袁光月

摘要：為了有效解決碰撞問題，提升管線綜合布設(shè)效果，通過使用BIM技術(shù)對項目進行輔助管理。在各個部分模型設(shè)定后，運用軸網(wǎng)文件將模型在平面布置上進行整合，并對模型的信息進行核對。碰撞檢查后優(yōu)化布局，修改部分設(shè)計，并將設(shè)計同步到模型之中。運用Fuzor 軟件，將BIM技術(shù)與4D施工模擬技術(shù)進行深入結(jié)合，通過可視化將不合理的線路進行修改，完成對管道線路的設(shè)計優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；施工；BIM技術(shù)；機電安裝

0? ?引言

地鐵工程能夠有效緩解當(dāng)前城市發(fā)展中的交通壓力，為大眾的出行提供便利。在地鐵車站機電安裝施工過程中，通過了解地鐵工程的地理環(huán)境，設(shè)計合理的施工方案，并嚴(yán)格按照施工方案執(zhí)行，可以有效提高施工效率，減少工程工期，降低施工單位需要承擔(dān)的風(fēng)險[1]。

地鐵車站機電安裝過程中，如果不能針對施工過程中的具體需求與施工規(guī)范進行相應(yīng)的優(yōu)化處理，就會導(dǎo)致施工時間加長、施工成本提升等一系列問題[2]，不僅會造成施工精度下降，引發(fā)安全問題，還會導(dǎo)致施工過程中浪費大量的人力物力，施工效果難以符合預(yù)期。

根據(jù)觀測得到的不同專業(yè)管線之間的距離，來修正地鐵機電安裝施工過程中的方案，做到優(yōu)化線路布控，有利于消除安裝不合理情況，提升機電安裝質(zhì)量，保證施工項目能夠順利完成。

本文以某地鐵車站機電安裝施工為研究對象，運用BIM技術(shù)，結(jié)合實際情況進行詳細的研究與分析，以期望有效解決碰撞問題，提升了管線綜合布設(shè)效果。

1? ?BIM技術(shù)應(yīng)用安裝施工要點

1.1? ?建立BIM可視化模型

1.1.1? ?建模要求

需先建立不同系統(tǒng)的單項模型，使其形成一個基本的機電綜合模型。通過使用BIM技術(shù)進行項目輔助管理時，需設(shè)定建筑墻體、梁、板、剪力墻等建筑結(jié)構(gòu)模型[3]。

在建模時需要仔細研究位置，確保工程架構(gòu)位置和構(gòu)建能夠嚴(yán)格控制大小。在建模工程中，如果存在與設(shè)計圖紙不相匹配的情況，需要與設(shè)計單位進行交流，以保證建筑結(jié)構(gòu)建模合理且精準(zhǔn)度較高。

1.1.2? ?排水管道建模

地鐵站機電安裝施工中的給水系統(tǒng)比較復(fù)雜，繪制管道排水模型時，需要將規(guī)定和設(shè)置進行詳細標(biāo)注，并且提供相應(yīng)的文字說明。管道標(biāo)高設(shè)定為貼梁布置時，要遵循具體問題具體定義的原則。

在有坡度的管道繪制時，要注意管道的管徑長度，同時要注意消火栓的型號和連接方式。放置噴頭時，要注意噴頭的類型和標(biāo)高。具體的排水管道系統(tǒng)BIM模型如圖1所示。

1.1.3? ?連接件排布

在管線建模過程中，需要對管路構(gòu)件的連接進行安排。管道上安裝的設(shè)備和閥門，需要有合適的標(biāo)注。對構(gòu)件進行合理選擇后，對于放置的問題也要仔細設(shè)定。在建模過程中，需建立一個針對設(shè)備放置的族庫，并要對不同機組管路構(gòu)件進行連接。

在建模時，對機組與管路構(gòu)件連接，要規(guī)定好進出口的接口位置，并在建模時根據(jù)設(shè)備到場的具體情況，重新校對管路構(gòu)件的不同連接點，以保證與實際安裝的工程規(guī)劃相匹配[4]。

1.1.4? ?計算點與點之間的向量乘積

分集水器為進出水管的連接處，其管道密集程度高，在進行管線排布過程中，需先將管道標(biāo)高進行設(shè)定，再根據(jù)鉆孔點的地層分界面編號，確定位于三棱柱上表面的3個點。計算點與點之間的向量乘積的公式為：

