萬傳軍 王孝忠

（中國鐵建電氣化局集團(tuán)有限公司，100043，北京∥第一作者，總經(jīng)理）

地鐵綜合管線是地鐵車站內(nèi)部各系統(tǒng)管線的統(tǒng)稱，主要包含通風(fēng)空調(diào)、給排水、動(dòng)力照明、BAS（車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）、FAS（防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)）、信號(hào)和通信等系統(tǒng)管線。綜合管線是地鐵的“經(jīng)脈”，是地鐵實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能的重要組成部分。然而，由于地下車站空間狹小，使綜合管線的施工成為地鐵施工的難題之一，尤其是在地鐵出入口位置，管線更為密集，是地鐵綜合管線施工中的瓶頸。

自1965年我國第一條地下鐵道開始建設(shè)以來，每條地鐵在建設(shè)過程中都將各系統(tǒng)管線施工工藝的研究納為重點(diǎn)工作，并且在系統(tǒng)管線排布的標(biāo)準(zhǔn)方面做了大量研究工作，形成了較為完善的地鐵管線施工工藝及標(biāo)準(zhǔn)。但國內(nèi)絕大多數(shù)地鐵工程針對(duì)出入口區(qū)域綜合管線的施工仍采用“先施工、先占位”的方針，往往導(dǎo)致此區(qū)域的施工滯后，工期拖延。目前，國內(nèi)對(duì)此區(qū)域綜合管線施工主要采用后期現(xiàn)場(chǎng)定位和前期分專業(yè)施工法。但這些方法均不能在施工前直觀地反映綜合管線的位置關(guān)系和線路的走向，因此不能完全解決綜合管線的工藝控制問題，為此需經(jīng)常返工,不僅浪費(fèi)了大量的人力物力，而且延長(zhǎng)了綜合管線施工工期。

為更好地解決地鐵出入口綜合管線施工這一技術(shù)瓶頸，本文針對(duì)綜合管線布局和工藝優(yōu)化方法進(jìn)行研究，引入BIM（建筑信息模型）技術(shù)，對(duì)出入口綜合管線的傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，突破其局限性，并有效地提高了出入口綜合管線的施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了一次施工合格，有效縮短了施工工期。

1 傳統(tǒng)出入口綜合管線施工方法

地鐵出入口具有綜合管線密集交錯(cuò)、空間狹小等特點(diǎn)，使此區(qū)域綜合管線施工成為地鐵綜合管線施工的重要難題之一。傳統(tǒng)的地鐵出入口綜合管線施工方法有后期現(xiàn)場(chǎng)定位施工和前期分專業(yè)施工兩種。

1.1 后期現(xiàn)場(chǎng)定位施工法

此方法在地鐵出入口綜合管線施工過程中采用較多，其具體的施工工藝流程如圖1所示。

本工藝實(shí)施的前提是地鐵出入口區(qū)域外綜合管線施工完畢，同時(shí)依據(jù)公共區(qū)裝修吊頂標(biāo)高對(duì)通風(fēng)管道（一般為兩條送排風(fēng)大系統(tǒng)）進(jìn)行優(yōu)化定位，依據(jù)通風(fēng)管道的位置對(duì)動(dòng)力照明、給排水、FAS、BAS和通信等專業(yè)管線進(jìn)行優(yōu)化定位，各專業(yè)嚴(yán)格按照優(yōu)化后的管線位置進(jìn)行施工，并對(duì)施工后的綜合管線進(jìn)行位置復(fù)核，確保滿足線路要求和檢修要求。

本工藝方法對(duì)管線的走向有很好的定位作用，但其弊端也較為突出，嚴(yán)重影響施工工期，需待各專業(yè)管線施工后，才能進(jìn)行本區(qū)域的管線施工，對(duì)工期影響最為突出。

圖2 前期分專業(yè)施工流程圖

2 基于BIM技術(shù)的綜合管線優(yōu)化方法

1.2 前期分專業(yè)施工法

此方法在地鐵出入口綜合管線施工過程中采用較少，其具體的施工工藝流程如圖2所示。

本工藝實(shí)施過程不需要等各專業(yè)管線施工完畢，通風(fēng)、給排水、動(dòng)力照明、通信和FAS等專業(yè)依據(jù)各自施工工期計(jì)劃，在出入口位置的管線跟隨系統(tǒng)管道直接劃線定位施工，在遇到其他專業(yè)已經(jīng)施工完畢的管線時(shí)，對(duì)本專業(yè)管線方位進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)預(yù)留檢修空間，如無法進(jìn)行優(yōu)化，需相關(guān)專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)審，進(jìn)行相應(yīng)的返工返修工作。

本工藝方法有利于縮短綜合管線的施工工期，但其弊端也較為突出，存在較大工程量的返工返修工作，造成人力物力的嚴(yán)重浪費(fèi)，不利于施工質(zhì)量和成本的把控。

BIM以建筑工程的各種信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依托現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)將上述信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為仿真建筑模型。該模型反映了建筑物的真實(shí)數(shù)據(jù)信息，且具有可視化、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)。

為解決地鐵出入口綜合管線施工的難題，本文引入BIM技術(shù)對(duì)地鐵出入口綜合管線安裝技術(shù)進(jìn)行研究，既提升地鐵出入口綜合管線的安裝質(zhì)量及效率，也縮短了施工工期，降低安裝成本。本次BIM技術(shù)在地鐵出入口綜合管線施工的應(yīng)用研究流程如下：

