BIM在地铁明挖车站施工过程的应用

BIM在地铁明挖车站施工过程的应用

唐波

中铁隧道集团二处有限公司  江苏南京  210000

摘要:在明挖地铁站的土建施工中，由于其自身设计特点及较多周边环境因素的影响，具体施工难度也随之增加，这也对施工组织和管理水平提出了更高的要求。全过程的组织管理中相应的措施能影响整体效率，首先要做的是优化施工方法。BIM工程技术,是一种在现代建筑领域的常用工程技术方法。该文根据某地铁车站及土建工地的实际状况,利用BIM技术对建筑流程进行了模型分解,优选施工方法,从而达到了较好的使用效益。

关键字:城市轨道交通；明挖施工；BIM

在城市轨道交通立体化的路网构建中,挖掘与开发地下轨道等交通空间资源,也变成了缓解城市交通问题的最主要方式。明挖车站工程是城市轨道交通施工中的主要方式,但由于目前技术手段的限制，明挖地铁车站建设项目的土建施工非常容易对周边管线、周边建筑结构及土层稳定性造成破坏。它主要包括与面向工程结构相关的，基于三维绘图的计算机辅助设计。也可以基于建设项目的全过程管理。来加强对整个工程项目的全面管控,以便更好的保证施工的准确性、高效率。

1.1BIM技术的概述

BIM实际上是对建设项目功能和物理特性的综合表达方法，是一种比较典型的知识数据信息共享方式，可以提供项目各方面所需的信息。跟踪整个项目全过程,以便其决策根据之实际需要,并且在工程项目建设的不同阶段,通过利用该项信息技术,它还可以与项目管理主体之间进行一定的项目管理信息共享知识,从而使得工程各方面之间进行的更加协同。BIM技术实际上是一个基于现代通信技术与计算机基础之上的操作技术,在建筑行业中早已获得了认可,并同时也被普遍使用在了整个建筑的施工流程中,在促进整个建筑行业持续发展过程中有着举足轻重的意义。由于BIM技术促使了以往传统的数据传输方法和整个信息系统的存储方法都进行了变革,使得整个建筑施工项目中不同主体方间的信息沟通交流的能力进行了有效加强,同时使得整个建筑信息系统也进行了全范围的数据共享,并由此使得整个建筑行业信息化技术获得了更进一步的提高。

2工程概况

某市某地铁站位于滨海大街某路口，车站东北角为13层住宅区，车站西南角设有220型KW变电站。在该站的东西上部各自由两根35KV架空高压线缆，东南角有高尔夫球场，西南角有商铺出租。平台整体结构为地下三层三跨箱形框架结构，平台采用岛式平台设计形式设置，整个平台有效长度约13米。而站台的基础结构的全部直径大约为523m,基础结构顶部覆土的厚度大约为3.1m,基础段的长度约为22.6m,底板的深度约为27.6-28.9m。地铁站基础结构主要采用明挖法解决，在整体结构的基础框架中，基础围护结构主要采用φ1000@1400硼浇注+φ=16钢支撑法。

3.BIM在明挖车站施工中的应用

3.1管道模拟分析,本项目工程前期涉及的管道搬改设计共六种类型十多条管道,可供管道搬改的空间狭窄而且二个拐弯,在拐弯时管道左右交错叠加,为防止管道之间发生建筑干涉,因此参照美国管道搬改工程设计图纸,利用revit软件构建三维模拟,在工程建设前先开展了管道搬改"碰撞试验"。由于对管线迁改模块的设置,对六种管道设计有全面直接的立体效果展示，在实际工程设计中发现各种问题，如：解决管道搬迁综合设计图与路径不一致的问题.也解决了管道综合设计图中只考虑安全距离，而没有考虑管道检测的具体规范的问题等。也解决了局部管道设计交叉产生事故的问题,为顺利开展后续工程建设带来了很大的方便。

