陳盼利

武漢新業(yè)人力資源服務(wù)有限公司（派駐鐵四院城地院建筑所） 湖北 武漢 430000

BIM技術(shù)是一種能夠提供信息支持、提供動(dòng)態(tài)功能輔助、提供全過(guò)程管理基礎(chǔ)的建模工具，從裝配式地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始BIM技術(shù)就成為工程管理必不可少的技術(shù)手段，協(xié)調(diào)多個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員協(xié)同設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)方案、模型質(zhì)量的同時(shí)降低設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)耗時(shí)。應(yīng)用BIM技術(shù)制作而成的設(shè)計(jì)模型和方案，在后續(xù)技術(shù)交底、施工管理中能發(fā)揮出更好的效果，可為不同環(huán)節(jié)、不同需求的工程人員提供相應(yīng)的幫助。

1 BIM技術(shù)相關(guān)概述

Building Information Modeling建筑信息模型，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM，是建筑工程全生命周期中進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理的平臺(tái)，對(duì)建筑設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合不同階段的決策需求輸出不同形式的支持，滿(mǎn)足建筑工程全過(guò)程管理所需的協(xié)同作業(yè)要求[1]。

1.1 BIM技術(shù)特征

可視化、仿真性、協(xié)同性、優(yōu)化能力、可出圖、信息完整是BIM技術(shù)的主要特征，是BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期管理中提供相應(yīng)價(jià)值的基礎(chǔ)[2]。BIM技術(shù)可對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行三維可視化反饋，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)、修改均可以在BIM技術(shù)軟件中得到直觀體現(xiàn)，不僅可以降低設(shè)計(jì)與施工之間技術(shù)交底的理解偏差，還能夠幫助業(yè)主了解建筑施工成果。BIM技術(shù)具有優(yōu)秀的仿真功能，不僅能夠?qū)⒔ㄖ锌梢?jiàn)的部分設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化，還能夠?qū)⒉豢梢?jiàn)的部分進(jìn)行仿真展示，比如熱傳導(dǎo)、通風(fēng)、光照等，幫助設(shè)計(jì)人員提升設(shè)計(jì)有效性。BIM技術(shù)表現(xiàn)出了較為優(yōu)秀的協(xié)同性，設(shè)計(jì)階段的土木、水電、裝飾等不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)師可以在同一個(gè)模型中進(jìn)行設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各部分設(shè)計(jì)中的沖突部分，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量；施工階段管理人員可輸入施工進(jìn)度與設(shè)計(jì)模型對(duì)比，借軟件功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工上的進(jìn)度問(wèn)題、質(zhì)量問(wèn)題等，及時(shí)調(diào)整，保證工程施工進(jìn)度和效果。BIM技術(shù)具有很強(qiáng)的優(yōu)化能力，這不僅體現(xiàn)在軟件可結(jié)合輸入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型調(diào)整，還體現(xiàn)在軟件可提供碰撞試驗(yàn)等功能，

輔助提升優(yōu)化效果。BIM技術(shù)可保存建筑工程的施工材料、技術(shù)工藝、時(shí)間進(jìn)度、成本管理等多方數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)全生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)支持，有效避免在建筑周期內(nèi)因?yàn)椴粩嘈薷?、疊加的關(guān)系而丟失數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)的出圖能力優(yōu)秀，具備一鍵生成多種圖紙的功能，無(wú)需設(shè)計(jì)師進(jìn)行多角度圖紙的單獨(dú)繪制，降低了出圖環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性。

1.2 BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

BIM技術(shù)不僅僅是一個(gè)為建筑全生命周期管理提供協(xié)助的技術(shù)軟件，更代表了一種建筑行業(yè)的發(fā)展前景。有了BIM技術(shù)的參與，傳統(tǒng)粗放、低效率的建筑工程領(lǐng)域正在向著管理細(xì)致、高效方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，為建筑領(lǐng)域的低碳、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[3]。

2 裝配式地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)概述

裝配式結(jié)構(gòu)是建筑工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的重要產(chǎn)物，因?yàn)樵O(shè)計(jì)得準(zhǔn)確、細(xì)致，所以建筑工程施工所需的構(gòu)件能夠在工廠中生產(chǎn)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝施工，有效提升工程現(xiàn)場(chǎng)施工效率，降低現(xiàn)場(chǎng)施工能耗和污染物排放[4]。裝配式通常出現(xiàn)在建筑工程的地上部分，地鐵車(chē)站作為地面以下的建筑工程采用裝配式設(shè)計(jì)施工的情況較少。裝配式應(yīng)用于地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)施工的優(yōu)勢(shì)在于：提升工程作業(yè)效率、促使工程節(jié)能減排、降低勞動(dòng)力需求、冬季也能不間斷施工；劣勢(shì)在于：地下施工環(huán)境復(fù)雜，有出入口通道、站臺(tái)層、站廳層、輔助設(shè)備用房等多個(gè)組成部分，消防系統(tǒng)、水電系統(tǒng)等需要較高的協(xié)同性和設(shè)計(jì)施工質(zhì)量，對(duì)地鐵車(chē)站的設(shè)計(jì)精度提出了更高的要求。

