汪劍，朱人平

（1.上海振華重工電氣有限公司，上海 200125；2.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司長(zhǎng)興分公司，上海 200125）

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)的含義

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡(jiǎn)稱(chēng)，而B(niǎo)IM技術(shù)是一個(gè)概念，是將建筑工程全壽命周期內(nèi)的建筑工程信息整合到所建立的單一BIM模型之中。BIM技術(shù)在傳統(tǒng)2D平面繪圖的基礎(chǔ)上，加入空間因素形成3D模型，再融入時(shí)間進(jìn)度信息和成本造價(jià)信息，可形成3D模型+1D進(jìn)度+1D造價(jià)的五維建筑信息模型[1]，具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新的技術(shù)，有其獨(dú)特的優(yōu)越性，為建筑產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了全新的流程變革，改變了傳統(tǒng)2D平面繪圖工作流程的諸多弊端，提升了BIM技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值，具體特點(diǎn)表現(xiàn)為如下幾方面。

1）可視化：BIM技術(shù)提供了可視化的思路，將以往各專(zhuān)業(yè)相互獨(dú)立的平面圖整合為單一簡(jiǎn)單易懂的三維立體實(shí)物圖形直觀地展示在人們的面前，是一種能夠在構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視化。

2）協(xié)同作業(yè)：BIM的工作流程是將讓所有項(xiàng)目參與人員一起協(xié)同作業(yè)，同步所有作業(yè)是傳統(tǒng)作業(yè)所不允許的。BIM技術(shù)改變了現(xiàn)今建筑產(chǎn)業(yè)的普遍做法，增進(jìn)了工程中各團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同作業(yè)，更將之前各自為戰(zhàn)的專(zhuān)業(yè)納入統(tǒng)一平臺(tái)進(jìn)行信息整合。

3）參數(shù)化：BIM技術(shù)運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)的形式及參數(shù)化構(gòu)件的概念有別于傳統(tǒng)的2D平面繪圖概念及工作流程。使用BIM軟件可以輕易維護(hù)材料的數(shù)量和工作流程，不同于以往需要人力來(lái)估算材料數(shù)量，不僅時(shí)間與流程準(zhǔn)確，在某一方修改項(xiàng)目模型或是變動(dòng)數(shù)量時(shí)，其他相關(guān)的圖面也可以即時(shí)地自動(dòng)更新。

2 地鐵機(jī)電安裝工程概述

2.1 地鐵工程的組成

城市地鐵工程主要由土建工程和系統(tǒng)工程2大部分組成。其中，土建工程又分為車(chē)站（主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)和砌體建筑）和區(qū)間土建工程；系統(tǒng)工程又可分為軌道系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、供電牽引系統(tǒng)、屏蔽門(mén)系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警（FAS）系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控（BAS）系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票（AFC）系統(tǒng)、電力監(jiān)控（SCADA）系統(tǒng)、人防系統(tǒng)、車(chē)輛段及車(chē)輛系統(tǒng)、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)，以及控制中心、電梯和自動(dòng)扶梯等。

地鐵機(jī)電安裝工程主要由通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和動(dòng)力照明系統(tǒng)組成，因BIM技術(shù)的引進(jìn)，車(chē)站內(nèi)的墻體砌筑工程也劃歸到機(jī)電安裝工程內(nèi)，這樣可以改變傳統(tǒng)的施工工藝，建筑墻體一次砌筑成型，減少施工工序。

2.2 地鐵機(jī)電安裝工程的特點(diǎn)

地鐵機(jī)電安裝一般在土建主體結(jié)構(gòu)完成之后。在施工之前，需要對(duì)土建結(jié)構(gòu)、隧道進(jìn)行實(shí)地勘察，對(duì)土建施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的位置偏差進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，以確保土建結(jié)構(gòu)的尺寸、位置符合設(shè)計(jì)要求。

機(jī)電安裝專(zhuān)業(yè)管線多且排布密集，需要采用管線綜合技術(shù)進(jìn)行排布，施工作業(yè)難度大。除機(jī)電安裝系統(tǒng)自身的管線外，還有列車(chē)的牽引系統(tǒng)、接觸網(wǎng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)管線，致使安裝空間更加狹小，進(jìn)一步增加了機(jī)電安裝的難度。

地鐵工程整體施工周期較長(zhǎng)，但留給機(jī)電安裝工程的時(shí)間比較短，施工工期相對(duì)比較緊張，工程中的材料設(shè)備及控制系統(tǒng)一般都是比較先進(jìn)的，且系統(tǒng)多、控制點(diǎn)多。在設(shè)備及系統(tǒng)安裝完成后，需要進(jìn)行深度全面的調(diào)試工作，以達(dá)到盡可能早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題的目的，因此，調(diào)試工作量相當(dāng)大，質(zhì)量要求高，需要具有較高技術(shù)水平的工作人員來(lái)完成，對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理人員的要求也更高。