式中：v向量的方向垂直于BC與AC決定的平面，向量v的指向由右手法則來確定。當(dāng)v的方向與三棱柱上表面的法向量一致時，點的順序符合右手法則。

1.1.5? ?模型整合

在建模時保證設(shè)定的完整性，不能左右移動位置。在各個部分的模型進行設(shè)定后，將不同模型進行整合。通過對系統(tǒng)管線的碰撞檢查，來實現(xiàn)模型的完整性。在模型整合過程中，運用一個軸網(wǎng)文件使模型在平面布置上實現(xiàn)統(tǒng)一。

由于地鐵站機電安裝圖紙與結(jié)構(gòu)圖紙不在同一部分，所以在模型建立過程需要對調(diào)高進行有針對性的選擇。在整合時，要將結(jié)構(gòu)模型與機電安裝模型調(diào)高進行統(tǒng)一設(shè)定，通常情況下以圖紙的標(biāo)高作為具體標(biāo)準(zhǔn)進行。

1.1.6? ?模型信息核對

機電安裝過程中的管線較多，構(gòu)件的材料較為復(fù)雜，在整合過程中可能存在剩余的現(xiàn)象。這樣需要在整合完成后再對模型的信息進行重新核對，減少遺漏的存在，使得整合模型趨于完整。利用BIM及時將模型進行整合并檢查準(zhǔn)確后，才能將模型進行詳細設(shè)計。

1.2? ?機電安裝施工深化設(shè)計

在建模完成后，需對模型內(nèi)部的碰撞進行檢查，以便對管線進行綜合優(yōu)化管理。在設(shè)計過程中，需要對管線進行合理布置，將管線安裝與調(diào)整的空間進行預(yù)留。同時需要調(diào)整材料 用量和造價。

1.2.1? ?深化軟件選取

在地鐵站設(shè)計過程中，僅通過局部三維模式很難有效解決模型中存在管線布局不合理情況，為了解決這一問題，一般運用Fuzor 軟件，將BIM技術(shù)與4D施工模擬技術(shù)進行深入結(jié)合。

1.2.2? ?深化設(shè)計要點

BIM模型將生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成VR場景，通過主視覺模型，完成場景中的不同活動。運用Fuzor進行漫游時，需對管道的設(shè)計位置與存在碰撞的區(qū)域進行標(biāo)注，再通過可視化管理將不合理的線路進行修改。通過建立不合理區(qū)域的ID，對其進行查看與修改，即可完成對管道線路的設(shè)計優(yōu)化[5]。

如果管道不存在碰撞情況，但管道內(nèi)部走位程度繁雜、彎道過多，則會導(dǎo)致施工材料浪費，觀感效果不佳。在項目設(shè)計過程中，可運用VR場景能夠進行自主體驗，并通過意見標(biāo)注來完善設(shè)計。

1.2.3? ?根據(jù)碰撞檢查預(yù)留洞口

運用碰撞檢查結(jié)果，對洞口進行科學(xué)預(yù)留。如果在檢查中收到?jīng)_突消息，可運用Revit進行開洞?？蛇x擇對象主體進行繪制，使其形成一個矩形洞口。洞口預(yù)留如圖2所示。

預(yù)先在模型中確定好洞口的位置、數(shù)量和尺寸，使得其能夠符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[6]。運用BIM模型按照施工圖紙進行洞口預(yù)留，并完成管路構(gòu)件的預(yù)埋工作。這樣不僅有利于減少開鑿的次數(shù)，還能夠提升施工速度。

將Revit進行渲染，并提供清晰的視頻交付。運用BIM進行出圖，對施工中不同復(fù)雜的區(qū)域，根據(jù)管線綜合平面圖進行詳細的標(biāo)注，以利于施工。

通過模型提供精確的位置信息，利用漫游動畫進行演示。通過準(zhǔn)確定位管道位置和施工規(guī)劃，提升施工的效率，減少施工中存在的不同誤差，不僅能夠提升材料的利用率，還能夠降低工程造價。

2? ?實例應(yīng)用分析

2.1? ?工程概況

某地鐵車站施工項目占地面積約為50122m2。建設(shè)車站的走向為東西，建設(shè)總長為12km。地鐵沿線計劃建設(shè)5座車站。整體工程項目規(guī)模較大，為了降低施工過程中的安全風(fēng)險，需對管線排布問題進行深入規(guī)劃與合理安排。

