摘要：通过宁波地铁项目BIM技术应用方案的介绍，本文展现了BIM技术在三维视图、场地布置、可视化技术交底、施工方案模拟、工程量统计、二维码应用、综合管线排布、预制化加工、装配化施工等方面有广阔的应用空间。在竞争愈发激烈的新市场条件下，BIM已经成为各建筑施工企业通过信息化手段打造核心竞争力的重要途径，可以预见未来的建筑工程将更广泛的应用BIM技术。
关键词：BIM技术；轨道交通；综合管线；施工管理；预制化
Application of BIM Technology in Ningfeng Line Intercity Railway Project
Du Yunlong1 Zheng Haibo2 Jing Liang3
Abstract：Through the introduction of BIM technology application plan of Ningbo Metro Project，this paper presents the BIM technology in 3D view，site layout，visualization technology，construction scheme simulation，engineering quantity statistics，QR code application，integrated pipeline arrangement，prefabrication processing.There is a wide application space in assembly and construction.Under the new market conditions of increasingly fierce competition，BIM has become an important way for various construction companies to build core competitiveness through information technology.It is foreseeable that BIM technology will be applied more widely in future construction projects.
Key words：BIM technology；rail transit；integrated pipeline；construction management；prefabrication
0 引言
近几年，BIM作为新一代建筑行业创新技术已经被广泛推广，得到我国政府和行业协会的高度重视，号称二十一世纪建筑技术革命。2011年5月，住建部发布了《2011～2015建筑业信息化发展纲要》，将BIM的推广应用纳入其中。2015年6月，住房城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，进一步推动了BIM在我国建筑领域的应用。近期，住建部正式批准《建筑信息模型施工应用标准》为国家标准，编号为GB/T51235-2017，自2018年1月1日起实施，将对BIM的实施起到重要的推动作用，2018年年初，宁波市政府开展了“六年攻坚、三年攀高”行动计划，制定了项目争速、产业争先、科技争投、城乡争优、服务争效、党建争强等六个具体的行动方案，势必在科技争投投方面做出重大突破。
地铁是公共建筑领域比较复杂的工程，而安装工程是地铁中最复杂的一步。地铁安装工程中不仅包括一般民用建筑中的通风空调、消防、建筑电气，而且还涵盖铁路系统中通信、信号、综合监控、安全门、自动控制、电扶梯等各专业系统。一个地铁站有十几个专业系统，上百种仪器设备，这些设备绝大部分都要隐藏到地铁顶棚以上1~1.5m的空间里。地铁整个安装系统的复杂程度可想而知。凡是经历地铁安装施工的工程师都很清楚，地铁中经常碰到的问题就是管线的碰撞问题。而且越是管线碰撞的地方，空间越是狭小，要想解决管线碰撞只能更改路径，这样势必造成返工现象，这样不仅造成了成本的增加，也会造成了进度的滞后，有时候影响系统功能的质量。可见，地铁施工使用BIM技术势在必行。
图1：BIM技术应用图
