浅谈BIM技术在地铁车站建造中的应用

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月40卷第6期   作者:林操
[导读] 介绍在地铁车站施工过程中哪些方面能应用到BIM技术,
        林操
        中铁九局第七工程有限公司  辽宁省沈阳市  110041

        摘要:介绍在地铁车站施工过程中哪些方面能应用到BIM技术,以目前BIM实际应用为基础,在实际生产施工过程中BIM能为我们带来哪些便利。
        关键词:BIM;地下建筑;地铁车站

前言
        随着城市轨道交通建设在我国各个主要城市热火朝天的进行,这些城市的地上原有建筑已经不能满足我们要求的施工条件,不满足快捷、便利、经济等一系列主要施工生产所需要素,于是我们把目光聚焦到了地下空间。地下空间的利用有利于我们解决城市发展矛盾,给居民带来生活便利,同时能够开拓城市新的空间领域。于是,伴随着地下空间的利用,越来越多的施工技术问题和经济效率问题摆在我们的面前。
        地下施工因为其特殊的地理位置、特殊的施工工艺、与地上施工不同的环境限制,我们在施工过程中会面对严重的建筑信息缺失和不匹配导致我们后续施工工作工程量巨大,施工组织工作繁琐,传统意义上的二维CAD图纸施工已经不能满足我们的需求,我们急需一种新的表现方法和管理系统来迎合我们当下施工需要。因此,在地铁施工过程中引进BIM技术是一种迫切需要,更是一种未来的趋势走向。
        BIM全称建筑信息模型(Building Information Modeling),是在CAD等一系列技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,是对建筑工程的物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。BIM技术可以应用在工程项目的前期规划、地质勘察、项目设计、工程施工、后期运营维护等各个重要阶段,能够达到建筑各个时期各个参与方在同一个多维信息模型基础上的信息数据共享,为整个工程的推进保驾护航。

1、BIM在施工中的应用平台---REVIT
REVIT是Autodesk公司专门为建筑信息模型(BIM)构建的,它结合了Autodesk Revit Architecture、Autodesk Revit MEP和Autodesk Revit Structure软件的功能,能够充分的体现BIM的思想,也是BIM在实际施工生产中的具体体现,它包含了板、墙、柱、门、管道、设备等各种构件,能够满足你对日常施工生产中各种需求。同一个构件可以通过修改其参数达到不同的需求结构,也可以通过将族进行自定义来实现建筑师的思想创新,可以帮助工程不同阶段的设计师、工程师们去设计、建造和维护安全可靠、质量过关、能效更高的工程建筑。
REVIT在实际应用过程中,当你需要创建的实体建筑相匹配的数字化建筑模型的时候,设计师们在大多数情况下可以自行挑选并添加不同的构件,利用自身巨大的族库,满足各种施工设计者们的需求。从软件的使用性和信息化的全面性来讲,这种模式远比二维模式的CAD等制图体系更加全面形象。
REVIT另一个强大的地方是它能够在施工中进行不同施工工序的整合和协调,比如说在地铁车站施工过程中,可以从车站前期设计、地质勘察到车站围护结构施工、主体结构施工再到车站的装饰装修、设备安装、管线铺设、后期运营维护阶段,从多维数字模型中全部体现出来,可以在短时间内体现出未来几十年建筑项目实体的走向,从而避免不必要的工程矛盾,可以最大化的降低风险系数,提高功能与产能的效率,这全部得益于BIM的参数化模型,它固有的双向联系性和修改的及时性及其全面传递变更的特性,为我们带来一个完善可靠的建筑模型,这极大的提高各个施工段的质量和效率,把过程损失降到最低。



