摘"要：地鐵工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分項工程多，地鐵工程項目建設(shè)階段很容易受到特殊因素影響導(dǎo)致項目建設(shè)效果下降。所以，為解決地鐵工程施工中容易出現(xiàn)的各種問題，保障地鐵項目順利進(jìn)行，本文以BIM技術(shù)為例開展分析。從專業(yè)劃分、軟件選擇多方面提出地鐵項目 BIM 技術(shù)路線，同時通過運用BIM構(gòu)建三維模型對施工設(shè)計與線路碰撞多項內(nèi)容進(jìn)行處理分析。在地鐵工程開展時采用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，可提升建設(shè)進(jìn)度與施工效果，能為地鐵工程正常進(jìn)行提供基礎(chǔ)參考。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；BIM技術(shù)；技術(shù)路線文章編號：2095-4085（2024）07-0064-03

0"引言

隨著我國地鐵交通事業(yè)的不斷發(fā)展，地鐵工程項目建設(shè)的里程在增加。地鐵工程項目開展階段，BIM技術(shù)作為一種前沿技術(shù)能夠通過構(gòu)建三維模型的方式，對地鐵工程的設(shè)計及施工進(jìn)行全面指導(dǎo)，為項目的開展提供有效的幫助。

1"BIM技術(shù)的主要特點

在地鐵工程施工建設(shè)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用是比較普遍的，因為BIM技術(shù)具有非常典型的優(yōu)勢，主要有以下幾個方面。

（1）BIM技術(shù)具有很好的可傳遞性。一般而言，在地鐵工程設(shè)計之初就要對整個工程的全貌有一定的概念，數(shù)據(jù)本身具有一定的關(guān)聯(lián)性，所以，數(shù)據(jù)必須要清晰精準(zhǔn)。在地鐵工程項目開展過程中，如果有些數(shù)據(jù)被無意間修改，那么BIM技術(shù)是可以實現(xiàn)自動修改的，并能保障數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，大大降低設(shè)計師修改的工作量。

（2）BIM技術(shù)具有較好的信息集成功能。BIM技術(shù)在工程施工中應(yīng)用時，可以借助數(shù)字信息來實現(xiàn)對建筑真實情況的模擬仿真。因為BIM信息可以很好的將地鐵工程的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行反應(yīng)，并可借助三維建模數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的系統(tǒng)記錄，所以，要比CAD具有很大的優(yōu)勢。

（3）BIM技術(shù)的應(yīng)用具有更好的協(xié)同性。BIM技術(shù)能夠為地鐵工程施工設(shè)計的各利益方構(gòu)建起一個公開性的交流平臺，各方可借助于BIM技術(shù)實現(xiàn)詳細(xì)的溝通和實時的信息反饋，從而保障工程的整體質(zhì)量。例如，在地鐵工程實施過程中，借助BIM技術(shù)的應(yīng)用建立起三維模型，可有效實現(xiàn)梁以及柱子等相關(guān)結(jié)構(gòu)的碰撞及檢測，一旦發(fā)現(xiàn)不合適或者違反設(shè)計圖紙的情況可以及時調(diào)整處理［1］。

2"地鐵項目施工特點

與普通的路面地鐵工程施工相比，地鐵的工程建設(shè)相對而言難度較大，而且危險系數(shù)高，這主要是因為地鐵項目具有其獨特性。

（1）地鐵項目施工涉及到多個專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容，所以出現(xiàn)了跨專業(yè)的交叉。而且，在具體施工中還會涉及到多個系統(tǒng)，包括風(fēng)力和水利系統(tǒng)以及機(jī)車信號等專業(yè)，甚至還有消防等。所以，地鐵的施工相對來說比較復(fù)雜。

（2）地鐵項目施工的協(xié)調(diào)性工作量巨大。在施工開展過程中，不僅要進(jìn)行多個領(lǐng)域的專業(yè)溝通，對于管線的拆除和整改以及交通的導(dǎo)改甚至是建筑物的保護(hù)等，都需要實時的協(xié)調(diào)溝通和處理，以保障工程的順利開展。

