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摘要:隨著我國信息化建設的不斷加快,BIM技術在未來的地鐵工程建設行業愈加重要。以南寧某地鐵站為例,運用BIM技術對項目進行施工。施工中應用BIM的可視化仿真技術及信化息管理,開展危險源事故VR體驗,制作可視化交底視頻,進行機電管線與設備安裝的智能定位,利用BIM+技術強化施工安全教育、提升技術交底效果、實現機電安裝智能放樣。有效解決了地鐵車站施工中管線錯綜復雜、安全隱患多、施工質量要求高、工期緊張等問題。為類似的項目施工具有較高的參考價值。
關鍵詞:BIM技術;可視化;施工安全;裝配式施工;建模;放樣
0引言
近年來,隨著我國信息化建設的不斷深入,相比于傳統二維的建筑表達方式,以三維表達和信息技術為核心的BIM技術為建筑業的發展開辟了一條全新的道路[[1]]。在我國城市化進程的持續加快促使地下軌道交通建設進入了繁榮期,地下交通工程信息化建設的不斷推進加速了BIM技術在地鐵工程中的應用和推廣,而BIM技術的應用及推廣又是建設數字鐵路的必然選擇[[2]],也將成為未來地鐵工程建設行業發展的必然趨勢。因此,對于BIM技術在地鐵施工中的應用與探索很有必要。
點擊并拖拽以移動當前,BIM技術在我國地鐵站的施工建造中得到了一定應用,北京地鐵平安里站、深圳地鐵人民南站、上海地鐵元江路站、蘭州地鐵東崗站等在施工建造中均采用了BIM技術,取得了良好的效益,但BIM技術應用的側重點各不相同。平安里站在施工中充分利用BIM技術的可視化及高度的信息集成化特點,對風險巡視過程控制進行了深入研究[[3]];人民南站在施工中運用BIM技術重點解決了車站綜合管線碰撞的問題[[4]];元江路站在施工中運用BIM+VR技術在圖紙審核、技術交底、優化施工方案、安全教育等方面進行了深入研究與實踐[[5]];東崗站在施工中充分發揮了魯班與Revit系列軟件的優勢,以此為基礎構架BIM方案,同時在三維交底、碰撞檢查、4D施工進度動態管控等方面進行了研究與實踐[[6]]。北湖北路地鐵站存在管線系統錯綜復雜、工期緊張、質量要求高等難題,通過BIM技術在施工中的具體應用,為項目創造了更大的效益。
1 工程概況
北湖北路地鐵站是南寧地鐵3號線的第4個車站,位于南寧市安武大道與北湖北路的交叉路口。車站主體斜跨路口,沿路口的東西向布設。車站周邊建筑密集,道路交通繁忙,車流量大。該車站設計為地下二層,車站全長為215.32m,總建筑面積為20106.26m2。工程主體包括車站主體、4個出入口(一個緊急疏散口)及兩個風亭,車站主體標準寬度為19.7m,采用全明挖作方案施工。
2 BIM技術應用的必要性
以北湖北路地鐵站為研究對象,結合本項目結構復雜、質量要求高、工期緊張、施工質量要求高、安全隱患多等系列難點,將BIM技術積極引入本項目中。BIM應用技術路線如圖1所示。
3 開展BIM施工應用
3.1 基于BIM的模型搭建及深化設計
3.1.1 模型搭建
BIM模型最能體現BIM的核心價值,所有BIM技術相關應用的開展都是以模型的建立為前提[[7]]。不同于Revit軟件中自帶的常規族類型,北湖北路地鐵站存在著大量類型及參數類別相似的異構族構件,且具有復雜的結構形式。為避免重復建模、促進模塊化建模,不斷建立、積累和完善族庫,BIM小組在建模前便開發創建了機電、暖通、給排水等參數化專項構件族庫,將其上傳至企業云端,同時也快速應用于模型的搭建中。如圖2所示的機房模型,在搭建時多次應用機電、暖通等族庫中的構件(圖3),極大地縮短了建模時間、提高了建模效率。BIM小組根據設計院提供的二維圖紙,采用Revit軟件進行建模。土建、機電、給排水等模型同步進行搭建,完成后在同一場地模型或主體項目模型上鏈接組裝,整合為一個綜合模型。
3.1.2 管線綜合深化設計
北湖北路地鐵站的水、電、通風與空調、消防等各系統管線數量龐大,管線布局錯綜復雜。傳統的二維管線綜合設計在可視化表達上有較大缺陷,尤其是在管線密集交錯、空間緊湊的地方,設計人員在二維圖紙上查找沖突時,往往會顧此失彼。這也導致一些隱藏問題和管線間的碰撞矛盾難以徹底暴露[[8]],給現場施工埋下了“隱患”。而基于BIM技術的三維管線綜合設計,可以有效地解決上述問題。在項目建設目標的約束之下,應用BIM技術進行管線間的碰撞檢測、預留洞口優化和綜合支吊架設計。
1)管線碰撞檢測
本項目使用Revit建立暖通、機電、給排水、電氣等專業的三維管線模型,對其進行整合處理后使用Navisworks 軟件進行全方位的碰撞檢查。同時,基于碰撞檢查的結果優化調整原設計的綜合管線,并對在碰撞檢查過程中對于可能出現的誤判,人為報告進行審核調整,進而向設計院反饋修改意見。圖4中的風管與橋架發生了碰撞,應用BIM技術發現了這一問題,并對橋架進行了調整,圖5為優化后的管線。
2)優化預留洞口
二維圖紙表達的扁平化局限會引起施工員與工人之間的理解偏差,加大了施工難度。在車站的砌筑施工之前,通過管線模型和結構模型的組合,可以更準確地確定出預留孔洞的位置和尺寸。直觀、形象的BIM模型(圖6)用于砌筑施工交底時,更有利于工程人員的理解,避免了后期管線安裝施工時對砌體的二次返工,加快了項目進度、減少了材料浪費。北湖北路地鐵站通過預留孔洞,基本避免了后期鑿墻開洞,累計節約資金近30多萬元。
3)綜合支吊架設計
通過BIM進行管線綜合深化,在此基礎上對管線綜合支吊架進行設計。在保證各專業施工工藝和工序的前提下滿足多專業對支吊架的不同需求,最后嚴格按圖施工。在北湖北路地鐵站有限的空間進行多系統管線集中布置時,綜合支吊架提高了管線布設的空間利用。圖7是站廳層支吊架和管線現場安裝的實景圖。
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