侯壯

摘 要：以BIM技術在某地鐵項目車輛段工程中的應用情況為例，地鐵車輛段能夠通過使用BIM技術完成管線碰撞檢查、模擬施工方案、施工進度管理、施工場地布置以及構建三維模型等全過程管理工作，實現(xiàn)信息集成管理，使地鐵車輛段施工管理過程中的常見問題得到高效處理，為后續(xù)的實際施工做好充分的準備工作，確保整個工程項目能夠在規(guī)定的時間之內保質、保量地完成。

關鍵詞：BIM? 地鐵車輛段? 施工管理? 技術應用

1 施工管理中BIM技術的作用

1.1 三維渲染

使用BIM技術構建三維建筑信息模型以后，地鐵工程項目的施工計劃和設計圖樣就會真實地展現(xiàn)在面前，讓人有身臨其境的感覺，它使施工場地和施工機械設備的布置情況變得更加形象、具體，可詳細分析復雜的施工環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)施工設計方案的優(yōu)化和升級。創(chuàng)建BIM模型以后，工程量計算變得更加準確，構件的精度提高。渲染好的BIM模型有較好的展示作用，使施工單位的中標概率更大。

1.2 快速算量

構建BIM建筑信息模型，在建筑生命周期的構建屬性和性能方面發(fā)揮出重要作用。在處理和應用大量的數(shù)據(jù)信息時，BIM技術的優(yōu)勢更加明顯。BIM的數(shù)據(jù)信息已經達到了構建級的標準，在創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫以后，施工階段的管理工作得以快速實現(xiàn)，使整個工程的施工效率上升到一個新的高度。比如：在BIM模型中，能夠對整個建筑工程的工程量進行準確的提取，掌握整個工程項目的施工范圍;在工程項目施工材料用量得以準確提取以后，能夠合理管控施工成本，為工程項目的造價管理和投標工作做好充分準備。

1.3 精確計劃

施工企業(yè)在發(fā)展過程中，雖然積累了大量的工程數(shù)據(jù)信息，但在接觸全新的工程項目時，依然會覺得無從下手，主要原因是施工企業(yè)積累的所有數(shù)據(jù)信息沒有開展任何的加工和處理工作，這些數(shù)據(jù)信息只是一種散碎的資料而已。使用BIM技術以后，施工企業(yè)在獲得工程項目基礎信息以后，經過一系列的加工和處理，對整個工程項目的機械設備、施工材料和施工人員等資源規(guī)劃出詳細的計劃，使施工企業(yè)精細化管理的目標得以最大程度的滿足。

1.4 虛擬施工

BIM三維可視化功能為虛擬施工提供了可靠的信息支撐，結合時間維度的進度安排，真實模擬了整個施工過程。以往在開展施工管理工作時，參與建設的責任主體比較多，各參與方之間缺少必要的交流和溝通，給項目進度管理造成了很多不必要的麻煩。在使用BIM技術以后，整個施工過程實現(xiàn)了虛擬化管理，能夠真實感受到實際施工進度與施工進度計劃之間的差別，做好施工進度調整工作，使那些因施工進度延誤而造成的各項損失得以避免。

1.5 碰撞檢查

地鐵管線排布具有較強的復雜性，在施工準備階段，技術人員利用BIM技術軟件創(chuàng)建三維模型，疊加需要檢測的所有專業(yè)模型，優(yōu)化升級工程設計理念，使最終確定的管線布置方案變得更加科學、合理^[1]。在詳細分析施工管理過程中使用BIM技術后的情況發(fā)現(xiàn)，隨著國家對BIM技術相關政策的推出，相關建設主管部門也對其給予了高度重視，施工企業(yè)在今后發(fā)展的過程中，要緊緊地抓住這一契機，做好發(fā)展戰(zhàn)略的整合工作，使企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

2 項目概況

地鐵項目車輛段工程全長1 300 m，施工方向為東西方向，寬度設置為320 m，總建筑面積達到520，000 m²。整個工程項目包含的施工內容有出入段和車輛段的房建工程、橋涵、路基、道路以及附屬工程等。

