BIM技術在地鐵機電工程中的應用

1、BIM技術在地鐵機電工程中的應用摘要:介紹了技術在重慶地鐵號線黑石子站機電工程施工管理中的應用，包括可視化展示、碰撞檢測、管線綜合、支吊架深化設計、工程量統(tǒng)計、項目管理平臺等。該技術的應用有助于更好地把控項目進度、降低項目風險、初步實現(xiàn)精細化管理、提高項目交付質(zhì)量、縮短工期。關鍵詞:技術;地鐵;項目管理平臺;精細化管理;機電工程;施工引言在城市軌道交通機電工程施工過程中，存在交錯施工、信息化程度低、協(xié)同管理差、進度管理難度高、質(zhì)量與安全管理難度大等問題。城市軌道交通工程的社會關注度高，其質(zhì)量、安全和工期狀況不僅涉及市民的切身利益，還會影響到政府的公信力和城市形象，因此，需要在更短的時間內(nèi)，優(yōu)質(zhì)

2、、安全、科學地完成城市軌道工程項目的施工任務。面對復雜的施工環(huán)境、繁重的施工任務和緊張的工期，基于傳統(tǒng)的管理方式已難以滿足城市軌道交通施工管理的需要。技術的應用為城市軌道交通項目建設提供了先進的管理理念，使各參建方圍繞著同一三維建筑數(shù)字模型開展工作。模型存儲和管理著與項目相關的所有信息，在項目規(guī)劃、設計、施工和運維等全壽命周期過程中進行共享和傳遞數(shù)據(jù)，對建筑物進行可視化、分析、模擬、統(tǒng)計、計算等工作，從而實現(xiàn)降低成本、縮短工期、保證施工進度、降低投資風險、保證工程質(zhì)量、輔助決策的目標。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點。技術的發(fā)展使得人們在不同行業(yè)和領域積極推進。年，濟南西

3、客站廣場項目開展了碰撞檢測、工程量統(tǒng)計及施工模擬，但對于管線碰撞的數(shù)據(jù)表述不夠詳細；上海地鐵某車站進一步應用技術進行了火災和人員疏散模擬，提供了可靠的車站環(huán)境設計數(shù)據(jù)，節(jié)約成本萬元；北京某車站應用技術后，設計變更比常規(guī)設計減少了，工期縮短；美國密歇根大學運用技術開展了工程量統(tǒng)計、施工模擬與仿真、自動提取施工數(shù)據(jù)等，提高了工作效率；等人應用的自動安全規(guī)則檢查安全隱患，并提出預防措施，做好施工中的墜落防護；另外，技術在混凝土供應鏈管理中擴展了空間，倫敦地鐵項目利用解決了各個項目融合的問題。目前，技術在城市軌道交通工程領域應用仍處于初級階段，本文以重慶地鐵號線黑石子站項目為研究對象，開展了可視化展示

4、、碰撞檢測、管線綜合、支吊架深化設計、工程量統(tǒng)計、項目管理平臺等應用，驗證具體效果與價值，探索提高城市軌道交通行業(yè)生產(chǎn)效率的應用方式與有效途徑，為類似項目應用技術提供參考。工程概況項目介紹重慶地鐵號線黑石子站位于重慶市渝北區(qū)海爾路，為重慶市軌道交通號線一期工程第座車站，是連接港城站和寸灘站的交通樞紐。該項目總建筑面積為，其中地下層為站臺層，地上層為站廳層，地上層為商業(yè)設施層。車站采用魚腹式站型，島式明挖方式，長，寬，相對高度。工程重難點分析該項目位于長江邊、海爾路附近，交通擁擠，施工道路崎嶇且坡度較大，施工場地空間有限，專業(yè)面交叉作業(yè)多，給機電施工造成很大困難。機電工程施工工期緊，機電設備質(zhì)量

5、較大，管線排布復雜且較為集中，能源機房和配電間的空間相對狹小，如何在較短工期內(nèi)完成項目施工與交付運營，對項目參與的任何一方都將是巨大的挑戰(zhàn)。該項目參建方多、信息量大、管理模式粗放，項目參與人員無法全面、實時、動態(tài)地掌握項目信息，項目信息的不對稱性加大了項目的復雜性和不確定性，生產(chǎn)效率較低。模型建立建模軟件選擇對比了市場上影響力相對較大和知名度較高的軟件公司的核心建模軟件，選取在城市軌道交通領域應用較多的公司產(chǎn)品建立了模型，如，斯維爾插件等。模型建立流程在該項目施工準備階段，模型的建立主要包括：標準的制定、構件編碼命名規(guī)則、內(nèi)部協(xié)同原則與方式、外部協(xié)同、數(shù)據(jù)交換規(guī)則等。根據(jù)設計圖紙出圖進度，實時

