黃明泳

（桂林市人防工程設(shè)計院有限公司，廣西桂林 541001）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的增長，地鐵工程的發(fā)展也得到了很大的進(jìn)步。為了進(jìn)一步提高地鐵人防工程的品質(zhì)以及滿足人們對于地鐵人防工程的要求，設(shè)計單位在項目設(shè)計過程中逐漸引入了許多先進(jìn)的技術(shù)，其中BIM 技術(shù)因其特有的特性和優(yōu)點，在地鐵人防工程行業(yè)中得到了廣泛的關(guān)注。所謂的BIM 技術(shù)，通常被稱作信息模型技術(shù)。在進(jìn)行三維模型的建立期間，需要將工程項目各種類型的信息、數(shù)據(jù)作為重要參數(shù)開展模型設(shè)計。通過BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，可以提高設(shè)計、施工階段的數(shù)字化、信息化效果，尤其在進(jìn)行地鐵人防工程施工期間，借助于三維模型以及數(shù)據(jù)信息庫等工具，可以將施工安裝過程中的操作方式及步驟詳細(xì)地展現(xiàn)出來。同時，通過數(shù)據(jù)的實時共享，還能簡化施工流程與操作，進(jìn)而減少施工期間人力、物力、時間成本。

1 地鐵人防工程概述

在每個地鐵建設(shè)工程當(dāng)中，地鐵的人防工作是至關(guān)重要的部門與內(nèi)容。在戰(zhàn)爭時代地鐵承擔(dān)著人員物資的運輸、戰(zhàn)爭人員以及平民百姓的轉(zhuǎn)運掩蔽工作，而在和平時代則承擔(dān)著交通運輸?shù)闹負(fù)?dān)，關(guān)系到國家的正常工作與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時也能夠側(cè)面反映國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

地鐵是大多數(shù)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代城市所推崇的一項重點地下交通工具，四通八達(dá)的地鐵網(wǎng)絡(luò)不僅有極大的機(jī)動靈便性，同時還要求其有超高的強(qiáng)度與廣闊的地下空間，其應(yīng)用特點使得其具有諸多防空的優(yōu)勢。例如，在二戰(zhàn)期間，擁有地鐵的國家都借助其發(fā)揮了極大的防空優(yōu)勢。北京一、二期地鐵和天津地鐵都不同程度的考慮了戰(zhàn)時的防護(hù)要求。以成壽寺和分鐘寺兩站之間的隧道為例，兩站之間的隧道之間可以利用操控桿來實現(xiàn)對鋼制大門的開合與移動操作。據(jù)相關(guān)了解發(fā)現(xiàn)，這種類似于隔斷式的防護(hù)門是在地鐵隧道內(nèi)的每個站點之間都會設(shè)置于配備的。一旦有特殊需要，工作人員可以通過隔斷式防護(hù)來確保一邊區(qū)域的安全與密封，但在隔斷時需要將通風(fēng)裝置開啟，此時的地鐵便轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€絕密的可靠避難場所。雖然是在和平時代，但是以北京市為例，他們在設(shè)防的地鐵站孔口均配置了能夠完成平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的防護(hù)性設(shè)備，在戰(zhàn)爭發(fā)生時可以迅速并及時的對抗甚至核武器在內(nèi)的各種對于城市的襲擊或其他種類的次生災(zāi)害。地鐵車站的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計特點在于：必須滿足對于荷載能力的要求，車站整體的剛度要求高，對于梁板柱墻的要求則需要比較粗厚結(jié)實；區(qū)間隧道方面要求埋深大，對于承載能力的要求較高，在擴(kuò)增或者擴(kuò)增較小的條件下也能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)級別的防護(hù)要求。

地鐵經(jīng)過100 多年的發(fā)展，已不再是單一的地下工程，而是與城市地上地下建筑相結(jié)合的龐大綜合體，其特點為綜合性、立體性、快速快捷、四通八達(dá)。