車輛段采取上蓋物業(yè)的形式，工程量非常大，施工工期緊。各區(qū)域施工以平行流水施工模式為主，因此會出現(xiàn)工序交叉、資源浪費和流水節(jié)拍延長的情況，各區(qū)域間可支配的自由時間較少。在詳細分析車輛段施工組織形式后，使用平行流水的施工組織模式，能夠取得最佳的施工效果。為了使工序交叉減少到最低、實現(xiàn)資源的共享，車輛段施工項目引入了BIM技術。在創(chuàng)建三維模型以后，使得各項目的施工任務得以有序開展，為整個工程的順利施工奠定了基礎。

3 基于BIM的施工管理技術應用

地鐵項目車輛段在施工階段引入BIM技術后，實現(xiàn)了設計優(yōu)化、碰撞檢查、棧橋和節(jié)點模擬、現(xiàn)場道路設計規(guī)劃、塔吊點位規(guī)劃、鋼筋場地布設規(guī)劃以及臨建工程規(guī)劃等全過程管理，充分體現(xiàn)出BIM技術高效同步和信息集成的優(yōu)勢^[2-3]，對地鐵車輛段施工管理工作做出了突出的貢獻。

3.1 構建三維模型

二維施工平面圖的直觀性和形象性要比三維施工平面差一些，二維施工平面圖不能將復雜的節(jié)點表達清晰，施工人員對設計師的設計意圖理解產生偏差以后，容易導致返工的情況發(fā)生。將BIM技術引入到地鐵車輛段施工過程中以后，以設計單位提供的設計圖樣為依據(jù)，創(chuàng)建三維立體模型^[4]，在模型中完成劃分和歸類工作，以施工過程的精度標準為核心，創(chuàng)建裝修、土建和機電三維模型。在施工時，施工人員將三維模型與二維模型結合起來，顯著提升識圖效果，及時發(fā)現(xiàn)存在的不足之處，將返工問題控制到最少。

3.2 布置施工場地

要想使施工活動順利進行，就要對施工場地進行合理化布置，特別是在地鐵項目建設過程中，施工現(xiàn)場多數(shù)都在市內繁華區(qū)域，場地狹窄。在開展施工項目前，要科學布設施工場地，事先將臨時用電用水、運輸?shù)缆贰⒋怪边\輸路線和施工材料堆放區(qū)域等位置規(guī)劃好，為后續(xù)的順利施工做好充分的準備工作。在使用BIM技術以后，施工單位依據(jù)施工現(xiàn)場的布置要求和實際施工情況，對整個過程進行模擬，使施工現(xiàn)場的布局變得更加合理、緊湊，確保后續(xù)施工能夠順利進行。

3.3 管理施工進度

地鐵的主要施工區(qū)域為城市中心，在項目建設施工時，急需解決的主要問題就是將環(huán)境影響降到最低，合理化管控施工進度，保證整個工程項目在規(guī)定的時間內交工。施工技術人員使用BIM技術反復研究施工方案，使最終確定的施工方案能夠滿足施工現(xiàn)場的實際要求，將施工風險點和施工成本降到最低，保證整個工程項目能夠在規(guī)定時間內完成^[5-6]。

3.4 模擬施工方案

模擬施工方案主要包括兩個方面的內容，即實時更新模型參數(shù)，實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。使用激光掃描、照相測量和GPS（Global Positioning System全球定位系統(tǒng)）技術以后，可清晰采集現(xiàn)場三維坐標，同時準確獲取建筑規(guī)模的大小，以方案中的模型參數(shù)為依據(jù)，對采取到的數(shù)據(jù)信息進行處理，實時轉化為相應的工程項目內容，并可及時更新模型數(shù)據(jù)。