2、地铁车站修建过程中的BIM应用
目前在我国轨道交通行业BIM技术仍处于起步阶段,为了达到可现场可行性,我们从以下几个方面入手:
1)模型可视:在现场施工过程中,多维数字模型的创建一定要在施工推进之前,使现场施工过程、施工的工艺工法可视化,这是能够提高现场施工工程质量,推进工程进程的关键所在;
2)过程模拟:在地铁车站施工过程中,由于设计图纸的各个层面是相互独立的,这就造成了设计信息的割裂状态,不可避免会产生矛盾冲突或者设计错误,三维模型可以让我们在创造的过程中发现错误,从而提前规避无效施工;
3)统筹协调:BIM技术可以在车站施工过程中,将同一施工系统不同施工区域的各个施工或是不同施工系统的各个单元进行统一模拟规划,从而进行统一规划统筹协调,可以极大地提升地铁车站项目的施工效率;
4)经济优化:通过各个步骤的数字模拟,可以规避地铁车站施工过程中因人为因素造成的施工返工,降低错误损失,通过提前模拟、提前发现,及时进行设计变更,降低施工成本,为公司创造更多效益,根据相关统计,在大型工程项目中,信息沟通问题导致工程变更和错误约占工程总成本的 3%-5%。而此类费用是可以通过 BIM 信息化手段来规避的;
5)整体优化:BIM创造出的多维数字模型可以即时的反应出地铁车站的物理信息、几何信息、用料详细信息等,通过这些信息,我们可以即刻得到各类分析报表、全面的材料成本能耗数据,我们可以根据这些可靠信息来限额控料,主要是控制钢筋、混凝土、模板、防水材料、土方的开挖及回填甚至零星用工的把控等一系列施工关键指标,从而优化整体地铁施工方案。

3、BIM在现阶段地铁车站施工中的部分创新
随着BIM技术在日常施工生产中全面推广,我们发现一部分原来不可避免的繁琐施工步骤得到了极大简化:
1)现场施工交底:这是地铁车站施工现场不可避免的重要环节,而且是日复一日、年复一年的常规操作。由于现场施工人员的文化水平受限,以前的施工交底为纸质版二维图形,这令很多现场实际操作人员会产生施工误解,这是过程中不可避免的,这也直接导致大规模的返工施工、无效施工,严重的会滞后工程进度,影响施工节点,造成无法挽回的损失。而BIM的出现让这一环节从过去的靠施工人员的经验、想象变为过程可视化交底,可以让施工人员全面直观的观看到每一步施工工序,也规避的不必要的错误施工,为地铁车站施工的推进带来重大利好。


2)地铁车站施工碰撞检查:在原施工过程中,只有当施工进行推进到某一环节的时候才会发现设计方案与已完成施工发生“硬碰撞”,且无法调和。此时不论是进行设计变更还是进行施工返工都会造成人力、物力及时间的巨大损失。这种现象在BIM出现后不复存在,我们可以通过对多维数字模型进行修改,减少设计中存在的不协调问题,通过对模型的数据、结构分析和对构件间存在的交叉碰撞进行排查,当建模过程中有对初始设计的内容有所变化更改的时候,软件会自动在项目文件和链接文件中自动更新所有的变更内容,让我们对项目存在的“碰撞”一目了然。

4、现阶段地铁车站施工过程中BIM推广应用存在的问题
现如今我们国家的BIM应用技术仍然处于摸索阶段,近年来,住建部多次发文鼓励地方政府及有关单位和企业通过科研合作、技术培训、人才引进等多种方式推动BIM技术的发展,但由于软件的掣肘、人才的稀少、国家层面BIM应用的相关标准空白、行业内对BIM技术的不认可等多方因素导致BIM技术现如今仍进展缓慢。

5、结语
BIM技术是建筑行业未来发展大方向中不可或缺的一环,更深层面的应用需要整个行业的共同推动。从目前各项BIM应用实例中吸取经验,为未来的BIM技术深层次的应用打下坚实的基础,促进BIM技术在我国不同领域范围内的创优创效,发挥更大的作用。

参考文献
[1]王凯,杨宫印,昝永奇.BIM技术在地铁车站施工中的应用与研究[J].山西建筑,2018,12;246-247.
[2]王慧琛,李岩锋,赵雪锋,张晋. BIM技术在地下建筑建造中的应用研究——以地铁车站为例[J].中国科技信息,2013,15;72-73
作者简介:林操(1993-12-12),男,汉族,籍贯:辽宁省庄河市,当前职务:工管部部员,当前职称:助理工程师,学历:大学本科,研究方向:工程管理
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