BIM如何运用到城市轨道交通施工阶段？

导读：与民用建筑和一般基础设施工程相比，城市轨道交通工程具有点多、线长、面广、投资高、建设周期长、机电系统复杂及建设运营风险大等特点。BIM具有参数性、集成性、共享性以及可视性等特点，通过BIM平台，项目各参入方可以在不同的阶段实现工程信息的无缝交换与共享，使得工程项目的管控更为精益，特别是在城市轨道交通这类复杂项目中日益发挥重要作用。BIM技术在城市轨道交通工程施工阶段的应用主要包括深化设计、场地规划、施工模拟、施工进度管理和工程造价管理等方面。

基于BIM技术的深化设计，具有可视性好、出图效率高、提高效率、减少浪费、降低成本等优点。本文主要从道路翻交和管线改迁、管线综合与碰撞检测两个方面简述其在深化设计中的应用。

(1)道路翻交和管线改迁

城市轨道交通周边信息复杂，涉及到繁琐的市政道路管线改迁和道路翻交工作。借助于BIM技术创建涉及规划线路及站台与周边建筑、地形、管线和交通等三维信息模型，综合协调多方信息，进行施工过程模拟与方案论证，预先控制风险，提高项目协调效率，获得了明显的效益。在上海长江西路越江隧道等项目中得到了有效应用。

(2)管线综合与碰撞检测

城市轨道交通常会涉及复杂的机电工程，现场环境复杂，工作界面混乱，操作空间有限，管线错综复杂，导致工人效率较低，BIM技术为处理复杂机电工程问题提供了捷径。基于BIM技术可以实现机电管线全方位碰撞检查，管线铺设方案对比，管线空间优化与合理布 留，预留孔洞和管线支架预埋位置精确定位。

基于BIM模型，进行了管线综合与碰撞检查，及时发现管线与结构构件、各专业管线间的碰撞等问题。根据碰撞检查结果进行分析并生成协调数据，反馈给各专业进行相应修改，避免了各专业图纸之间的不协调问题，解决设计图纸中可能存在的“错漏碰缺”，优化设计图纸质量，避免后期的设计变更及施工返工。

城市轨道交通工程往往施工空间有限，与周边建筑物地理关系复杂，不同阶段的地盘管理单位不同，不同阶段使用的主要机械设备有所区别，特别是后期作为铺轨基地的场所，这为施工场地规划带来了困难。将BIM技术应用到场地规划中，能够有效指导场地布置和现场施工，为企业降低施工风险和成本。

(1)大型机械设备规划

塔吊、钻机、泵车等大型机械设备规划是城市轨道交通施工必不可少的环节，传统方法（如图纸测算或现场查看等）存在不直观、耗时长、成本大等缺点。以塔吊为例，利用BIM技术建模，引入现场模型进行分析，可以直观地通过3D视角观察并调整塔吊外形和状态，以判断临界状态。釆用BIM技术的分析结果更为直观，克服了传统方法的弊端。

(2)人流规划

人流规划是施工深化设计规划中的重要内容，可以使用BIM技术对车站等公共空间进行人流的仿真模拟。

以BIM模型为载体，集成项目的人流分布数据，可以实现整个车站、施工场地、办公区及生活区的人流模 拟、车流模拟和人员疏散。进行交通运行中碰撞模拟，可以提前发现人流是否和安全通道等设施设备发生干涉或碰撞，发现运输车辆运输是否与周边建筑物、道路发生冲突。借助于BIM模型真实过程的动态展现，还可以模拟地震或者火灾时施工人员疏散及消防人员救援模拟，从而合理规划逃生和救援路线。

釆用BIM技术可以在施工前对施工全过程或者重要环节进行模拟，以验证施工方案的可行性或者进行施工方案的比选。将3D模型赋予时间信息形成4D模型，可以直观地查看不同阶段的施工进度，将施工进度与资金、材料计划相关联，可以提前与相关方沟通，保证物资充分供应，提高施工管理可控性。

BIM在施工模拟中的应用主要涵盖两个方面：

(1)可建性模拟。不同专业在同一区域、同一时间交叉施工在所难免，这对各专业施工顺序和施工区域的组织协调提出了较高要求。BIM技术可以在虚拟环境中对项目进行场地、工序、安装等方面的模拟，确定各项专业开展顺序、需要时间及相互关系，减小协调的工作量和不必要的成本。

(2)大型设备安装路径模拟。传统施工过程中，经常会出现由于设计不合理，导致大型设备检修，运送出现设备无法运出，或设备空间不能满足检修需要的情况。通过BIM技术，先期在设计阶段就进行三维空间大型设备的运送检修路径模拟，避免设计不合理导致的后续问题。

施工进度管理包括施工进度计划和施工进度控制两部分。传统的施工进度管理主要借助于横道图、网络图等表现形式，存在项目信息严重丢失、无法有效发现施工进度计划潜在冲突、进度跟踪分析困难等问题。BIM包括了全生命周期工程产品组成、功能和行为数据等信息，将BIM与进度计划相结合，形成基于BIM技术的4D施工模拟，丰富了信息的集成和表现形式，可以实现施工进度、资源、成本及施工现场信息化、集成化和可视化管理，能有效解决传统进度管理的不足。

基于BIM的施工进度计划跟踪分析具有实时性、参数性和协同性等特点。施工进度管理主要包括进度计划编制、4D模型构建和进度跟踪分析三部分。首先基于项目的WBS工作分解结构，编制施工进度总计划、—级进度计划、二级进度计划及每日进度计划，然后将进度信息与BIM模型图元信息链接，形成4D模型。

施工阶段的造价管理主要涵盖进度计量、工程款支付、变更和成本管理，依托于工程量计算和工程计价这两个基本工作。

基于BIM的工程造价相比于传统工程造价具有根本性的变化：一是实现了工程量计算从2D 图纸到3D模型的转变，二是逐步实现了从BIM 4D (3D 模型+进度）模型到BIM5D (3D模型+进度+成本）全过程造价管理BIM化。

基于BIM的工程造价管理具有如下特点和优势：1)工程量计算更为快速、准确；2)设计变更控制更方便；3)实现工程造价动态管理；4)实现造价数据的积累和共享。

（来源：《建筑经济》-《BIM技术在城市轨道交通施工阶段的应用研究》，作者：李俊卫，袁杰，张文津）