BIM技术在地铁车站施工管理中的应用

BIM技术在地铁车站施工管理中的应用

贾伟

中铁二十局集团第二工程有限公司北京海淀100089

摘要：BIM技术作为高效科学的管理手段，正越来越多的应用到地铁项目的建设过程中，本文在地铁车站施工项目的施工管理和BIM技术应用基础上，分析了车站工程中技术管理、成本管理、进度管理的应用价值，总结了当前BIM技术应用过程中的不足与优势，同时应用BIM技术也提高了管理过程中技术、成本和进度管理水平，提高项目效益。

关键词：BIM技术；地铁车站；施工管理

一、引言

随着我国经济与施工技术的发展，城市与城市之间的轨道设施建设也在稳步上升，与此同时轨道交通的交错跨线成为施工中普遍遇到的问题。转体桥梁技术能够在较少影响既有线路运营的前提下保证新建铁路顺利的建设，能够极大的解决新建铁路跨越铁路、深谷、河流等施工受限场地施工过程中的困难。

随着地铁项目建设的规模、形态、功能越来越复杂化，其建设周期不断增长，工程地质环境条件愈加复杂，参与建设单位、人员数量也在逐步增加[1]。因此，如何将地质勘察、设计、施工、监控量测形成系统和信息化管理，是实现地铁车站建设安全高效的重要保障。

随着BIM技术的不断发展，实现地铁车站施工的三维可视化管理成为了可能。对此众多学者做出了大量的研究。林树枝[2]等人根据智慧建造的内涵分析了装配式建筑应基于BIM平台和数据执行绿色设计通过BIM协同平台进行项目各阶段的衔接以及各参建方的信息交互,实现装配式建筑智慧建造智能化管理。裴行凯[3]等人将BIM技术与装配式建筑理念相结合，将BIM技术应用于车站的设计阶段，实现了车站精细化协同化设计管理，大大提高了车站的设计效率。孟晓健[4]等人借鉴房建工程中的BIM应用过程，对铁路车站BIM资源库的构建、信息模型设计标准、协同设计方法、交付标准进行研究，形成了铁路工程中的BIM应用规范。施工管理方面吴福居[5]等人，施工全过程应用BIM技术，解决施工图优化设计、场地布置模拟、工程量统计等问题。曾绍武[6]等人，以兰州地铁１号线东岗站为研究载体，探索采用BIM技术建立地铁基础三维信息模型实现了内部对施工进度、成本的管理、分析与控制，确保了东岗车站建设按时、稳步、有序推进。

由此可见BIM技术也是地下空间发展强大助力，在地下结构的设计、施工以及运维等各个阶段均有应用空间。

二、工程概况

合肥地铁某车站起始里程为DK4+234.700，有效站台中心里程为DK4+353.000，终点里程为DK4+429.800，总长195.1m(外包)。车站采用明挖顺筑法施工，主体为地下两层11m岛式站台，共设置4个出入口，2个风亭组。车站设计为2‰走坡，围护结构采用钻孔桩＋内支撑支护体系。主体结构采用地下两层单柱双跨钢筋混凝土箱形框架结构，纵向标准柱跨距为9m。主体结构外侧设全外包防水层。车站为中间站，两端区间均采用单圆盾构施工，按工程筹划，车站南端设盾构到达井，北端设盾构始发井。

该地铁车站涉及专业广、周边环境复杂、对施工控制要求高、工期把控严，在设计和施工阶段使用BIM能有效发挥其全面协调、标准化信息化管理、模拟施工等优势，满足建设过程中多方面的需求。

三、BIM技术在地铁站施工管理中的应用

BIM技术在工程中的应用主要包含设计、施工和运维三个阶段，其中在施工阶段应用最为广泛，而在地铁运维阶段应用较少，地铁项目的施工管理主要包含进度管理、技术管理以及成本管理。下文将围绕BIM技术在这三个管理方面展开进行介绍。

3.1技术管理方面

地铁项目常包含隧道工程、基坑工程、车站工程等，涉及工法、专业较多且具有一定危险性，与房建工程项目比较，地铁项目对施工质量、项目进度、成本控制等都有更高要求。而BIM技术作为一种应用于建设工程全寿命周期的信息化手段，能够为参与建设的各方提供信息交流的平台。根据已有的大量BIM工程案例发现，BIM在项目技术管理方面主要括施工场地布置、动画模拟、施工方案模拟、三维交底、三维碰撞检查等应用。