2.2? ?BIM技術(shù)應(yīng)用分析

2.2.1? ?建立BIM模型

在地鐵站機電安裝施工過程中，專業(yè)管路線路復(fù)雜，為有效預(yù)防布控管理過程中，施工位置發(fā)生相互交叉碰撞的情況，將地鐵站內(nèi)的空間信息和不同專業(yè)管路建立BIM模型。小組1運用本文方法對管路之間的交叉碰撞情況進行檢查，小組2、3運用傳統(tǒng)方法進行檢查。

運用Recit軟件進行建模前，需要保證施工滿足整體要求，將施工參入完成錄入模型匯總。應(yīng)用BIM技術(shù)將建模后的圖紙進行掃描，工作人員運用軟件內(nèi)置的clash detective功能，對模型中的碰撞點進行檢測。

2.2.2? ?碰撞檢測流程

先檢測系統(tǒng)中的碰撞問題，并對模型進行深入檢查，根據(jù)施工規(guī)范完成對管線的布置與檢測。在布線過程中，要將通風(fēng)口設(shè)定在電氣設(shè)備的臨側(cè)，通風(fēng)管之間的距離要保證滿足預(yù)留目標(biāo)。

在檢測之前設(shè)定碰撞過程中的公差值。如果兩個構(gòu)件之間的公差值大于實際距離，就表示存在碰撞點。公差值的選擇范圍要參考設(shè)計文件，管線之間的距離要小于30m。同時，對于檢測傳感器的設(shè)計要符合標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)備大量的閥門和流量測試裝置，保證在施工中的完整性。

在構(gòu)建完成模型后，運用開洞插件及相應(yīng)規(guī)則實施模型對孔洞進行開鑿，及時生成對應(yīng)的孔洞信息，記錄相應(yīng)的套管清單以及剖面圖。同時對施工中的安全問題進行實時跟蹤。結(jié)合碰撞檢測報告，對管線碰撞點、墻體的預(yù)留孔洞進行檢測與分析。

2.2? ?檢測結(jié)果分析

檢測不同項目中車站碰撞點分布情況，對線路中存在碰撞點的數(shù)量進行統(tǒng)計。安裝施工后，不同項目中碰撞點具體分布結(jié)果如表1所示。

由實驗結(jié)果可知，運用BIM模型進行檢查后線路中的碰撞點數(shù)量為0個。由此說明，運用本文方法能夠有效解決碰撞問題，碰撞點數(shù)量大幅度減少?？梢酝ㄟ^提升管線綜合布設(shè)水平，提高預(yù)留孔洞分布圖的數(shù)量，對機電設(shè)計安裝問題進行優(yōu)化。

對照組的碰撞點較多，說明系統(tǒng)中存在管線發(fā)生碰撞的情況。需要在優(yōu)化設(shè)計中，對于管線碰撞問題提高重視程度。車站的機房空間較為狹小，從綜合位置信息來看，橋架的位置存在碰撞的可能性較大，需要對地鐵車站的橋架點進行更為優(yōu)化的實際。

綜上所示，通過運用施工圖紙對應(yīng)信息建立BIM技術(shù)應(yīng)用模型，將地鐵車站機電安裝項目進行合理規(guī)劃，對工程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，有利于及時發(fā)現(xiàn)、修正施工方案中存在的問題。在BIM模擬中對不同工程漏洞和設(shè)計缺陷進行排查，生成準(zhǔn)確的碰撞檢測報告數(shù)據(jù)，有利于完善施工方案，提升視覺呈現(xiàn)度，加快工程效率。

3? ?結(jié)束語

為了有效解決碰撞問題，提升了管線綜合布設(shè)效果，本文通過使用BIM技術(shù)對項目進行輔助管理。在BIM模擬中，對不同工程漏洞和設(shè)計缺陷進行排查，生成準(zhǔn)確的碰撞檢測報告數(shù)據(jù)，有利于完善施工方案，提升視覺呈現(xiàn)度，加快工程效率。

通過對機電安裝施工中BIM技術(shù)的改進和創(chuàng)新，提高了工程施工精準(zhǔn)度，加快了地鐵車站的施工速度，實現(xiàn)了對于地鐵車站機電安裝的安全施工。但該設(shè)計還存在不足之處，如存在工期分配不合理、成本相對較大的問題等。今后在研究中，應(yīng)在保證技術(shù)應(yīng)用安全基礎(chǔ)上著力提升安裝實用性，并規(guī)范施工材料使用，以便減少施工誤差，全面提升地鐵車站機電安裝施工的技術(shù)水平。

參考文獻

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