1 项目简介
宁波至奉化城际铁路工程全长21.59Km，地下线0.54Km，高架线20.39Km，过渡段0.36Km，设9座高架车站，姜山站、鄞州工业园东站、甬江村站、鄞州工业园西站、方桥站、竹产业园站、蒋家村站、大成站、金海路站，在奉化蒋家村站附近设主所一座，线路终端设停车场，是集设计、土建施工、机 电安装、试运营为一体的全产业链的地铁项目。在城市轨道交通工程中，BIM技术的应用点众多，可产生很高的应用价值，可以有效提高轨道交通建设质量、缩短工期、节约成本。
图2：宁波至奉化城际铁路示意图
2 BIM应用点
①通过运用BIM技术，先期实现“图纸上施工”，查验图纸质量及现场预留孔洞及图纸中各种管线碰撞问题，减少变更；
②机电深化设计，优化综合管线布置，节约工程材料，提高现场施工效率，节约工程成本；
③重点工艺施工模拟，如模拟设备吊装方案，施工技术方案模拟等，提高施工效率；
④管线预制化加工，装配式施工，改善作业环境，提高作业效率，节约工期成本。
3 BIM软、硬件配置
3.1 BIM硬件配置
硬件配置采用戴尔电脑 T7910 台式工作站，性能参数参考如下：
系统方案配置
操作系统MICROSOFT WINDOWS 8.1 64位
数量1台
CPUE3-1240V3
3.4 GHZ+
内存32G
硬盘1TB（7200转）
显卡1920*1200
DIRECTX11
SHADER MODEL 4
显卡型号AMD R9 270
NVIDIA GTX760
NVIDIA QUADRO系列
3.2 BIM软件配置表
序号软件名称功能用途
1Revit2016土建、机电建模
2Navisworks
蜘蛛侠
橄榄山
Fuzor管线碰撞检测
综合排布
三维漫游
重点施工工艺模拟
3Inventor
Magicad
建模大师
鸿业2018
isbim模术师预制化加工
模型分段
二维码制作
4lumion车站装饰渲染
5广联达BIM5D进度、安全、质量管理
4 BIM实施节点计划
根据项目整体BIM实施计划安排，特制定了节点计划，计划分成两个阶段，土建建模阶段和机电建模阶段，具体时间安排如下图：
图3：BIM实施节点计划
5 BIM应用成果
5.1 建立BIM体系文件
图4：BIM管理体系文件
5.2 三维可视化应用，提前发现图纸问题
运用Revit2016软件建立结构、建筑模型，三维可视化效果较传统CAD识图有很大的进步，对于现场人员理解设计意图，起到很重要的作用；过程中，对图纸进行了审核，发现图纸问题近310项，并及时将问题反馈给设计，减少了设计变更，提高了设计质量。
图5：甬江村站外装模型图
图6：甬江村站管综模型图
建模中发现的土建图纸主要的问题如下：
① 土建建筑和结构图纸核对不详细；
② 建筑图孔洞和结构图孔洞位置不一样；
③ 剖面图和平面图开洞尺寸不一致；
④ 孔洞位置与墙体结构发生冲突；
⑤ 孔洞尺寸与详图尺寸不一致等。
5.3 自动统计工程量清单
基于BIM模型，自动统计图纸工程量，并可生成所需采购材料表格，提高工作效率。
图7：钢筋、混凝土工程量统计
5.4 三维场地布置
根据项目不同阶段将二维布置方案转变为三维场布方式，对现场材料堆放、各专业加工区、大型机械位置等进行灵活布置，形成动态场地布置精细化方案，避免后期拆拆改改，造成返工浪费。
图8：金海路站三维场地BIM模型
5.5 临边防护方案设置
本工程运用BIM技术在模型中提前做好临边防护方案，统一临边防护材料及设置要求，打造现场标准化施工；另通过模型可直接导出所需材料用量，便于施工单位采购。
图9：临边防护模型图
5.6 施工方案模拟，可视化施工技术交底
本项目通过BIM软件进行重点施工工艺动画模拟，对现场工人进行三维可视化施工交底，告知施工中存在的各种难点、重点，提高现场工人的施工效率，安全高效完成施工；针对地铁大型设备吊装方案，可以通过BIM技术进行提前三维模拟演示，提前规划好设备运输路线，方便砌筑工程施工，提高作业效率，节约工期。
图10：吊装方案模拟
5.7 综合管线排布
综合管线作为设计难点，一直没有很好的得到解决，而机电安装工程施工前的管线排布是保证机电安装工程质量的必要阶段，对于地铁工程，其机电系统很复杂，子系统很多。本项目通过BIM技术对管线进行碰撞检测，使管线、设备整体布局有序、合理、美观，最大程度的提高和满足建筑使用空间，并可通过模型出三维断面图纸，指导现场施工，达到了降本增效的效果。