6、更新模型，在后期施工過程中，根據(jù)管線綜合實際排布、支吊架布置、相關設計文件，不斷優(yōu)化和完善模型。技術在施工管理中的應用模型可視化展示在項目施工階段，三維模型可視化可以快速直觀地查看建筑物的主體結構和布局，施工技術管理人員能夠更好地理解設計者意圖，快速查詢構件信息，優(yōu)化施工方案模擬，精確查看施工進度與裝修方案等，為施工階段提供可視化決策。碰撞檢測為了提前避免各專業(yè)構件之間的交叉碰撞問題，及時優(yōu)化設計，該項目利用軟件檢查了單一專業(yè)和多專業(yè)之間碰撞，共發(fā)現(xiàn)問題處，并及時反饋給設計單位進行變更，圖，給出了不同專業(yè)碰撞統(tǒng)計結果及反饋情況，避免了因圖紙帶來的停工及返工問題，提高了項目管理效率，為后期現(xiàn)場施

7、工管理打下基礎。管線綜合根據(jù)機電專業(yè)管線綜合圖紙，按照機電管線綜合排布總體策劃與避讓的原則，綜合考慮管道間距、垂直管線布置原則、各系統(tǒng)功能需求、機房空間、施工方便、美觀等因素，對黑石子站機電管線進行了合理地排布，共發(fā)現(xiàn)問題處，并針對各項問題給出了相應的深化設計方案，經(jīng)過設計和施工技術人員溝通、修改、簽字確認后，作為下一步施工的重要依據(jù)。合理布置各專業(yè)管線，最大限度地增加了建筑使用空間，減少了由于管線施工沖突造成的二次施工，保證了機電各專業(yè)施工有序進行。支吊架深化設計由于該項目管線綜合圖紙出圖時間較晚，施工工期緊，施工任務較重，前期綜合管線支吊架的初步設計工作由生產(chǎn)廠家來完成，后期根據(jù)其提供的設

8、計方案，按照風上、電中、水下的原則布置，即送風管、排風管道布置在上層，共用電纜橋架在中間，共用水管支架布置在下層。上下重疊敷設時，管線分支多、檢修維護多的放在下方，少的放在上方。其中，共用電纜橋架布置在車控室、弱電豎井、環(huán)控電控室、照明配電室一側(cè)，共用水管支架布置在另一側(cè)。考慮到管線數(shù)量多，為防止橋架受彎變形，結合橫擔的受力特點，選擇支架間距為，局部管道拐彎處考慮應力突變，支架進行加強，間距一般按布置，將修改后的管線綜合支吊架方案反饋給生產(chǎn)廠家進行驗算和校核。在綜合支架施工前，現(xiàn)場勘察其安裝環(huán)境，根據(jù)對吊頂后的凈空要求，將支架的尺寸、安裝標高及管線路徑進行復核，確?，F(xiàn)場順利安裝，管線布置合理規(guī)

9、范。該項目共調(diào)整優(yōu)化吊架詳圖處，優(yōu)化后管線綜合支吊架某斷面見圖。工程量統(tǒng)計斯維爾三維算量軟件具備以下特點：第一，本身是基于的插件，模型信息無縫對接，工程量計算快速、精準；第二，具備構件自動扣減功能，扣減計算符合國家標準清單以及地區(qū)定額規(guī)則，提高了數(shù)據(jù)的準確性，降低了工作強度，減少了工作時間；第三，計算結果可以追溯，計算過程可通過可視化進行直觀核查。該項目通過工程設置、模型映射、清單映射、分析計算等工作流程，對黑石子站機電專業(yè)進行了工程量統(tǒng)計，并將統(tǒng)計結果與傳統(tǒng)方式統(tǒng)計工程量數(shù)據(jù)進行了對比，雖然在單項統(tǒng)計結果上有偏差，但其差異在可控范圍之內(nèi)，實現(xiàn)了對材料與設備采購成本的高效管控。項目管理平臺該項

10、目針對地鐵車站施工管理難點，構建了基于技術的項目管理平臺，主要是對工程項目施工階段進行了全方位精細化管理。在充分利用前期設計階段建立的模型信息基礎上，進行建設階段的管理，并不斷積累設計、施工階段的信息，便于后期運營管理。管理平臺功能項目管理平臺的核心為應用層，按照為業(yè)主提供建筑全過程整體解決方案的原則，通過管理平臺及客戶端，協(xié)助業(yè)主協(xié)調(diào)各參建方實施技術、管理各階段的成果和工程數(shù)據(jù)，將模型與成本、進度、質(zhì)量、安全等業(yè)務數(shù)據(jù)相結合，實現(xiàn)施工階段的信息共享、傳遞、多方協(xié)同、可視化管理，最終形成工程的數(shù)字化資產(chǎn)，為資產(chǎn)管理和設備運行維護提供基礎數(shù)據(jù)。管理平臺應用通過搭建項目管理平臺，實現(xiàn)了工程施工階段