（3）地鐵項目施工周期緊張，與其他建筑項目相比較，地鐵設(shè)計受到設(shè)計圖紙的影響，會出現(xiàn)使用設(shè)計圖紙作為招標(biāo)圖的情況。而工程開工以后還要對圖紙進(jìn)行修改，相當(dāng)于是三邊工程。所以，初期的圖紙比較簡單，而前期規(guī)劃部署全部的作業(yè)實際上比較困難。

（4）多地鐵工程施工技術(shù)的應(yīng)用相對復(fù)雜。在施工中，因為受到地質(zhì)條件以及其他環(huán)境因素影響，不可避免的會出現(xiàn)臨時變更，這就需要三邊工程的有效協(xié)調(diào)。在工程設(shè)計階段不可能識別到所有的問題，所以根據(jù)實際需求，要選用多樣化的施工技術(shù)，所以復(fù)雜性也更高。

（5）地鐵項目的成本支出與造價比較昂貴。在大多數(shù)的城市中，地鐵都是市政基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，但是造價非常高，對項目的要求和承包相關(guān)方的技術(shù)資質(zhì)、水平以及能力要求都是比較高的。

（6）地鐵工程工期相對緊張。地鐵線路的開通需要至少4年的時間，地鐵項目作為重大基建工程，是政府政績的重要體現(xiàn)，所以建設(shè)方往往會對工期要求非常高。但在施工中，沿途的管線拆除以及復(fù)雜的地質(zhì)條件以及環(huán)境等往往會導(dǎo)致工期滯后，這就出現(xiàn)了搶工期的情況。

（7）地鐵工程項目在開展階段，由于一些分項工程屬于在地下工程作業(yè)，因而存在的施工風(fēng)險比較大。同時在地鐵工程開展階段，地質(zhì)的變化因素不確定，很容易受到土體壓力以及各方面影響，容易出現(xiàn)施工安全問題，從而給工程的開展造成較大影響［2］。

3"地鐵項目BIM技術(shù)路線

地鐵工程項目開展階段，對BIM技術(shù)的應(yīng)用要根據(jù)項目的實際情況做好BIM技術(shù)路線的制定，以確保BIM技術(shù)能夠貫穿于地鐵工程項目，進(jìn)而為工程的開展提供技術(shù)保障。

3.1"專業(yè)劃分

在地鐵項目的開展過程中，需要結(jié)合具體的地鐵站設(shè)計、各個專業(yè)的基本特點和Autodesk Revit系列BIM軟件的實際操作特點等進(jìn)行專業(yè)分類。一般可以按照建筑、結(jié)構(gòu)以及環(huán)控等多個專業(yè)進(jìn)行分類。

3.2"軟件選擇

目前，主流的BIM平臺實際上是由三家公司可以提供完美的解決方案，分別是歐特克公司，這家公司的系列軟件更側(cè)重于建筑領(lǐng)域，其主要優(yōu)勢在于兼容性比較好，而且，在國內(nèi)的應(yīng)用比較廣泛。第二家是本特利公司，這個平臺在基礎(chǔ)性設(shè)施建設(shè)的應(yīng)用方面非常廣泛，而且，其主要用戶在歐洲，目前國內(nèi)比較少見。第三家公司是達(dá)索的系統(tǒng)，其主要優(yōu)勢是對復(fù)雜的異型結(jié)構(gòu)可以有效應(yīng)對，包括水利水電行業(yè)的很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)，都可以游刃有余。當(dāng)前，國內(nèi)的地鐵項目與房屋建設(shè)有一定的相似，所以，基于操作的習(xí)慣性會選擇歐特克-Autodesk。

3.3"制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

BIM的有效實施不是單兵作戰(zhàn)，而是需要項目各個參與方都能夠共同的參與到具體的工作中。因此，在后期的工作開展過程中，必須要對不同設(shè)計院以及不同專業(yè)所提供的模型進(jìn)行整合，以促使模型之間能夠相互銜接并且互相耦合。從這一角度而言，在施工以前必須要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和原則，包括具體的模型創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)以及交付的標(biāo)準(zhǔn)等都要予以明確，才能促使各個參與相關(guān)方借助于BIM組件實現(xiàn)統(tǒng)一對接，也能夠為后期工作的順暢開展提供保障。

