藿 主 堕 ＢＩＭ技术在地铁车站施工中的优化应用 罗光财 付雄 彭丹 郭庶’ 刘晓培 中建五局土木工程有限公司 湖南长沙４１０００４ 摘要：以长沙地铁４号线罐子岭车站项目为载体 通过分析地铁车站施工阶段的特点及难点，依托ＢＩＭ技术，从设计优 化、施工方案优化、施工进度优化等方面展开应用研究。实践表明，ＢＩＭ技术的应用可以为地铁车站施工优化提供有效 的技术支持，研究成果可为类似地铁车站施工阶段过程中的优化应用提供参考。 关键词：ＢＩＭ技术；地铁车站；设计优化；碰撞检测 中田分类号：ＴＵ１７ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１４１４４４．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１７．１０．０３５ Ｏｐｔｉｍａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＢＩＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ Ｍｅｔｒｏ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＬＵＯ Ｇｕａｎｇｃａｉ ＦＵ Ｘｉｏｎｇ ＰＥＮＧ Ｄａｎ ＧＵＯ Ｓｈｕ ＬｌＵ Ｘｉａｏｐｅｉ ＣＣＦＥＢ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１０００４，Ｃｈｉｎａ 目前，国内土建工程各领域均大力推进ＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ２ 基于ＢｌＭ的车站设计优化 Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）技术的应用…，如福州海峡奥体中 ＢＩＭ在本工程中的设计优化应用主要分为两大步骤： 心 、上海世博会德国馆【 、上海陈翔路地道工程 】、卡塔 三维模型的构建和碰撞检测。ＢＩＭ工程师应先根据设计图 尔多哈大桥［５１以及武汉地铁２号线嘲等项目均利用ＢＩＭ技术助 纸（二维）开展三维模型构建工作，在建模工作完成的基 力工程的施工管理，在提高施工质量管理效率、节约工期 础上，结合项目的实际需求对不同专业的模型或部分模型 及成本等方面取得了良好的效果。 进行碰撞检测，并通过碰撞检测所反馈的问题进行设计优 化（图１）。 １ 工程概况及施工难点 １．１ 工程概况 罐子岭站作为长沙地铁４号线北起的第１个车站，位 于普瑞大道站与规划银杉路北路交界十字路口，为地下 ２层岛式站台车站，全长４７２．０４ ｍ，标准段宽２０．７ ｍ，总 建筑面积２５ ７７４．２４ ｍ 。车站附属结构包含７个出入口、 ３组风亭、２个消防疏散口及１个冷却塔。施工时基坑深 ｌ６．２０～１７．５５ ｍ。 １．２工程施工难点 １）车站基坑全长超过４００ ｍ，深度超过１５ ｍ，属于特 图１基于ＢＩＭ技术的设计优化流程 大深基坑，工程体量大，主体结构特殊，北端为异形扩大 盾构端，节点结构复杂，细部处理困难。 ２．１三维模型构建 ２）周边环境复杂，车站位于人口密集区，基坑开挖 ＢＩＭ技术应用能否取得良好的效果取决于前期ＢＩＭ三维 影响范围内包括有高层建筑、城市交通干道（跨车站基 模型的构建。在罐子岭车站ＢＩＭ技术应用中，依据二维平 坑）、地下管线以及高压线塔等建（构）筑物，制约车站 面图纸，采用Ｒｅｖｉｔ软件进行车站ＢＩＭ模型的精细化构建， 施工因素多且复杂。 完成车站围护结构、主体结构、主体建筑等各类模型。 ３）工程任务繁重，施工工期压力大，车站北端 ２．２碰撞检测 （１００ ｍ）必须按照节点工期提供盾构始发条件。 以设计蓝图为依据，构建完成结构及建筑ＢＩＭ模型 后，利用相关软件可自动对整合后的模型或部分构件进行 碰撞检测。软件可自动生成碰撞检测报告，以便及时发现 设计图纸的问题，在配合完成内部图纸会审的同时，对发 现的问题提前与设计单位沟通，避免因图纸问题而影响现 场进度以及造成返工损失。 ５４曩２０１７・１０・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｉｔｏｎ 陈海燕 吴展捷李明明 张杨子： ＢｌＭ技术在大型博物馆工程建造中的应用 ＢＩＭ三维模型，包括结构模型、建筑模型、机电模型。将 各专业模型合并集成，利用Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ软件进行碰撞检查 并获取碰撞检查报告。ＢＩＭ工程师对碰撞检查报告进行分 析，排除软件误判区域，找出实际碰撞点，并依照碰撞报 双曲屋面模板排布时，选择尺寸的原则为沿纵向曲率 较小侧模板长度可适当加长，但沿垂直屋脊方向的模板宽 度应控制在３０￣５０ ｃｍ之间，曲率越大，板宽越小。ＢＩＭ工 程师在三维模型中对模板进行模拟拼装排布（图１），确保 告在图纸会审时汇同各方参建单位讨论并确定修改意见， 提前解决图纸问题。避免因图纸问题而导致后期停工乃至 返工，节省施工工期。 屋面双曲外观形状。预拼装完成后导出模板拼装平面图及 尺寸明细表，用于现场下料、铺设，保证施工质量，加快 施工进度。 ４．２机电管线综合 针对工程地下室区域专业管线多、交错复杂的情况， 应用ＢＩＭ软件对机电模型中各管线进行调整及深化设计。 按照“小管避大管、有压避无压、无保温避保温、水管避 风管、电器桥架位上、风管位下”的思路，进行各专业机 电管线的综合布置，从而使机电管线排布合理、走向正 确、交叉处理得当。结合综合布置后的机电模型，利用 ＢＩＭ软件实时检查地下室各处净高，对局部净高不足的区 图１模板三维排布 域进行二次调整，以满足净高规范要求。最后，导出深化 设计机电平面图用于指导现场施工，确保现场安装正确、 美观。 ４．６砌体排砖应用 瓦爿墙是浙东地区民间的、以就地取材的各种旧砖、 旧瓦等废旧建筑材料为主材，草筋黄泥或黄泥加白石灰为 黏结辅料，采用层层叠砌的工艺砌筑而成的一种墙体。墙 体材料需多规格种类材料，形状、颜色不定。基于ＢＩＭ软 ４．３异形结构空间定位 针对工程屋面双曲空心楼盖的结构特点，重点建立双 曲屋面结构ＢＩＭ模型。通过ＢＩＭ模型模拟工程测量方案，获 取各关键点位的坐标、高程信息，帮助现场对结构进行精 确放样。通过屋面机电模型与结构模型的合并，获得机电 套筒预埋、模板开孔位置，解决传统施工方法在异形结构 上的定位难题。 件模拟建造技术，在软件中对瓦爿墙进行虚拟排砖砌筑 （图２），对成品效果进行观察调整，尽可能还原图纸设计 要求，然后按三维模型导出排砖图纸，统计不同种类材料 的用量用于指导实际施工，在保证成品效果的前提下，大 大减少现场施工时的返工现象和材料的浪费。 ４．４异形结构工程量提取 在双曲屋面结构模型中按构件类型分别建立钢筋模 型，在结构模型中分别提取异形构件混凝土工程量和钢筋 工程量。钢筋按规格种类导出明细表，信息包括钢筋外 形、尺寸、长度、数量等，用于指导现场下料加工，保证 加工成品符合双曲屋面的施工要求。混凝土工程量借助比 目云算量软件。将结构模型中的构件与其进行关联，按计 算规则进行映射，汇总计算获得双曲楼盖混凝土工程量。 图２瓦爿墙排砖示意 相比传统方法，通过三维模型获取的不规则异形构件混凝 土工程量具有准确、快速等优点，有利于项目部对材料的 控制以了解项目成本，这也将成为后期结算的有力依据。 ４．７可视化应用 对于施工工程的重点方案、关键部位及节点（图３）， ４．５方案模拟应用 解决好双曲空心楼盖支模架搭设是本工程整个双曲空 心楼盖施工的重点。通过ＢＩＭ技术，根据支模架方案各搭 设参数，建立支模架模型，模拟立杆布置，根据楼面与屋 面底部标高数据提取出每根立杆位置处的架体搭设高度， 可利用三维模型和视频动画辅助传统二维图纸进行说明， 使技术人员与作业班组之间对技术交底、方案讨论工作能 有更形象、直观的了解，有效避免各方理解偏差，提高工 作效率。 ４．８进度管理 将ＢＩＭ模型与工程的进度计划相关联，在模拟建造过 程中，分析人、材、机等资源用量和各施工流水的合理 性，优化进度计划。