3 BIM技術(shù)在裝配式地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 引入BIM技術(shù)的必要性

裝配式施工模式進(jìn)入地鐵車(chē)站工程領(lǐng)域的時(shí)間并不長(zhǎng)，受到施工環(huán)境、施工要求限制需要BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)輔助和支持，提升工程設(shè)計(jì)的精細(xì)度，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)誤差帶來(lái)施工材料和施工時(shí)間的浪費(fèi)。在應(yīng)用BIM技術(shù)后，地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中可將土木工程、機(jī)電一體化、消防、暖通、內(nèi)部裝修等專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員集中在一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)上，將各個(gè)設(shè)計(jì)部分進(jìn)行組合和碰撞試驗(yàn)，提早發(fā)現(xiàn)各個(gè)部分設(shè)計(jì)中存在的沖突問(wèn)題，及時(shí)協(xié)調(diào)解決，避免到了施工階段才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的難題，不僅會(huì)浪費(fèi)已經(jīng)提前生產(chǎn)好的裝配構(gòu)件，還需要時(shí)間進(jìn)行工程變更，拖慢工程進(jìn)度。各個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員集中在一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)組合，可提升預(yù)留孔洞、預(yù)埋管件的設(shè)計(jì)精度，提升地鐵車(chē)站裝配式施工的精細(xì)化程度。而且，BIM技術(shù)的應(yīng)用可完整保留地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)的參數(shù)，并結(jié)合工程裝配式施工所需進(jìn)行施工構(gòu)件的設(shè)計(jì)，并不斷豐富軟件的構(gòu)件庫(kù)，為設(shè)計(jì)單位提供越來(lái)越強(qiáng)大、豐富的構(gòu)件模塊素材群[5]。

3.2 裝配式地鐵車(chē)站協(xié)同設(shè)計(jì)具體操作

3.2.1 協(xié)同設(shè)計(jì)框架

BIM技術(shù)參與下的地鐵車(chē)站協(xié)同設(shè)計(jì)，需要土木工程、機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)、內(nèi)部裝修專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員共同完成工程設(shè)計(jì)圖和模型的輸出，協(xié)同框架如圖1所示。

圖1 裝配式地鐵車(chē)站多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)框架

3.2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法

想要實(shí)現(xiàn)裝配式地鐵車(chē)站工程的協(xié)同設(shè)計(jì)，需要借助BIM技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)境、設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的共享。首先，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員需要在同一個(gè)局域網(wǎng)中開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，土木工程專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員完成中心文件和工作集的創(chuàng)建后共享鏈接。其次，土木工程專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員需要在協(xié)作選項(xiàng)中激活并開(kāi)啟工作集的共享，后續(xù)的設(shè)計(jì)文件、模型等均需保存至共享文件夾，才能夠完成多專(zhuān)業(yè)之間的共享和協(xié)同；其他機(jī)電專(zhuān)業(yè)、裝修專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員鏈接中心文件并領(lǐng)取工作集，完成共享文件的讀取。文件保存時(shí)需在文件名前添加共享中心文件夾的網(wǎng)絡(luò)路徑，保證文件的共享準(zhǔn)確到位。第三，在各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需將權(quán)限掌握在自己手中，將模型的可編輯狀態(tài)設(shè)置為“是”，使模型的設(shè)計(jì)修改權(quán)限得到控制，避免因?yàn)檎`操作出現(xiàn)相互修改模型、打亂協(xié)同設(shè)計(jì)作業(yè)的情況。第四，除了土木工程結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員外，其他專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員需要以項(xiàng)目基點(diǎn)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并且采用鏈接中心文件的方式來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，為了避免影響土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成果，在參照類(lèi)型設(shè)置中需選擇“覆蓋”項(xiàng)，保證協(xié)同作業(yè)的質(zhì)量和效率。