3.4"創(chuàng)建族庫

在Autodesk Revit中，所有模型都是依靠“族”產(chǎn)生的，所以，這是一個相同性質(zhì)構(gòu)件的具體模型的基本模版，借助于參數(shù)能夠促使具體的結(jié)構(gòu)以及尺寸進(jìn)行有序的調(diào)整和變化。而且，在應(yīng)用過程中，所有的圖元都是以族的方式來逐步實現(xiàn)的，所以，族庫的不斷豐富能有效提升建模人員的操作效率。同時，考慮到Revit中自帶的族更適用于房屋建筑，所以，在地鐵項目的實施過程中，還需要結(jié)合實際情況設(shè)計。

4"BIM技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用

4.1"可視化設(shè)計

BIM技術(shù)的應(yīng)用最明顯的特征就是可視化的設(shè)計越來越明顯，就類似于搭積木一樣，設(shè)計人員借助于軸網(wǎng)以及標(biāo)高就能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，然后將構(gòu)件族進(jìn)行使用，再結(jié)合參數(shù)對尺寸進(jìn)行調(diào)整。需要注意的是，除了三維設(shè)計以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)圖紙的生成，這就能夠促使圖紙和三維模型實時聯(lián)動，一旦方案發(fā)生變化，只需對三維模型進(jìn)行修改就能促使二維的圖紙也發(fā)生改動［3］。

4.2"協(xié)同設(shè)計

一個項目的設(shè)計過程往往不是一蹴而就的，而是多個專業(yè)協(xié)同處理，但Revit的協(xié)同設(shè)計模式的優(yōu)勢卻正好彌補(bǔ)了這一不足。在同一個平臺空間之下，及時性的共通能夠促使協(xié)同設(shè)計得以實現(xiàn)。在中心模型中，先對坐標(biāo)和規(guī)則進(jìn)行統(tǒng)一確定（見圖1），將之存檔在服務(wù)器中后進(jìn)行授權(quán)，那么工作人員就可以參考引入，但是不能對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，只有取得權(quán)限和授權(quán)以后方可編輯修改，這就能夠保障協(xié)同設(shè)計的有效開展。

4.3"管線綜合設(shè)計

地鐵項目的錯綜復(fù)雜性主要表現(xiàn)在應(yīng)用的管線等眾多方面。在土建模型過程中，不僅要注意給排水線路，還有電氣專業(yè)設(shè)備線路以及環(huán)控管線等。所以管線系統(tǒng)也需要進(jìn)行清晰的建模處理，各個系統(tǒng)可以設(shè)置上不同的顏色進(jìn)行有效區(qū)分。盡管線路復(fù)雜，但是，BIM模型整個設(shè)計卻非常清晰，而這一建模的過程本身也是三維校審的一個過程，這是傳統(tǒng)的單維度校審很難識別的。

4.4"虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實是當(dāng)今比較流行的技術(shù)，借助于虛擬現(xiàn)實能促使工程項目在仿真環(huán)境中得到演示。在沒有BIM技術(shù)以前，要想進(jìn)行效果展示需要專業(yè)的動畫公司進(jìn)行設(shè)計，而BIM技術(shù)設(shè)計階段就解決了這一問題。主要因為BIM模型與項目的精準(zhǔn)匹配，實現(xiàn)了可視化交流。根據(jù)地鐵工程項目的實際需求，在地鐵工程開展階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用能在三維模型中了解到各個分項工程的施工參數(shù)。并且在操作階段，技術(shù)人員只需對模型結(jié)構(gòu)中的某一個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，相應(yīng)系列的結(jié)構(gòu)就會自動的縮減以及增加相關(guān)的參數(shù)，進(jìn)而能按照設(shè)計藍(lán)圖的規(guī)范要求進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)，以提高工程項目的建設(shè)效果［4］。