3.4.1 模擬臨建項目設施施工

在施工準備的過程中，以總平面規(guī)劃設計方案為基礎，創(chuàng)建三維平面模型，做好施工現(xiàn)場的規(guī)劃和設計工作，對現(xiàn)場交通和臨建項目的建設施工情況進行模擬，顯著提升場地布置方案的整體效果。

3.4.2 模擬施工工序

地鐵車輛段的結構類型以框架為主，基樁、承臺、柱網與蓋體相結合的結構模式，施工組織難度系數(shù)和工程量都比較大。橋梁工程、建筑工程和路基工程共同構成了完整的施工工序，在模擬各個工程工序在總平面上的功能數(shù)據(jù)時，BIM技術發(fā)揮出了巨大作用，可以合理掌控整個工程的施工進度。

3.5 檢查管線碰撞

在地鐵車輛站中使用BIM可視化功能，直接檢查綜合管線碰撞情況，使用BIM技術三維模擬地鐵車輛段項目管線、預埋件和預留孔洞的布置情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題，可立即采取措施糾正，確保管線的各項要求滿足設計標準。使用管線碰撞檢查來合理調整布局，使管線排布變得更加便捷，可避免各種管線的碰撞問題。

通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)，將BIM技術使用到地鐵車輛站施工后，施工區(qū)域資源配置劃分變得更加合理。通過模擬施工方案，提前獲悉施工工程中可能會出現(xiàn)的問題，為地鐵車輛站建設的高質量完成做好充分的準備工作。同時，現(xiàn)場施工的安全管理、施工質量和施工效率都發(fā)生了巨大的改變。

4 監(jiān)理工作

工程所涉及的內容主要是地下工程（地下車站、區(qū)間隧道、旁通道、附屬結構等）、地面環(huán)境保護、地面交通設施保護，文明施工和安全生產要求高。根據(jù)本工程施工的特點，質量控制的關鍵在于過程控制，質量控制的重點是事前、事中的控制。這就要求監(jiān)理工程師能夠在施工前多分析、早預防;施工過程中及時發(fā)現(xiàn)質量隱患和影響質量的不良因素，采取相應措施予以預防和處理，確保工程質量滿足設計和規(guī)范要求。以工程的重點、難點為監(jiān)理對象，做好監(jiān)理工作。

4.1 施工場地布置與道路交通組織的監(jiān)理

（1）采用明挖法施工的車站，在開工前，應要求施工單位詳細調查路段和周圍的交通現(xiàn)狀，調查工程所分布的市政管線、建（構）筑物的情況，根據(jù)現(xiàn)場情況制定確保行車通暢、周圍居民進出順利、市政管線及建構物安全的施工期交通組織方案。方案應針對性強、措施完善，充分結合現(xiàn)場實際情況，能夠滿足公安交管等部門的有關要求。監(jiān)理工程師應嚴格審核交通組織方案，然后報公安交管部門審批，方案批準后方可實施。

（2）施工過程中，嚴格要求施工單位按審批的交通組織方案落實。地下車站工程交通組織方案應遵循“分段、倒邊、先建后拆”的原則。

（3）建議。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，建議當施工占用了部分快車道和綠化帶且主體結構施工完畢后，恢復綠化帶和快車道時，應遵循“分段、倒邊”的原則逐步恢復車站交通，先修建好臨時道路，再拆除舊有道路。在車站施工圍擋周圍設置醒目標志，防止對車站臨時設施的碰撞或損壞。

對于道路交通量比較小的路段，可結合臨近道路的交通運營能力，車輛采用繞道來進行疏解。待主體結構施工完成后恢復道路的交通能力，再進行局部圍檔，進行車站附屬結構的施工。

施工現(xiàn)場周圍設置各種交通標志，引導車流，保證行車順暢、安全。需改遷、保護的電力、電信、給排水、燃氣等市政管線，應遵循“分段、倒邊”的施工原則，施工時要結合現(xiàn)狀交通道路狀況，視情況予以加固、保護。施工中應要求施工單位加強對單位出入口、道路交叉口的維護，協(xié)調施工單位與當?shù)貑挝坏年P系。具體施工時，根據(jù)施工方案及現(xiàn)場協(xié)調情況，局部交通組織還應進行靈活機動的調整，以適應現(xiàn)場實際情況。

