,越来越多的工程建设项目都引入了BIM这一全新的技术指导建设项目的协同设计工作,其中地铁工程因其工期长、专业多、投资大、技术要求高等特点更需要通过BIM管控项目整个建设周期的各项情况。本文即从目前BIM对于地铁建设项目的协同设计情况入手,以笔者所参与设计的北京地铁19号线一期工程为例,详细探讨基于BIM的协同设计在地铁建设中的应用情况。

关键词:BIM;协同设计;地铁建设



引言

在地铁建设的过程中,协同设计发挥着十分重要的作用,协同设计能够对设计进度进行有效的控制,同时也能够切实保障工程的质量,并优化建设过程中的资源配置。因此,深入研究和探析地铁建设的协同设计问题,对于地铁建设发展具有十分重要的作用。对于地铁建设工程的协同设计而言,目前新兴的BIM技术正在扮演着越发重要的角色,这一新技术也在北京地铁19号线的建设中起到了巨大的促进作用。

一、北京地铁19号线BIM应用概况

北京地铁19号线一期工程北起海淀区牡丹园,南达丰台区新宫,全长22.4公里,本线路穿越京沪高铁、南护城河、国铁直径线、既有地铁线等大量特一级风险源。在对国内各城市轨道交通工程BIM技术应用现状调研分析的基础上,北京轨道交通建设单位决定在19号线一期等新线建设中引入BIM技术。结合轨道交通工程BIM技术应用涉及专业繁杂、参与方众多、缺少相关技术标准等现状及现有工作管理模式,提出了业主主导、BIM设计总体与管理方统一管理、各参与方实施的新型管理模式。

在北京轨道交通19号线一期设计、施工建设全生命周期各阶段应用BIM模型,是建设部批准的唯一一个轨道交通BIM技术应用,其目标是形成为设施、设备资产管理服务的三维数字系统,提供后期设施、设备运营维护的基础数据。

基于三维数字平台及BIM协同平台,进行图模同步提交,主要完成全生命周期的以下十项应用:1、进度2、投资3、安全质量隐患排查与治理4、安全风险监控5、复杂节点技术交底6、激光放样7、VR体验8、人员定位9、二维码10、族库建设。目前北京轨道交通19号线已进入施工后期阶段,BIM协同设计对整个工程的积极作用也正在逐渐显现出来,可以说是国内同类建设之中的一次非常有意义的尝试。

二、19号线地铁设计工作中BIM的指导作用

北京地铁19号线包含了大量的风险源,有车辆正线穿越既有线、穿越护城河及桥桩、穿越京沪高铁、穿越燃气调压站等等,设计难度很高,风险也很大,此外还面临着大量的管线切改等问题。运用传统的二维图纸作业虽然并非不可,然而毕竟涉及问题众多且多数问题不易直观解决。

比如19号线一期工程所涉及到的管线切改与碰撞问题,就是前期工作当中非常繁琐复杂的,为此需要设计人员参考外专业提供的管线图纸将本合同段的地下环境完全重现出来,在这方面BIM及其常用软件Revit就表现出了巨大的实用价值。在处理管线问题上Revit软件有个很突出的优势就是可以方便编辑管线并进行碰撞检查,且各管线有自己的特有属性,很容易就能调取他们的包括所属专业、埋深、管径在内的各项信息,这在笔者后期的工作梳理中节约了大量时间。

在建模方面,区间正线运用Revit建模可以较为精准的表现空间曲面并进而模拟区间正线。地下管线、既有线、京沪高铁、护城河及桥桩等重大风险源与区间正线之间的空间位置关系通过软件可以一目了然的表达出来。

更重要的是,北京轨道交通建设管理中心为此专门建立了GIS系统,并下达了BIM总体的统一设计建设工作标准,各工点院严格按照总体下发的技术标准进行建模和数据传输等工作,由此产生的各种设计文件真正实现了对接,总体与各工点院也真正实现了设计与建设数据的互联互通和共享,小到每一个配筋的定位,大到全线的整体工作进度都能被大家时刻掌控,BIM的信息化意义也真正据此最大限度的发挥了出来。

三、BIM协同设计的优势与目前存在的不足之处

BIM作为Building Information Modeling 的缩写,实际上真正的意义恰在于Information,也就是信息。对于设计人员来说BIM体现的是完整的三维设计、多专业协同与工程数字化这三方面的内容,实现设计与建设信息的互联互通与共享。各专业各工种共享设计与建设的信息,全程追踪设计与建设全周期的各项数据与指标并随时提出修正完善意见并贯彻之,这才是BIM的真正要义,也是BIM协同设计的最大优势所在。然而其目前存在的不足之处也因此产生。

BIM协同设计目前最重要的缺陷就在于没有一个大家一致公认的技术标准,那必然会造成各部门之间无法协调沟通的情况,所以当下的紧迫任务就是BIM技术急缺一个技术标准。然而遗憾的是,到目前为止BIM仍然没有形成一个类似国标、地标、行业标准那样的比较完备的标准体系。由此产生的劣势那是显而易见的,图纸模型两张皮屡见不鲜,更糟糕的是各专业有自己的常用软件,常常各自为政,进行BIM工作的意义也由此大打折扣。因此打破各专业之间的壁垒,将整个项目工程看作一个整体,协同设计一以贯之,这才能最大限度的发挥BIM的价值。


结语

作为一项新兴技术,BIM在近年来越来越多地应用于城市轨道交通等重大工程建设之中,北京地铁19号线在这方面率先应用BIM对全线的设计施工及运营进行全生命周期的管理,尤其在BIM协同设计上更是为总体以及各工点院创造了一个设计与建设数据的互联互通与共享的工作平台,节省了设计人员的大量时间并取得了良好的经济与社会效益。笔者认为BIM协同设计未来应向着广度和深度发展,在广度方面需要打破各专业各工种各单位之间的壁垒,真正实现工程数据共享与项目的共商共建,在深度方面就是要切实的解决每一个专业每一个设计人的实际使用问题,搞好软件的升级开发,真正做到服务大众服务工作,一个能让大家体会到实实在在的好处的技术是必然会得到广泛支持并普及的。






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