3.2.3 協(xié)同設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

多專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)，想要保證裝配式地鐵車(chē)站的設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證裝配構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝效率，需要擁有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證協(xié)同設(shè)計(jì)工作的有效展開(kāi)。①代碼統(tǒng)一：在進(jìn)行文件命名時(shí)，為了保證共享和鏈接效果需要使用統(tǒng)一的代碼，比如用工程地點(diǎn)、工程名稱(chēng)首字母進(jìn)行命名，用設(shè)計(jì)階段的拼音簡(jiǎn)寫(xiě)區(qū)分階段，用專(zhuān)業(yè)代碼識(shí)別模型所屬，用大寫(xiě)英文字母標(biāo)識(shí)圖紙的改版次數(shù)；②模型扣減規(guī)則統(tǒng)一：多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)中想要最終形成整體模型，必須在設(shè)計(jì)之初就保證模型扣減規(guī)則統(tǒng)一，扣減規(guī)則是保證多專(zhuān)業(yè)模型可統(tǒng)一拼接、減少碰撞的重要一環(huán)，比如墻與梁，需以墻頂部約束條件作為梁底，柱與梁，需以構(gòu)造柱頂部約束條件作為梁底；③精細(xì)度統(tǒng)一：精細(xì)度是指在建筑工程模型設(shè)計(jì)中的幾何信息、非幾何信息精細(xì)程度，在不同的設(shè)計(jì)階段對(duì)BIM技術(shù)軟件中的模型有不同的精細(xì)度要求，通常來(lái)講可行性研究階段的精細(xì)度為100，施工圖設(shè)計(jì)階段為300，深化設(shè)計(jì)階段為350，施工階段為400。

3.3 施工工序模擬

通過(guò)BIM技術(shù)軟件完成裝配式地鐵車(chē)站的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)后，需利用BIM技術(shù)軟件的模擬功能進(jìn)行施工工序模擬。通過(guò)這道模擬工序可充分呈現(xiàn)設(shè)計(jì)模型中施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案、施工工藝中存在的可優(yōu)化空間。通過(guò)工序模擬后，工程現(xiàn)場(chǎng)的施工管理有跡可循，有助于管理團(tuán)隊(duì)逐步落實(shí)工程的每一道施工工序，避免因?yàn)楣ば蛏系腻e(cuò)亂而影響地鐵車(chē)站的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，降低施工過(guò)程中出現(xiàn)變更情況的可能性。通過(guò)施工工序模擬，設(shè)計(jì)人員可以更直觀地方式完成面向施工管理團(tuán)隊(duì)的技術(shù)交底，有效節(jié)約不同工程管理階段之間的銜接耗時(shí)。

3.4 技術(shù)交底可視化

技術(shù)交底是設(shè)計(jì)人員與工程管理人員之間重要的銜接環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的應(yīng)用可使這一環(huán)節(jié)以可視化的形式進(jìn)行，有效避免復(fù)雜工藝交底不清，避免導(dǎo)致工程出現(xiàn)施工質(zhì)量、安全問(wèn)題，使后續(xù)施工管理更加規(guī)范。尤其在決定采用裝配式施工模式的地鐵車(chē)站工程中，裝配構(gòu)件之間的相互拼接需要遵循固定的施工順序，否則可能出現(xiàn)無(wú)法裝配、裝配質(zhì)量不過(guò)關(guān)等情況，影響工程質(zhì)量和進(jìn)度。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化交底時(shí)，設(shè)計(jì)人員不僅可以為施工管理人員展示各個(gè)工序之間的施工順序，展示每個(gè)施工環(huán)節(jié)所需要的施工工藝，還可以用BIM軟件中的爆炸功能將組建好的模型崩解成N多個(gè)裝配構(gòu)件，從裝配的角度進(jìn)行技術(shù)交底，提升施工管理人員對(duì)裝配式地鐵車(chē)站施工的技術(shù)掌握程度。完成交底后，施工管理人員拿到設(shè)計(jì)人員共享的工程模型后，也可在施工環(huán)節(jié)中反復(fù)通過(guò)爆炸功能來(lái)崩解所需看清具體裝配順序和工藝要求的模型部分，提升作業(yè)管理的質(zhì)量。這種可視化的交底方式降低了對(duì)施工管理人員的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)要求，提高了工程施工的規(guī)范程度。

3.5 預(yù)埋線、預(yù)留孔洞協(xié)調(diào)

