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摘要：城市地铁是国家重要基础设施、民生工程，作为现代化城市主要公共交通工具，其百年工程质量直接关系到人民生命财产安全，施工质量管理无疑是整个建设工程项目管理成败的关键。文章中笔者将结合自身工作经历，对BIM在地铁工程施工管理中的应用做出以下研究，以期创新地铁工程施工管理手段、提高地铁工程项目质量管控水平和效率。
关键词：BIM；地铁工程；施工管理；应用研究
前言：
BIM是利用数字化技术在计算机中建立虚拟建筑工程信息模型，并为该模型提供全面、动态的建筑工程信息库。随着国家行业主管部门对BIM技术的倡导和推广，BIM技术近年来在国内发展迅速，已经成为行业潮流。目前已经应用在工业制造、建筑安装、轨道交通等多个领域。从理论上讲，用BIM技术结合移动终端设备和互联网技术可让建设方和运营方更高效地进行项目管理，因此强化BIM在地铁工程施工管理中的应用研究具有重要意义。
1 BIM技术原理
1.1 BIM技术简介
建筑信息模型（BIM）就是以建设工程的相关信息数据作为模型的基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所包含的确凿信息，利用三维建模技术建造整个工程的三维数字模型，然后在该模型中添加所有的相关信息，形成项目信息数据库，实现工程项目可视化、精细化管理。
1.2 BIM技术特点
在地铁工程的建设过程中，需要合理地应用BIM技术，建立完整的建筑信息模型，保障地铁建设过程中的科学化和标准化，保证地铁工程的建设质量。因此BIM技术具有以下特点。
①可视化：BIM建筑信息模型可视化是指构件之间形成互动性和反馈性的可视，由于整个过程都是可视化的，不仅可以将以往二维图纸上线条式的构件信息形成一种三维立体实物图形展现出来，还能使项目在可视化的状态下进行设计、建造，并为运营维护的全过程实现讨论、沟通、决策[1]。②协调性：BIM建筑信息模型可以解决施工中常遇到的碰撞问题，在项目建设前期可以生成统一的模型，对各专业的碰撞问题进行统一协调管理。③模拟性：BIM建筑信息模型可以模拟设计出建筑物模型（3D模型）在施工阶段可以依据工程推进情况进行实际施工的4D模拟（3D模型+时间进度），从中筛选出有效的施工方案来指导项目施工，还可以进行5D模拟（3D模型+时间进度+成本造价），实现项目以“进度控制”、“投资控制”、“质量控制”、“合同管理”、“资源管理”为目标的三控两管。
2 BIM技术在地铁施工管理过程中的重要性
BIM技术在地铁施工管理过程中的重要性主要表现在以下方面。第一采用BIM技术可以高效地对施工空间进行管理和安排，对动态施工的时间和空间关系进行描述和展现，从而可以缩短工期并精简施工环节。如上海地铁在前期施工阶段，就运用BIM技术发现了人防门和轨旁管线的设计布局冲突，并通过调整人防门布局和工期成功地解决了该问题。因此BIM技术在地铁施工管理过程中的作用非常重要。第二运用BIM技术可以将施工过程进行动态化的模拟，主要包括对施工前的设计阶段、施工完成后的运营阶段以及后期管理过程中的每一个阶段进行模拟，这样在实现对施工过程的优化管理时，可以建立工程的仿真模型，从而获取可视化的立体图形，帮助施工人员从各个角度了解工程的各部分结构，有效地减少施工中存在的问题，从而保证地铁施工的整体质量[2]。第三运用BIM技术还可以实现高效的施工图绘制过程，并实现二维模型和三维模型之间的关联，即对二维图纸进行修改后，三维模型的相关内容也会自动更改，因而可以提高绘图效率和准确性。因此，我国现阶段对BIM技术的应用主要是在施工图设计、设计优化以及优化施工管理等方面，该技术的应用提高了图纸的准确度，保证了设计和施工质量，减少了施工过程中出现的安全问题，显著缩短了工期。
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3 BIM在地铁工程施工管理中的应用
3.1 施工中的生产管理应用