3 BIM技術(shù)地鐵機(jī)電工程支吊架安裝中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的施工模式中，管線的支吊架采用圖紙測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)加工制作、安裝的方式，遇到管線未考慮到或支吊架碰撞等情況，需將已安裝的支吊架取下，再重新進(jìn)行測(cè)量、制作、安裝。需要在現(xiàn)場(chǎng)劃分出材料加工區(qū)，不利于現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)劃和文明施工管理，支架制作過(guò)程中焊接作業(yè)也會(huì)給施工場(chǎng)地帶來(lái)污染問(wèn)題。將BIM技術(shù)運(yùn)用到地鐵機(jī)電工程支吊架的安裝上，可以在BIM模型文件中布置支吊架的形式、數(shù)量及安裝位置，導(dǎo)出BIM成果文件，然后在預(yù)制化加工廠制作完成，以成品支吊架的形式運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)再按照BIM模型導(dǎo)出的安裝位置圖進(jìn)行支吊架的安裝[2]。能夠有效地改善傳統(tǒng)模式的不足，避免碰撞問(wèn)題，節(jié)約施工成本，縮短施工工期。

3.1 支吊架劃分及設(shè)置原則

地鐵機(jī)電安裝工程中的支吊架形式主要為綜合支吊架、組合支吊架和末端支吊架。支吊架沿管線方向每隔2m設(shè)置一副支吊架，局部干涉時(shí)可小于2m。

1）綜合支吊架：設(shè)備區(qū)走廊內(nèi)各專(zhuān)業(yè)管線較多，且安裝空間狹小，各專(zhuān)業(yè)管線單獨(dú)設(shè)置支吊架施工比較困難，采用綜合吊架的形式可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

2）組合支吊架：公共區(qū)水管和橋架在同一垂直面上，采用組合吊架的形式，可以減少支吊架的布置數(shù)量，節(jié)約材料和安裝空間。

3）末端支吊架：未落在綜合支吊架和組合支架上的獨(dú)立風(fēng)水電專(zhuān)業(yè)管線，設(shè)置末端支吊架。

4）區(qū)間支架：設(shè)置在隧道區(qū)間，用于區(qū)間水管及電纜橋架的支撐和固定。

3.2 支吊架布置成果文件

利用建模大師（機(jī)電）軟件在模型中沿管線方向逐個(gè)設(shè)置支吊架，并在支吊架旁設(shè)剖面，對(duì)支吊架進(jìn)行調(diào)整并編號(hào)，規(guī)格形式相同的其編號(hào)也應(yīng)相同，便于統(tǒng)計(jì)加工。支吊架設(shè)置完成后導(dǎo)出BIM成果文件，成果文件包含支吊架平面布置圖、支吊架明細(xì)表和各編號(hào)支吊架的剖面圖。

1）支吊架平面布置圖。從模型中導(dǎo)出DWG格式的支吊架平面布置圖，在CAD中將建筑底圖灰顯，再將支吊架平面布置圖與建筑地圖重合，標(biāo)注支吊架位置信息，生成施工用的支吊架平面布置圖。

2）支吊架明細(xì)表。支吊架明細(xì)表從模型中導(dǎo)出時(shí)只保留支架的編號(hào)、數(shù)量及注釋等信息，其余用于篩選的參數(shù)隱藏，生成簡(jiǎn)潔明了的支吊架明細(xì)表清單。

3）各編號(hào)支吊架剖面圖。將各支吊架的剖面圖在模型中按照明細(xì)表的順序排列，再將圖紙導(dǎo)出，對(duì)缺失的尺寸信息進(jìn)行標(biāo)注，生成提交版剖面圖。

3.3 支吊架預(yù)制

預(yù)制化加工廠在支吊架BIM成果文件的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，選取支吊架原材型號(hào)規(guī)格尺寸，并提供受力分析報(bào)告，經(jīng)設(shè)計(jì)院和施工單位確認(rèn)后，再依據(jù)深化后的圖紙進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)加工。圖1a、圖1b為深化設(shè)計(jì)前后的綜合支吊架剖面圖。

綜合支吊架考慮調(diào)整的靈活性，采用可調(diào)剛性支吊架的形式，而組合支吊架、風(fēng)管支吊架、水管支吊架、橋架支吊架和區(qū)間支吊架采用固定支吊架的形式，用型鋼黑材焊接加工成型，再運(yùn)送至鍍鋅廠整體鍍鋅，可以很好地保證支吊架的抗腐蝕性能。

圖1 支吊架剖面圖

3.4 支吊架安裝

施工現(xiàn)場(chǎng)依據(jù)支吊架的平面布置圖，提前在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各支吊架進(jìn)行測(cè)量放線定位，確定各支吊架的安裝位置，然后對(duì)螺栓安裝位置進(jìn)行鉆孔并安裝膨脹螺栓，成品支吊架運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，按編號(hào)將其分別運(yùn)放于其所在的平面位置，最后再逐個(gè)進(jìn)行安裝固定，直至所有的支吊架安裝完成。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電工程支吊架中的應(yīng)用只是很小的一塊。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的發(fā)展，其在建筑行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，表現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力，受到了建筑行業(yè)的青睞。地鐵機(jī)電安裝工程作為建筑行業(yè)中的一部分，又有著其自身的特點(diǎn)，施工周期較短，涉獵的專(zhuān)業(yè)范圍廣，影響因素多，交叉施工現(xiàn)象嚴(yán)重等。探索BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用落地，對(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)的工程管理模式和施工理念有重要的意義。