（1）通過各種檢索手段以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)規(guī)范，收集國內(nèi)外地鐵出入口綜合管線施工的研究成果和施工經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行分析和優(yōu)化，為研究提供借鑒和參考。

（2）依據(jù)地鐵車站各專業(yè)二維綜合管線圖紙會(huì)審及施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)，將地鐵出入口綜合管線二維圖轉(zhuǎn)化為三維管線圖，實(shí)現(xiàn)綜合管線的可視化。

（3）依據(jù)三維管線圖，進(jìn)行出入口位置綜合管線碰撞信息檢查，并依據(jù)模型對(duì)管線碰撞位置進(jìn)行修改，確保出入口綜合管線不再發(fā)生碰撞；對(duì)出入口綜合管線的布局進(jìn)行合理優(yōu)化，以達(dá)到美觀大方且方便后續(xù)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)；最終產(chǎn)生由各專業(yè)確認(rèn)后的出入口三維綜合管線圖，并將三維圖轉(zhuǎn)化為二維圖進(jìn)一步指導(dǎo)施工。

（4）通過確定合理的施工工藝提高出入口綜合管線施工的效率及質(zhì)量。依據(jù)各專業(yè)管線在出入口部位的上下層位置關(guān)系，確定相關(guān)專業(yè)的先后施工順序，并派專人現(xiàn)場(chǎng)盯控，確保各專業(yè)按上下順序施工，減少因施工無序造成的窩工現(xiàn)象。

基于BIM技術(shù)的地鐵出入口綜合管線工藝優(yōu)化方法，利用BIM技術(shù)的可視化、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)，將出入口位置綜合管線施工中的問題提前在施工前解決，且通過工藝優(yōu)化有效提高了一次施工合格率，從而保證了施工工期和施工質(zhì)量，降低了施工成本。

3 基于BIM技術(shù)的地鐵出入口綜合管線工藝優(yōu)化方法應(yīng)用

3.1 利用BIM技術(shù)創(chuàng)建綜合管線三維施工圖

無錫地鐵2號(hào)線梁溪大橋站將BIM技術(shù)應(yīng)用到綜合管線的施工過程中，首先進(jìn)行的就是可視化轉(zhuǎn)化過程。即將傳統(tǒng)的二維綜合管線圖轉(zhuǎn)化為三維綜合管線圖。具體轉(zhuǎn)化過程如圖3所示。

圖3 二維圖至三維圖深化過程

在進(jìn)行三維圖轉(zhuǎn)化時(shí)，首先對(duì)梁溪大橋車站出入口土建單位的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)繪，重點(diǎn)是土建專業(yè)施工后車站出入口結(jié)構(gòu)中與設(shè)計(jì)圖紙存在不一樣的地方，以便為后續(xù)出入口綜合管線的碰撞和布局優(yōu)化提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，對(duì)于明顯的管線干涉部位，及時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通，從而對(duì)不合理的位置做出正確處理。

3.2 利用BIM技術(shù)對(duì)出入口綜合管線進(jìn)行碰撞檢查

利用BIM技術(shù)對(duì)梁溪大橋站出入口綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，以確保管線間滿足施工和后期的檢修距離。因出入口部位空間狹小、管線密集、工藝安排困難、檢修空間預(yù)留困難，因此需要重點(diǎn)進(jìn)行碰撞檢查。

利用BIM技術(shù)在施工前對(duì)出入口綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，提前預(yù)判管線碰撞位置，并針對(duì)碰撞位置及時(shí)作出調(diào)整，可避免綜合管線施工過程中出現(xiàn)窩工、返工和返修現(xiàn)象，從而提高施工效率，節(jié)約施工成本，確保施工質(zhì)量的可靠性。

3.3 利用BIM技術(shù)優(yōu)化出入口管線布局

采用BIM技術(shù)對(duì)梁溪大橋站出入口綜合管線進(jìn)行了合理優(yōu)化，使其不僅布局合理、美觀，還預(yù)留了充足的檢修空間，方便后續(xù)經(jīng)營(yíng)維護(hù)。優(yōu)化后的梁溪大橋站1號(hào)出入口綜合管線三維圖如圖4所示。

圖4 優(yōu)化后的1號(hào)出入口綜合管線三維圖

3.4 施工后的出入口綜合管線

依據(jù)BIM技術(shù)優(yōu)化的施工工藝，結(jié)合實(shí)際派專人到現(xiàn)場(chǎng)盯控安裝過程，確保各專業(yè)按照所確定的施工工藝進(jìn)行施工。施工后的效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，如圖5所示。

圖5 施工后的梁溪大橋站1號(hào)出入口綜合管線

4 結(jié)語

本文針對(duì)地鐵出入口綜合管線施工這一技術(shù)瓶頸，提出了基于BIM技術(shù)的出入口綜合管線工藝優(yōu)化方法。通過梁溪大橋站出入口實(shí)際檢驗(yàn)，采用BIM技術(shù)可有效提高出入口綜合管線一次安裝合格率、施工質(zhì)量，可縮短工期，降低施工成本，有效解決綜合管線在地鐵出入口位置難以精確定位這一技術(shù)瓶頸。因此，基于BIM技術(shù)的地鐵出入口綜合管線工藝優(yōu)化方法可作為密集管線區(qū)域施工的理論指導(dǎo)。

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