5"地鐵車站工程中BIM的應(yīng)用

5.1"BIM應(yīng)用于車站設(shè)計

在地鐵車站設(shè)計過程中，一般會涉及到多個專業(yè)領(lǐng)域，甚至多到20幾個。除了民用建筑的結(jié)構(gòu)以及給排水，還涉及到通信信號以及軌道交通等。所以，這種跨專業(yè)的協(xié)調(diào)不僅要求高效精準(zhǔn)，還需妥善處理潛在矛盾，因而實施中極易遭遇挑戰(zhàn)。地鐵項目具有特殊性，不僅施工周期長，而且投資也比較大，工期緊張，加之不同專業(yè)間要相互溝通協(xié)調(diào)，所以，地鐵的車站設(shè)計非常復(fù)雜。以往在設(shè)計過程中，以建筑專業(yè)作為核心，其他專業(yè)相互提供資料，設(shè)計之初，設(shè)計人員就將本專業(yè)信息內(nèi)容提交給建筑專業(yè)然后繪制成建筑圖，并反饋給各個專業(yè)進(jìn)行修改。在這一過程中，不僅需要大量的反復(fù)溝通，也需要反復(fù)修改，然后形成最終的會簽。事實上建筑設(shè)計專業(yè)的責(zé)任非常大，而且操作過程也沒有那么順暢，這對整個工程的施工都是非常不利的。

BIM技術(shù)的最大優(yōu)點在于能給不同的專業(yè)提供協(xié)作性的平臺，各個專業(yè)的設(shè)計能在這一平臺上及時地進(jìn)行信息交流與反饋，修改也更加高效，因此提升了工作效率，保障了工作的質(zhì)量［5］。

5.2"BIM應(yīng)用于車站建造

一般而言，地鐵的施工都是在市中心位置，所以周邊的建筑非常復(fù)雜，而且人流量及車流量巨大。因此，為了減少這種壓力就必須要保障施工的場地精簡，占地面積要縮小。此外，地鐵工程對于城市交通以及城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要。作為公益性的工程，很多人都非常關(guān)注，所以，組織并落實好相關(guān)的工作非常重要。在傳統(tǒng)的施工中，因為各種因素導(dǎo)致對工程進(jìn)度的掌握不夠全面，往往憑借主觀經(jīng)驗來識別各類問題并判斷工期，這是不科學(xué)的，而且也存在諸多問題，這對工程的順利開展十分不利。而在BIM技術(shù)的有效應(yīng)用下，可視化模擬能對整個工程的動態(tài)進(jìn)行模擬，及時識別問題并進(jìn)行修改，從而不斷優(yōu)化方案，促使工程技術(shù)人員全面掌握工程情況，以保障工程質(zhì)量。

5.3"BIM應(yīng)用于車站運營維護(hù)

地鐵車站的運營維護(hù)同樣也是一個重大的工程。地鐵工程的安全性是人們最關(guān)注的，不僅僅是乘客安全，還有設(shè)備運行的安全，所以要防患于未然。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以借助三維數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)信息的有效集成和實時分享傳遞，促使相關(guān)工作人員能夠快速調(diào)取信息，識別問題點，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行檢修和維護(hù)，這對整個車站運營維護(hù)都是非常重要的。

6"結(jié)語

總之，地鐵工程項目因涉及眾多分項與大量隱蔽工程，特別依賴于BIM技術(shù)的運用。BIM技術(shù)憑借其強(qiáng)大的三維模型功能，為項目提供了可視化、模擬化等關(guān)鍵支持，極大地促進(jìn)了地鐵工程的順利進(jìn)行。但是地鐵工程項目因其固有的復(fù)雜性，在推進(jìn)過程中易受多種因素影響，從而影響整體建設(shè)效果。因此，在項目執(zhí)行階段，需根據(jù)地鐵工程的具體要求制定多樣化的施工方案，并嚴(yán)格進(jìn)行信息數(shù)據(jù)核對，以確保各項工作的順利推進(jìn)。

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