4.2 主體結構施工的監(jiān)理

本車站為地下結構，整個車站基本處于水位之下，根據(jù)招標文件的要求，地鐵車站主體和人行通道防水等級為一級，風井、風道等輔助結構防水等級為二級，防水要求高，混凝土自防水是防水工程的關鍵。在主體結構施工過程中，加強混凝土自身質量的控制，監(jiān)理采取駐場形式進行混凝土源頭控制，對混凝土原材料、配比等進行監(jiān)督?，F(xiàn)場混凝土澆筑前，應了解掌握其天氣情況，做好相應的防護措施;其現(xiàn)場準備工作必須到位，澆筑過程中加強振搗質量的控制;澆筑后的養(yǎng)護工作必須到位，減少由于內外溫差產生的裂縫，針對季節(jié)性混凝土施工，制定相關質量控制措施。

在對車站各部位的模板及其模板支架進行檢查驗收。應檢查模板的尺寸是否正確，嚴格控制結構凈空尺寸及預留洞口尺寸，該部位模板支撐必須具有一定的強度、剛度、穩(wěn)定性及嚴密性?；炷潦┕み^程中加強巡視檢查，避免洞口跑模。如出現(xiàn)跑模現(xiàn)象，應及時進行模板糾正，如糾正不了，待拆模后及時進行處理，避免影響后續(xù)安裝或盾構施工。

混凝土施工前，應對所施工段的所有預埋件進行全面的核查，確保其預埋件的位置及數(shù)量滿足設計要求，并對預埋件進行加固，避免由于混凝土施工對預埋件形成沖擊，使預埋件的位置發(fā)生偏移，從而影響后期安裝及盾構的進出洞施工。

由于工期要求緊，對主體結構混凝土構件的裂縫控制與防治措施要到位，嚴格對站臺層底板坡度、站臺板軸線、屏蔽門幾何尺寸、站廳層樓面平整度、軌頂風道預留孔位置、埋件準確性進行控制。

4.3 高支模施工的監(jiān)理

（1）審查施工單位上報的施工方案，必須經過專家論證并按照專家組意見進行修改完善，各方簽字手續(xù)齊全，簽字人員有效。

（2）對高支模的原材料進行控制。檢查已進場的腳手架構配件的出廠質量合格證，檢查使用的鋼管是否存在彎曲、變形、開裂、鉆孔、嚴重銹蝕等影響施工安全的質量問題，嚴禁使用有嚴重變形、損傷、銹蝕的門架及配件。督促施工單位在使用前對構配件進行取樣送檢，檢測合格后方可投入使用。

（3）搭設前，檢查施工現(xiàn)場作業(yè)的架子工的《特殊作業(yè)操作證》是否滿足施工安全要求，架子工必須持證上崗;項目部是否進行了安全技術交底，安全教育等保障施工安全的資料是否完整、具體、明確及針對性強;安全防護必須滿足要求。

（4）搭設過程中，嚴格按照通過審核的方案對其高支模的間距、步距、掃地桿、剪刀撐等進行控制，桿件的接頭分布及可調頂托的設置必須滿足規(guī)范要求。高支模搭設完成后，嚴格按照程序要求組織驗收，通過驗收合格后，方可組織下道工序的施工。

5 結語

地鐵工程建設項目影響范圍廣、安全系數(shù)要求高、施工質量要求嚴、施工環(huán)境復雜以及使用的專業(yè)知識類型比較多等，因此，監(jiān)理工作在地鐵項目建設過程中必不可少。施工單位在使用BIM技術以后，顯著提升了整個工程項目的施工效率和施工質量，能夠真實展現(xiàn)每道施工的組織形式和施工順序，解決了交叉作業(yè)問題，可獲得更加符合工程項目實際建設情況的施工方案。

參考文獻

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