对可能造成工期延误的因素做出预判 （下转第１５４８页） 扣除模板厚度、木方、可调支座等即可获得立杆长度数 据，导出立杆标高平面图纸，用于技术交底，帮助确定钢 管拼接方案，提前配料加工，减少搭设难度，在确保施工 质量的前提下显著提高施工速度。 麓筑麓工・蔫３９眷・第１０期 ５４写● 管亚君 张 宇： 基于ＢＩＭ技术的机电管线模块化工艺研究 ４ 结语 通过对ＢＩＭ技术与机电管线模块化设计与施工的结合 运用的探索，可以看到机电模块化设计与施工可以克服传 统机电安装现场加工，安装方式效率低、成本高、质量难 以控制，变更多、返工多，多专业作业协调难，现场施工 安全隐患多、污染多等多种问题，在保证机电管线安装质 量的同时，提高了现场施工效率，为“工厂预制化”和 图２升降平台控制界面 “现场装配化”的新型机电安装工业化提供了一条实现途 径。 ３．３．２模块化机电系统数字化物流 基于ＢＩＭ技术，在模型中给每个模块信息进行自动编 码，打印输出二维码后贴于模块上作为模块组件的身份 “ＩＤ”。 ＢＩＭ技术作为实现建筑业转型升级、促进绿色建筑发 展、提高建筑业信息化水平和推进智慧城市建设的基础性 技术，其与机电安装行业的预制加工、虚拟建造、物联网 结合等的深入应用与融合，是未来的发展方向，期待在国 家新一轮科技创新和产业变革中，为建筑业带来战略性和 全局性的影响。 机电模块在粘贴二维码后，通过扫描设备对其入库、 出库、安装、质检等环节进行扫码，保证数据实时与ＢＩＭ 模型关联，后台实时记录并显示当前状态，便于项目现场 对机电模块的跟踪管理，并提高材料的管理效率。 整个物流与安装管理的跟踪流程包括：现场扫码获得 组件的详细信息，安装前扫码知晓模块的安装位置、标高 等信息，保证精确安装；安装完毕后扫码，平台即时记录 状态，并在ＢＩＭ模型中高亮显示：调试验收扫码可调出对 ☆☆参考文献☆☆ １】张晓剑，尹奎．伍永祥．基于ＢＩＭ的机电工程数字化预制加工 安 装，２０１ ５（８）：５７—６０． ２】 张存贵．管道工厂化预制技术在建筑机电安装中的应用【Ｊ１－山西建 筑，２０１ １，３７（２９）：９５—９６． 应构件的质检表单等并实时录入信息，保证安装的及时性 与准确性。 ３】 葛文兰，于晓明，何波，等．ＢＩＭ第二维度：项目不同参与方的ＢＩＭ应 用【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，２０１１． （上接第１５４３页） ５ 结语 通过在富阳博物馆、美术馆、档案馆“三馆合一”项 目中应用ＢＩＭ技术ｐ。ｌ，帮助解决了传统施工方法在应对复 杂结构施工过程的各类难点问题，为工程ｉｌｉＯＮ竣工奠定了 坚实的基础。同时在工程安全、质量、经济效益方面均取 得了良好的效果，为工程项目实现绿色施工提供了良好的 支撑条件。可见，ＢＩＭ技术的应用不仅解决了传统方式下 图３节点大样 无法克服的技术难题及管理难题，而且在“互联网＋”及 “工业化”大潮下，开启了全新的管理模式，为施工现场 和调整，对已经滞后的部位进行调整并考虑后期的进度追 的工业化、标准化发展奠定了坚实的基础。 ☆☆参考文献☆☆ 赶等，使管理人员对实际施工过程中的进度能做到动态、 全面地把握并做到可视化管理，提高工作效率（图４）。 … 曾波，朱洁．杨文博．等．ＢＩＭ技术在大型城市综合体工程智能建造中 的应用【Ｊ】．建筑施工，２０１７，３９（６）：９０３—９０５． 【２】黄宗贵．张明亮周瑾，等．ＢＩＭ技术在双曲薄壳混凝土屋面施工中的 应用【Ｊ】＿土木建筑工程信息技术，２０１６，８（１）：１５－２１． ｆ３】 张向东．黄河博物馆迁建工程中ＢＩＭ技术的初步应用 建筑技术开 发．２０１６．４３（９）：１５－１６． ｆ４】 张明亮，黄宗贵，周瑾，等．ＢＩＭ技术在隆平水稻博物馆项目施工中的 图４建造过程中进度的动态管理 应用【Ｊ】．建筑技术，２０１ ７，４８（５）：５０４—５０７ ５４曩２０１ ７・１ ０・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