1.1 兼顧人防構(gòu)建軌道交通

在我國早期對地鐵進(jìn)行設(shè)計與建設(shè)的過程中就是以人防工程的要求進(jìn)行設(shè)計的，在當(dāng)時對其的主要功能要求是能夠?qū)崿F(xiàn)我國人民在戰(zhàn)爭時期的快速轉(zhuǎn)移與疏散，而對于交通運輸方面的功能則僅作為輔助方面。但在1992 年，背景對地鐵復(fù)八線的建設(shè)則開始了對其職能的轉(zhuǎn)變，開始向“以平時交通運營為主，兼顧人防”的思想轉(zhuǎn)變。經(jīng)過這次轉(zhuǎn)變，對地鐵人防的功能開始向使用運輸功能轉(zhuǎn)變，以此為節(jié)點，我國的地鐵建設(shè)發(fā)展開始繁榮起來并拉動我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。2007 年4 月3 日，北京市6條地鐵線路人防工程設(shè)防方案的討論會。這次會議在貫徹“以平時交通運營為主，兼顧人防”指導(dǎo)思想的同時，提出了“兼顧人防，建設(shè)和諧軌道交通”的新思路。

1.2 探索中不斷完善技術(shù)規(guī)范

1998 年，中華人民共和國防空辦公室頒布了針對地鐵交通防空技術(shù)規(guī)范的項目任務(wù)書——《地下軌道交通工程防護(hù)技術(shù)研究》，該項任務(wù)書是總參工程兵第四設(shè)計研究院前后用時10余年時間，從六個主要方面著手進(jìn)行了大量的分析與研究的工作，通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)的檢索，歸納并整理吸收了多年來地鐵人防建設(shè)的成功案例、經(jīng)驗和先進(jìn)技術(shù)手段，全面系統(tǒng)的分析討論了軌道交通項目在和平時代交通職能與戰(zhàn)爭時代人防職能之間相互轉(zhuǎn)換的突出矛盾，并針對具體問題提出了應(yīng)對措施與方案。在2008 年12 月，我們國家的人民防空辦公室在對該項目進(jìn)行成果審查評判的會議當(dāng)中，一直通過并達(dá)成共識：該項研究成果順應(yīng)了時代潮流，具有實際的應(yīng)用價值與研究意義，能夠使得軌道交通工程滿足國家發(fā)展的經(jīng)濟(jì)價值與軍事應(yīng)用價值，研究成果水平也達(dá)到了國際的先進(jìn)水平。因此在2009 年7 月，《軌道交通工程人民防空設(shè)計規(guī)范》正式獲得發(fā)布實施。

2 BIM 技術(shù)在地鐵人防工程的應(yīng)用

地鐵人防工程不僅可以在發(fā)生自然災(zāi)害時為民眾提供一個庇護(hù)場所，還能在戰(zhàn)時作為防空洞防備敵人的空襲，由于它的特殊性，也使得地鐵人防工程的設(shè)計、施工等顯得格外重要，BIM 技術(shù)的引進(jìn)，能夠更進(jìn)一步提高地鐵人防工程的品質(zhì)。地鐵人防工程的特點人防工程是為了應(yīng)對各種情況而采取的一項應(yīng)對措施，而地鐵作為人們實際生活中經(jīng)常接觸到的東西，它與人們息息相關(guān)，地鐵人防也顯得更具有其特殊性，所以關(guān)于地鐵人防的建設(shè)質(zhì)量首先應(yīng)該擺在第一位。

2.1 規(guī)劃方面

人防工程的作用分為兩種，平時是作為綜合建筑使用，而到了戰(zhàn)時，就成了人員躲避，救護(hù)的一個場所。地鐵人防工程的建設(shè)方向是與城市地上建筑相結(jié)合，采取附建式、單建式、坑道式建筑模式，以便增加地下空間的使用效率以及經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境等多方面的綜合效益。

2.2 設(shè)計方面

在設(shè)計方面由于其特殊性，使用目的的不同，使得它與地面建筑有著很大的不同。地鐵人防工程在建筑結(jié)構(gòu)上充分考慮了平時與戰(zhàn)時的合理轉(zhuǎn)換，以及防火疏散等一系列的情況，杜絕各類危險情況的發(fā)生。

2.3 施工方面

施工環(huán)節(jié)是BIM 技術(shù)投入實際應(yīng)用的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。對于人防設(shè)計工程項目來說，項目工程的氣密性能是非常重要的，在設(shè)計過程中要納入特別考慮的范疇。對于建筑結(jié)構(gòu)的施工方面來說，要求混凝土一次性澆筑完成，管線洞口處要一次性預(yù)留到位，不能夠發(fā)生后期在墻上再次打洞的狀況發(fā)生。因此這對圖紙的設(shè)計要求就極高。施工單位在進(jìn)行施工過程中要充分讀懂圖紙，防止后期修改的情況發(fā)生，否則會對于工程的防護(hù)性能產(chǎn)生極大的影響。