图11：综合管线断面图
5.8 二维码应用
通过BIM软件，实现设备二维码标示，设备信息通过扫码即可获得，方便设备管理。
图12：风机设备二维码
5.9 装饰方案概念设计
运用BIM技术，对三维模型进行装饰装修方案设计，可根据要求对模型进行渲染，设计出不同风格的装饰效果进行过选择。
图13：甬江村站公共区装修概念设计图
5.10 管线预制化加工，装配式施工
预制化加工可以降低传统工作模式下对现场工人能力的依赖、减少材料的浪费、加快机电安装进度。预制加工比传统加工方式节时、节材、绿色、提高质量。基于BIM技术进行预制化加工，根据综合管线布置，将管线和风管等进行分段编号，进行预制化加工，现场装配式施工。
①预制化加工流程
②风管分段编号规则
③风管预制化加工流程
④泵房装配化施工图
图14：泵房管件分段模型图
图15：泵房模型图
5.12 移动端模型应用
通过移动端APP应用，可随时查看模型，并可实现现场质量、安全以及施工进度的信息化管理。现场人员利用移动端管理，在施工现场进行最及时的、最真实的现场记录，上传云端后，在网页端形成无信息遗漏的数据，BIM人员可以直接从网页端获取现场实际的进度与工程量数据，可快速做出整改通知单，加快现场工作效率。
图16：运用移动端校验预留预埋件
5.13 基于BIM5D实现质量、安全管理
利用BIM5D手机APP，在现场采集现场数据，监理现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据质量，对现场安全、质量问题及时记录，与BIM模型即时关联，并将记录的文字和图片上传至云空间，所有相关人员通过手机APP从BIM云端下载，认领后整改，管理人员在平台中过程查看、监控，并做最终的判定是否关闭，或者驳回等操作。这种方式可以加快施工人员对安全、质量问题的反应速度，并使所有安全和质量问题清晰记录。
图17：质量、安全处理流程图
安质部通过BIM5D平台/模型视图/问题跟踪模块可以直接生成整改通知单；问题整改的责任人可以通过移动端APP收到整改任务的推送，并且将整改后的照片上传到平台上；安质部可以通过移动端APP收到整改后的照片，并且决定是否关闭该问题。
图18：安全问题统计图
5.14 基于BIM5D实现进度管理
BIM 5D 可以导入应用比较广泛的MSProject、梦龙斑马网络计划、P6 编制的计划，5D 系统有处理不同层级计划之间的关联性及其他相关管理的功能。计划与模型关联之后，可以查看相关时间点工程的进度，进度在模型上会有直观的呈现，也可以按照时间轴进行进度模拟。通过结合project 编制而成的施工进度计划，可以直观的将BIM 模型与施工进度计划关联起来，自动生成虚拟建造过程。通过简单直观，通过对虚拟建造过程的分析，合理的调整施工进度，更好的控制现场的施工与生产。
图19：模型链接计划图
5.15 形成地铁BIM族库
本项目在建模过程中，注意收集整理自建族，待工程完工后，形成一套自己的地铁施工用族库，方便后期其他项目的引用。
图20：自建地铁BIM构件族库
6 总结
宁奉线城际铁路工程从土建到机电、从设计到施工全面实施应用“BIM技术”，优化了设计方案，减少了出图错误，提升了工作效率，充分发挥了人力资源优势，实现了标准化施工工艺工法，完善了项目管理组织程序，有效提高了施工管理能力，解决了综合管线排布的难题，使施工管理、质量、安全、进度、成本、工序工法得以控制，使项目整体管控水平得到提升。通过宁奉线城际铁路工程BIM技术的应用，为轨道交通项目BIM应用积累了经验，提高了项目信息精细化管理水平，对BIM技术的推广应用起到了积极作用。
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论文作者:杜云龙,景亮,郑海波,黄继程
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：管线论文; 模型论文; 技术论文; 现场论文; 地铁论文; 机电论文; 图纸论文; 《基层建设》2019年第10期论文;