在建筑工程管理中，土木工程結(jié)構(gòu)部分是整個(gè)工程的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，土木工程結(jié)構(gòu)部分也是整體模型的基礎(chǔ)，其他諸如機(jī)電、裝飾等都需在土木工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。在技術(shù)交底環(huán)節(jié)和土木工程施工環(huán)節(jié)中，管理人員都需加強(qiáng)對(duì)預(yù)埋和預(yù)留工序的管理，做好提前開(kāi)孔、埋管線等工作，與機(jī)電專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員、施工人員做好溝通工作，保證后續(xù)機(jī)電設(shè)備入場(chǎng)安裝順利。BIM技術(shù)的應(yīng)用可幫助施工管理人員、土木工程施工團(tuán)隊(duì)和機(jī)電施工人員明確具體的預(yù)埋管線、預(yù)留孔洞位置，對(duì)工程細(xì)節(jié)進(jìn)行提前溝通和交涉，理順工序之間的注意事項(xiàng)，保證后續(xù)機(jī)電設(shè)備安裝和運(yùn)行的效果。裝配式地鐵車(chē)站工程中需要大量的機(jī)電設(shè)備，大到地鐵車(chē)輛運(yùn)行管理設(shè)備、站臺(tái)供電設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)，小到站臺(tái)內(nèi)亮起的指示路牌，都需要相應(yīng)的預(yù)埋管線和預(yù)留孔洞來(lái)支持設(shè)備的安裝、通電和運(yùn)行。協(xié)調(diào)好土木工程結(jié)構(gòu)中需要預(yù)留的部分，可以有效避免后續(xù)內(nèi)部裝飾施工完畢后進(jìn)行鉆孔、埋線對(duì)裝飾部分造成的影響。

4 BIM技術(shù)在裝配式地鐵車(chē)站工程管理中的應(yīng)用

4.1 工程施工成本統(tǒng)計(jì)管理

成本管理是建筑工程重要的部分，裝配式工程施工模式具有一定的成本節(jié)約優(yōu)勢(shì)，但前提是工程管理團(tuán)隊(duì)做好成本預(yù)算管理、成本支出管理。BIM技術(shù)軟件在輔助成本管理方面具備一定優(yōu)勢(shì)，工程成本管理人員可從設(shè)計(jì)人員共享的整體模型入手進(jìn)行土木施工材料、機(jī)電設(shè)備、裝飾材料等部分的快速統(tǒng)計(jì)，充分借助計(jì)算機(jī)的算法優(yōu)勢(shì)來(lái)處理人工難以統(tǒng)計(jì)的成本細(xì)節(jié)，減輕成本管理團(tuán)隊(duì)的工作量和工作難度。有了BIM技術(shù)軟件的支持，成本管理團(tuán)隊(duì)可獲得更具體、更具可操作性的工程量和工程成本預(yù)算，在后續(xù)的材料訂購(gòu)、供給、結(jié)算上獲得便利。而且，掌握整體模型還能夠幫助成本管理人員輔助施工管理團(tuán)隊(duì)做好各種施工材料的進(jìn)場(chǎng)安排，在更合適的時(shí)間去追求性?xún)r(jià)比更高的材料，在工程施工需要前安排進(jìn)場(chǎng)即可，可有效改善因?yàn)榕R時(shí)購(gòu)買(mǎi)而超支、延遲供應(yīng)或提前購(gòu)買(mǎi)導(dǎo)致材料擠壓損耗等問(wèn)題，從管理細(xì)節(jié)上節(jié)約工程成本。

4.2 工程施工進(jìn)度管控

在工程施工過(guò)程中，管理人員可借助BIM技術(shù)對(duì)工程模型進(jìn)行算量，預(yù)估工程施工的總耗時(shí)和各個(gè)環(huán)節(jié)耗時(shí)。管理人員還可以BIM工程模型為基礎(chǔ)設(shè)置預(yù)制構(gòu)件的管理庫(kù)，結(jié)合模型掌握工程施工所需的構(gòu)件數(shù)量，結(jié)合實(shí)際的預(yù)制構(gòu)件庫(kù)存出入數(shù)量，了解工程當(dāng)下的施工進(jìn)度，提升對(duì)工程的管控能力。管理團(tuán)隊(duì)管控能力提升，有助于做好后續(xù)工程施工的構(gòu)件、吊裝設(shè)備、人員安排，提升資源、資金的利用率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在裝配式地鐵車(chē)站設(shè)計(jì)中有不可忽視的應(yīng)用價(jià)值。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的協(xié)同設(shè)計(jì)，提升裝配式構(gòu)件的精細(xì)程度，還能夠輔助提升工程技術(shù)交底、預(yù)埋預(yù)留部分施工協(xié)調(diào)的效果，加強(qiáng)工程成本管理和進(jìn)度管控，提升整個(gè)地鐵車(chē)站工程的施工效果。