3 地鐵人防工程BIM 三維模型

3.1 三維模型分析

可視化協(xié)同設(shè)計BIM 的協(xié)同設(shè)計方法可以有效的解決各專業(yè)沖突問題。由建筑專業(yè)創(chuàng)建模型，各專業(yè)劃分設(shè)計范圍，創(chuàng)建各自的三維項目，并在自己專屬的專業(yè)工作集內(nèi)開展設(shè)計。

3.2 三維動畫模擬

在對地鐵的人防項目工程進(jìn)行設(shè)計是一定要能夠滿足預(yù)設(shè)的戰(zhàn)爭時期對于防護(hù)的要求，此外還要考慮和平時代經(jīng)濟(jì)發(fā)展對其運輸功能的要求。在兩種時期不同的功能要求使得在項目在設(shè)計過程中要考慮到兩種主要功能之間的相互轉(zhuǎn)化。用模擬建筑三維的形式展現(xiàn)與觀看者與施工方、設(shè)計方、監(jiān)理方及業(yè)主和完全不是施工行業(yè)內(nèi)的人之間的進(jìn)行對項目及方案的溝通和了解，簡化煩瑣的工序、工藝的理解問題，節(jié)約溝通成本。

相比于傳統(tǒng)繪圖技術(shù)而言，BIM 技術(shù)能夠為地鐵人防工程施工提供三維圖紙，并且BIM 技術(shù)有著透視性功能（施工人員可以從三維圖紙中以不同視角準(zhǔn)確地查看施工的具體位置），進(jìn)而提高綜合繪圖的效果。通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠顯著降低施工人員的工作量，施工過程中只需嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙開展施工安裝，碰撞問題就能得到有效的解決。

3.3 加強(qiáng)應(yīng)用流程的管控，做好施工人員的培訓(xùn)

設(shè)計工作結(jié)束之后，就要借助BIM 技術(shù)指導(dǎo)后續(xù)的地鐵人防工程施工工作。在進(jìn)行施工人員的培訓(xùn)期間，要將BIM 技術(shù)的相關(guān)要點納入到培訓(xùn)科目中，提高施工人員對BIM 技術(shù)的掌握程度。此外，在利用BIM 技術(shù)開展地鐵人防工程設(shè)計施工期間，要加強(qiáng)對環(huán)境問題和能源問題的整理與分析，對能源化以及綠色節(jié)能軟件要強(qiáng)化它們相互之間的集成。此外還應(yīng)該對動態(tài)負(fù)荷數(shù)據(jù)做好核算，確保設(shè)計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而完成合理統(tǒng)一的性能設(shè)計。另外，在地鐵人防工程設(shè)計中，要協(xié)調(diào)各參與方，把握流程，使之能夠在合理的時間得到合理的信息。最后，還需要建立一個標(biāo)準(zhǔn)化的三維參數(shù)產(chǎn)品庫，提高施工工作的整體質(zhì)量。

4 結(jié)束語

地鐵人防工程的設(shè)計與施工質(zhì)量，對于整個地鐵項目的使用效果有著重要的應(yīng)用。因而，現(xiàn)階段在開展地鐵人防工程的設(shè)計施工期間，要加強(qiáng)對BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用，提高施工工作的效率與質(zhì)量，防止碰撞等問題的發(fā)生。此外，要借助BIM 技術(shù)建立三維地鐵人防工程模型，對施工流程進(jìn)行優(yōu)化，確保施工進(jìn)度、施工成本與質(zhì)量得到有效的控制。BIM 技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用能夠方便設(shè)計工程人員能夠用更加直觀且便捷的途徑來完成對于地鐵人防項目工程模型的設(shè)計與完善，同時還可以快速檢查發(fā)現(xiàn)模型中存在的問題，還能夠?qū)δＰ椭写嬖诘囊恍﹩栴}進(jìn)行高效的分析與修改，是實現(xiàn)地鐵人防工程全生命周期設(shè)計的必要條件。