3.1.1图纸交底

车站结构复杂、涉及专业领域多，传统的项目管理中的技术交底主要以文字、图片描述为主，施工管理人员以口头传述的方式对工人进行交底，根据管理人员的经验与工人的理解能力不同易出现理解上的误差，尤其是工艺复杂的部位，而BIM的精细化模型能较好的解决交底中的信息传递问题，通过BIM三维模型使交底更为直观，图1为基于BIM的三维技术交底。

图3基于BIM的碰撞检查

3.2成本管理方面

项目成本良好的管理是公司持续发展的保证。基于BIM的管理平台可以协助项目管理者进行项目成本物料管理工作。目前BIM技术在成本管理方面的应用还不是很广泛，但是很多BIM管理平台都开始开发相关的模块功能，包括制定材料用量计划、审计变更、多算对比。

本工程使用BIM5D管理平台实现对建设项目成本物料的信息化管理。通过BIM模型集成施工进度、工程预算、所需资源量以及施工组织管理等信息，对地铁车站建设进程进行模拟。BIM模型以及资金文件导入BIM5D后即可绘制生成资金曲线。根据模拟得出所需资源量进行采购，如图4所示。材料管理人员根据不同施工班组施工进度，资源需求量等限额领料。由项目部按照各工班统计量统一采买，从而减少资源浪费。

3.3进度管理方面

地铁车站项目的进度管理对项目的按时交付、地铁按时开通至关重要，关系到企业信誉与社会效益。基于BIM5D平台的管理已经在很多项目上进行了使用，BIM技术在进度管理中的应用主要包含对施工进度的调整和对施工进度的分析总结。

BIM5D平台凭借其较好的兼容性能够将BIM模型与Project文件进行挂接，进行真实工期下的施工模拟，能够让项目相关人员提前熟悉项目实施的具体流程和施工计划。同时，在施工过程中将偏离及进度计划的施工步骤输入平台中，可以做到不同延迟情况对应颜色区分，达到进度预警的作用。

四、应用现状分析

目前BIM技术在地铁车站的成本、进度、技术管理应用过程中出现了一些问题，并且具有共同性主要包括应用前期条件准备充分、BIM平台选择不合理、建模流程不规范以及保障措施不充分。

但是通过BIM技术在地铁车站目前的应用情况分析出其在地铁项目施工阶段工程管理方面具有以下优势：

（1）通过BIM技术的施工模拟预先模拟施工过程，提前发现施工中可能出现测问题，及早发现、及时应对。

（2）在不同专业的施工模拟过程中，项目管理人员可以合理调整各专业之间的施工顺序，减少专业间协调成本，加快施工进度，优化施工顺序。

（3）由于地铁车站项目涉及较多的专业，积累的信息庞大，在后续工程交付过程中，传统的信息交付方式会出现信息缺失情况，随着施工进度的推进，信息的增长越来越慢，而BIM将多方面信息集中管理，施工信息随进度推进线性增长，这大大起高了信息的传递效率。

（4）地铁建设过程中涉及的部门、单位繁多，将多方面建设信息通过BIM管理平台集成，实现多部门多单位的实时协同管控，提高信息沟通效率与透明度。

（5）地铁项目施工场地狭小，车站基坑与设计往往存在差异，结合3D激光扫描技术辅助BIM建模，实现施工场地的精确建模，在此基础上合理布置现场分区，并对与车站结构冲突处进行调整。

五、结语

本文以合肥某地铁车站工程为例，将BIM技术应用于技术管理、成本管理和进度管理中，分析了BIM的优势以及存在的问题，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。通过该地铁车站项目的BIM实践工作，在BIM的技术交底、施工模拟、方案变更，组织管理等多方面可以相互补充，BIM与地下工程的深度融合有利于地下工程，尤其是地铁领域智能化、信息化的发展。

参考文献

[1]路耀邦,卓越,宋妍.BIM技术在大石坝暗挖车站设计中的应用[J].施工技术,2016,45(18):21-24+32.

[2]林树枝,施有志.基于BIM技术的装配式建筑智慧建造[J].建筑结构,2018,48(23):118-122.

[3]裴行凯,何冠鸿,郭佳奇.BIM技术在装配式地铁车站设计中的应用[J].项目管理技术,2019,17(03):48-52.

[4]孟晓健.铁路车站BIM设计实施标准研究及应用[J].铁道标准设计,2018,62(06):120-125.

[5]吴福居,林金华.BIM技术在地铁车站施工信息化中应用研究[J].公路,2019,64(01):193-196.

[6]曾绍武,王朋,赵文武,张学钢.BIM管理平台在地铁车站施工中的应用研究[J].公路,2018,63(06):302-309.