11、的進度管理、質(zhì)量管理、安全管理、會議管理、成本管理、文檔管理及移動等功能應用，推出了創(chuàng)新工程例會模式，初步實現(xiàn)了精細化管理，降低了工程項目風險，提高了安全管理水平及項目交付質(zhì)量。）進度管理。進度管理應用為管理者提供了相關管理操作界面與工具層，利用該平臺，管理者可以上傳施工進度計劃，進行可視化模擬，實現(xiàn)對整體項目進度的動態(tài)控制。任意時間段的施工進度計劃可以關聯(lián)模型構件、查看施工狀態(tài)、統(tǒng)計工程量。圖為施工計劃與構件關聯(lián)。根據(jù)工程量實際完成情況，進行實際進度情況統(tǒng)計，如圖所示。通過平臺實時反饋進度計劃，在施工全過程進行檢查、分析、時時跟蹤，對比實際進度與計劃進度，明確兩者差異的原因，便于在計劃出現(xiàn)異

12、常時及時對計劃或現(xiàn)場工作進行調(diào)整，保證施工進度和工期節(jié)點按時或提前完成。）質(zhì)量安全。利用項目管理平臺的質(zhì)量安全管理應用及移動端的質(zhì)量安全模塊，實時同步反映現(xiàn)場質(zhì)量、安全問題及隱患，對問題進行記錄整改，并可上傳與該問題相關的圖片和規(guī)范性文件，相關責任人收到提醒及時處理后反饋至發(fā)起人。在平臺上，對質(zhì)量安全問題可以進行分類統(tǒng)計分析，自動生成報表，目的是對現(xiàn)場施工質(zhì)量、安全等問題進行統(tǒng)一的、可追溯管理，避免再次發(fā)生類似的質(zhì)量安全問題，保證了施工質(zhì)量與安全。該項目已經(jīng)完成處理質(zhì)量問題個、安全問題個。）會議管理。該平臺推出創(chuàng)新工程會議模式，可以基于三維模型直觀地反映施工現(xiàn)場進度計劃與實際工況，結合現(xiàn)場進度

13、照片和施工計劃及任務等相關事宜，進行項目管理和問題協(xié)調(diào)。具體特點表現(xiàn)在：及時高效，現(xiàn)場問題及時反饋和解決，周例會時間縮短；精確管理，通過督辦項、計劃、紀要等實現(xiàn)日常工作精細化管理；信息存檔，工程建設信息的全程歸檔。平臺共錄入和處理督辦事項項、周任務個、協(xié)調(diào)的問題個，提高了項目管理效率，節(jié)約了個工時。）成本管理。通過成本管理實現(xiàn)了對黑石子站機電工程各標段每周的產(chǎn)值完成情況匯總統(tǒng)計，便于對整個工程的產(chǎn)值完成情況進行全面掌控，對偏離產(chǎn)值計劃的標段及時進行反饋和調(diào)整，為項目工程產(chǎn)值按時完成提供保障。平臺可實時填報成本情況，根據(jù)周月年填報人單位等統(tǒng)計及分析投資計劃和完成信息，對于計劃投資小于審核的情況，

14、展示該項產(chǎn)值偏差分析和糾偏措施。目前，施工單位家共錄入產(chǎn)值計劃項，相關產(chǎn)值問題個，保證了年度工程產(chǎn)值計劃進度。通過在黑石子站開展管理平臺應用，提升了專業(yè)人員建模、協(xié)同平臺應用能力，有助于進一步打造軌道交通示范項目，提高整體管理與運作項目的信息化管控能力，為重慶城市軌道交通行業(yè)項目管理平臺應用樹立了標桿。結語本文針對城市軌道交通領域技術應用開展了研究，以重慶地鐵號線黑石子站為試點，在項目施工階段應用效果顯著，其中可視化為施工階段提供了決策的可行性，碰撞檢測減少了施工前出現(xiàn)變更的可能性，管線綜合最大限度保證了機電工程各專業(yè)施工的有序性，工程量統(tǒng)計為造價管理提供了工程量精確統(tǒng)計的可控性，支吊架深化設計確保管線布置合理規(guī)范性；同時，結合項目管理平臺應用，有效控制了施工進度、成本、質(zhì)量、安全、風險等，確保了