（一）施工中的生产管理。传统的施工流程是根据施工进度总体计划安排，并结合现场情况落实施工方案的过程。随着工程的有序推进，难免会遇到施工技术问题，如设计变更、各专业工序连接、碰撞检测等问题，这样会让施工进度计划推迟。特别是地铁施工地下空间有限，在施工中交叉作业的情况较多，存在很多不可控的因素。为更好地解决施工前期问题，深圳地铁在得到设计图纸后，建立了与现场施工流程一致的三维模型，通过碰撞检测、工程量统计分析、模型参数调整等过程得到最优模型，并采用BIM技术将最优的三维模型进行3D动画模拟，从而确定最优施工方案，有效指导了施工的有序进行。
（二）地铁管线碰撞检测。地铁管线排布是一件十分复杂的事情，通过各个专业模型叠加进行碰撞检测，用专业知识结合项目现场的情况全面复合管线布置情况，提出最优化碰撞检测后的管线模型。如深圳地铁在建立BIM管线模型时，通过碰撞检测后发现各专业管线存在交叉问题，其通风管与水管产生碰撞，经过BIM技术调整后水管向上绕过通风管，使地铁空间得到合理布置，提前解决了管线安装过程中的问题。
（三）后期运维质量提升。通过调研情况来看，地铁工程由建设方向运营方移交时普遍存在图纸资料不全、隐蔽工程结构不明、内部管线走向不清晰、各专业图纸存在交叉等情况。而运营维保人员又不可能全程跟随施工参建方进行地铁建设工作，因此在后期的维护中经常会因为设备布局不清、线路走向不明等原因，发生维修不及时甚至是人为造成设备故障的情况。通过引入BIM技术，地铁建设方能针对施工全过程建立一套完整的现场实景模型，不仅能明确表示出各类隐蔽工程的结构布局、管线敷设，还能针对施工过程中发现的问题、工程的变更和采取的工艺进行标注。一旦相应的BIM模型确定并移交运营方，其运维人员能快速了解现场设备情况，掌握所辖专业的维保范围；同时还能根据施工工艺快速制定相应的维保体系，有针对性地防控重点地段或重点问题，切实提升运营过程中的维修效率和工作质量。
3.2 施工中的技术管理应用
（一）图纸的会审。传统的二维图纸基于平面表达，图纸会审时很难发现空间设计上的问题。对于存在涉及专业众多、施工构件种类繁多、地下施工空间有限等诸多技术难点的地铁工程，在图纸会审时难以让建设、施工、监理及运维单位直接地理解设计方案。采用BIM技术进行三维可视化模型的建立对解决这些技术问题会有明显的优势。通过BIM模型对整个地铁设计图纸进行动态的可视化展示，从而减少识图时间。如相关地铁建设方在得到施工设计图纸后，将图纸分配给BIM技术团队，BIM技术团队通过各专业的模型建立，最后完成整体三维模型的组装并进行图纸三维校核，分析模型中出现的问题，及时将设计变更反馈给地铁建设方，完成图纸会审。
（二）三维可视化交底。在地铁工程施工前期，图纸及设计变更都需要以交底的形式将设计意图传递给施工单位[3]。传统的二维图纸表达能力有限，由于地下工程施工构件多、地下空间狭窄、各专业的配置情况复杂等问题，加上施工人员技术水平和经验有限，导致施工图纸交底的内容难以具体体现。此时可充分利用BIM三维可视化的特点，先对施工复杂的节点进行空间上的三维定位，然后通过BIM模型展示复杂节点的三维视图。这种三维可视化的模型交底可以让施工单位更好地理解设计方的设计意图，更能直观地反映车站内部的配置情况，从而节省大量识图时间。
总结：
通过BIM模型，让各专业施工参建方更好地了解设计图纸，协调各施工工序，同时节省大量的识图时间，了解地铁地下施工各构件的资源配置情况，为后续运维工作建立良好的施工基础，从而使粗放型的施工管理模式走向三维化、信息化、协同化。对于跨专业繁多、地下结构复杂的地铁建筑工程，使用BIM技术将比传统的工程项目管理模式更具有推广意义，因此今后能够不断地强化BIM在地铁工程施工管理中的应用研究存在十分重要的意义。
参考文献：
[1]王春明.BIM技术在地铁工程项目精细化管理中的应用研究[D].湖北工业大学，2017.
[2]胡林峰.BIM技术在地铁工程施工质量管理中的应用[J].住宅与房地产，2017（29）：142.
[3]苑淑芳.BIM技术在地铁机电工程施工物资管理中的应用[J].铁路采购与物流，2017，12（06）：36-38.
论文作者:许斌彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
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