3.2车站基坑主体施工

3.2.1施工工序

车站基坑主体施工采用明挖法，首先在平整场地后，施作围护桩、旋喷桩，然后分层开挖，随后架设锚杆（索）予以支护，并在开挖至坡底时，施作底部钢管桩予以基坑的稳固与支撑，从而展开后续的开挖作业.（1）围墙、排水沟、开挖桩、喷射灌浆桩、桩顶冠梁/挡土墙的施工，基岩和土体的分层开挖，预应力锚杆的开挖、架设、支撑，每个锚杆开挖至500mm以下的位置。（2）分层开挖岩土体至上部放坡开挖坡底，打设钢管桩，施作吊脚桩侧钢筋混凝土锁脚腰梁，待强度满足要求后进行下步开挖。

3.2.2冠梁施工

随着基坑的挖掘，采用腰梁作为锚缆的张力支撑，与锚缆杆一起有效地形成了应力系统。（1）土工挖掘和锚缆工程。根据所设计的锚缆位置和标高，进行现场测量和设定。根据补偿位置，在锚缆孔下达到500mm时，进行土基挖掘和网灌浆支持，在灌浆后进行锚缆建设。（2）绑扎钢筋及预埋件安装。清扫完基面后，测量悬吊式梁的边线和仰角控制点，根据定位控制线将钢丝绳拧紧。钢材在工厂进行处理，转运到建设现场进行安装，钢材经过加工，严格按照设计和规范进行安装。主筋采用搭接焊连接牢固，主筋与箍筋交叉节点全部绑扎牢固。为保证冠梁保护层厚度，钢筋安装时，采用混凝土垫块绑扎在冠梁主筋的外侧及主筋与侧筋交叉处，垫块按50mm×50mm梅花型布置。接着是预埋件的安装，首先要将钢材、螺栓等构件按照规定所需的数量、规格、位置进行设置，随后采用相应的固定措施将构件固定在钢筋骨架上，以确保其位置的稳固。（3）模板施工。腰梁模板采用15mm木模板，模板尺寸为2.44m×1.22m，采用50mm×100mm木方作为背楞，水平方向的间隔为500mm，采用有效斜撑紧固。（4）混凝土浇注及养护。冠梁混凝土采用C30商品混凝土，一次浇筑成型，并用插入式振动棒振捣密实。混凝土冠梁面用铁抹抹平压光。并在浇注完毕初凝后，对混凝土进行有效养护。（5）钢腰梁施工。基坑南侧部分腰梁采用Q235钢腰梁，钢腰梁纵向采用可靠焊接以保证连续，拐角处尤为注意，焊接接头位置应位于两钢支撑间1/3跨度处，焊条采用E43，所有焊缝满焊，且焊缝均为10mm。

3.3.BIM技术的应用效果

本工程项目在地铁轨道交通站场，土建施工专业人员现场建筑施工流程中,通过BIM建筑科技的使用,对现场建筑施工前期地下水管线迁改方法做出了有效优化工作,以防止因现场建筑施工流程中的方法发生变化,而耽误建设时间。对土方现场建筑施工方案也做出了调整,从以前单边建筑施工变为了双侧建筑施工,场中路线也进了重新规划,有以前的单向放坡式双向车道,经过优化的建设地基中侧向出道路为单独设置,环向车辆直接出入场地,通过采用这种方法处理,可以实现了土方现场施工速率提高,增加了现场施工时间,在确保了地基土方建筑施工安全性的前提条件下确保了建设工期时间。在主体结构施工中,运用了新技术手段对各构件尺寸和预留孔洞,比较直接的对工人实施了技术交底,从而达到效果。因此,本工程项目在完成土建结构浇筑的期间,利用BIM施工技术可以实现对整个工程项目顺序、时间等的仿真控制,以便找到在建筑施工方法中出现的问题,并提供最新的解决技能,以此使得建设项目施工安全性、品质、速度、效率都得以更好的提高。

4.结论

BIM技术现已在中国国内各个建筑施工领域进行了普遍使用,同时也通过大量的施工实践证明了BIM工程技术的有效性与价值。在地铁明挖车站的土建施工阶段,利用BIM技术能够更好的完成了对所有操作环节的检测,从而更好的制定了相关的施工管控政策,以确保了工程的成功实施。

参考文献

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[3]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，2018，44(34)：246-247.