摘要：近些年，利用BIM技术对轨道交通项目进行方案设计、三维建模、结构设计、施工模拟，并通过二次开发满足了不同设计需求。应用实践表明，BIM技术能显著提高地铁车站设计效率和质量，先导性地指导地铁车站施工，提高项目综合管理水平。特别是BIM技术与装配式建筑理念相结合，在全面协同、精细设计、标准化信息化管理、施工模拟、多样化需求定制等诸多方面可以相互补充。
关键词：BIM;轨道交通;应用
引言
根据中国城市轨道交通协会统计，2019年末我国内地共计40个城市开通城轨交通运营线路208条，运营里程6736.2km，轨道交通项目作为各地基础设施投资的主要方向，急需进一步提高项目设计、施工、运营等阶段的管理维护水平。BIM技术的应用在完善工程设计、提高施工质量、加快施工进度、提升运维管理水平、增强地铁建设运营的安全生产等方面具有重要意义。本文将从设计、施工和验收三方面讨论BIM技术在轨道交通建设当中的应用价值。
1 BIM技术概述
建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。建筑行业是一个工期长、成本高的重产业，从设计到施工的每一个环节都可能出现问题而延长整体工期、抬高造价，但是 BIM 和装配式的出现很好地解决了这些问题，BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点。采用以BIM技术应用为载体的项目管理，与传统的项目管理方式相比较，可以提升建筑工程项目生产效率、提高建筑工程质量、缩短工期、降低工程成本。如：避免设计、生产、制作、运维环节之间不协同、出现错误、遗漏、撞车或低效；大幅度减少设计工作量，减少生产、安装环节工作量；减少因出错、失误所造成的损失等。 在现阶段，国内地铁建设中 BIM 的应用主要集中于三维建模、管线设计及碰撞检测上，这也为传统设计带来影响。
2基于BIM技术的轨道交通全过程管理
2.1 全专业协同设计
基于协同设计平台，各专业可以实现工作文件在云服务器的实时共享，本地文件与平台中心文件通过同步实现数据交换，专业内部与专业间可以实现实时相互参考，各专业之间可以无缝地了解彼此的最新设计方案，从而实现高效融合的协同设计。专业间协同主要通过专业间的文件相互对照，实现专业间的实时参照，还能在专业间相互参考的同时进行碰撞检查，进而及时发现专业间设计存在的问题，并有效协调解决。
BIM模型搭建需提供车站、区间、主变、停车场、控制中心等土建模型（根据阶段确定设计精度，比如总体设计、初步设计、施工图设计等阶段），周边环境和地下管线细化模型；提供区间模型，包含管片（精度应能反映环号）、旁通道（土建及设施）、中间风井（含纵向平台）。提供车站机电系统（包括但不限于环控、给排水、动力照明、AFC、FAS、EMCS、通信、信号、屏蔽门、电梯等）模型。提供车站装修模型（精度达到装修施工图设计精度）、车站各系统模型，包括（不限于）装修、AFC、EMCS、FAS、屏蔽门、电扶梯、导向、广告、自助终端等。开展工程量统计、管线综合检查等多项应用价值点。
2.2 BIM模型搭建、管路碰撞检查
依据施工图进行模型搭建，相当于在计算机中进行虚拟施工，可以发现施工图中管线布置是否有标高冲突、交叉打架、空间位置不足、下翻梁阻挡管线无法通过等不合理问题，即进行管线碰撞检查。在BIM建模过程中可以及时作出调整，可以对出现的问题做出及时修正，避免后期现场施工中的返工，人力、材料、工期的浪费。
目前，单纯的“BIM翻模和碰撞检测”方式在我国轨道交通建设中应用比较多，也有一些项目的BIM方案扩大到建设周期或者全生命周期BIM，但设计阶段核心工作采用“翻模和碰撞检测”方式。“翻模和碰撞检测”方式的BIM工作模式经实践检验暴露的问题较多，主要是翻模人员不懂专业，导致与设计人员沟通效率低，从而导致遗留问题多，施工阶段重新调整和拆改多。
2.3 优化管路设计、精准管路空间
BIM的管线综合是设计阶段BIM 应用过程中的重要部分，管线综合BIM设计应根据城市轨道交通建设项目中相关专业的设计提资，按照管线综合BIM设计标准以及国家和地方相关标准，进行管线综合排布设计，形成管线综合BIM设计模型，并依据此模型分专业转成二维图，最终形成二维管线综合施工图。总体的优化原则：满足通风空调专业的验收规范、标准；满足机房现场的空间位置要求；满足管路工厂化生产要求；满足运营部门冷冻机房内设备间距、维修空间等接收、管理的要求。而不应根据二维管线综合施工图进行三维建模和碰撞检测，形成管线综合模型。
2.4 预制件标准化信息化管理
装配式结构的基本特点，即将标准化生成的预制构件工厂加工后，在施工现场高效地装配成为整体。由于BIM技术先天的标准化信息化特点，从设计之初即可从装配式的BIM构件库中选取构件进行组装，预制构件的材料信息、承载力信息、ID编码、生产厂家、检查记录等设计、预制的过程信息可随时载入预制构件中，在装配式建筑BIM应用过程中，通过建立BIM构件库，实现了对标准化构件的统一管理，同时也实现了对构件的信息化处理。
3 BIM技术应用经济效益分析
利用 BIM 技术后，每个地下标准站可节约平均 10 天以上的工期，每站平均减少管线拆改 80 处，每站平均减少墙体拆改57 处，每站平均节省人工 20 人/天，每站平均节约因拆改产生的各类直接费用约 27 万元，每站平均减少管线问题协调会近 10 次，大大降低建设单位和设计单位以及施工单位的管理成本，有效地提升了项目精细化管理水平和管理效率。另外，在综合管线优化设计方面，利用 BIM 技术进行优化设计比以往传统二维图纸设计模式大大提高了工作效率，降低了设计人员成本。全线采用BIM 技术产生经济效益保守估计有 2 千多万元。如果考虑因施工进度缩减产生的经济效果、人力成本节约，后期运维方便，BIM技术的应用价值会更大。
结语
本文将BIM技术应用于方案设计、三维建模、结构分析与设计、施工模拟中，并通过二次开发来满足不同设计需求，完善了BIM平台的整体功能，为今后BIM技术在地铁车站设计中的应用提供了一条可靠的技术路线。通过项目的深入实践，解决了轨道交通项目施工环境复杂，涉及管线繁多，空间狭小等工程难点，通过BIM深化设计后出图施工，为施工提供了精准的设备定位详图、墙体预留孔洞图、单专业管线图、综合管线图等，有效减少了因管线冲突造成的返工，避免了墙体二次破坏，为项目节约了成本、提高了施工效率，方便了车站设备和人员的安全施工管理，有利于后期运营维护管理。
参考文献
[1]李坤.BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究［J］.铁道工程学报，2015，32(2):103-108.
[2]《广州轨道交通BIM建模与交付标准》.
[3]《BIM改变了什么·BIM+工程项目管理》机械工业出版社，商大勇著.