趙元梅 ,許原騎

（1.浙江杭真能源科技股份有限公司，浙江 杭州 311305；2.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310011）

隨著我國(guó)城市軌道交通的發(fā)展，大眾對(duì)城市軌道交通出行提出了新的要求，而影響大眾對(duì)城市軌道交通體驗(yàn)觀感的，關(guān)鍵在于車站站后工程的安裝實(shí)施[1-2]。城市軌道交通車站站后工程施工，包含暖通、動(dòng)力照明、給排水、供配電、綜合監(jiān)控、通信信號(hào)等多個(gè)專業(yè)的管線，傳統(tǒng)的平面深化設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足繁多復(fù)雜的管線在有限的空間下布局美觀合理，而利用BIM 技術(shù)的可視化以及模擬性等特點(diǎn)[3]，能夠在設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上對(duì)車站所有專業(yè)進(jìn)行三維模擬化，以三維信息模型作為數(shù)據(jù)載體，對(duì)車站站后工程進(jìn)行施工階段的深化設(shè)計(jì)，在滿足設(shè)計(jì)功能要求的前提下，節(jié)約施工階段工期及成本，同時(shí)保障大眾出行的舒適性。

1 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)分析

在BIM 技術(shù)近三十年的發(fā)展歷程中，逐漸形成了集成數(shù)據(jù)的信息模型相關(guān)特點(diǎn)，主要包括可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等[4]。

1.1 可視化

在車站站后工程施工前，通過(guò)BIM 技術(shù)的可視化，將平面表達(dá)的二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S可視化模型，通過(guò)三維信息模型，能夠更加清晰地理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造過(guò)程中，使得相關(guān)的溝通、討論、決策都更加輕松與便捷；同時(shí)，在站后工程的施工與質(zhì)量管理過(guò)程中，借助BIM 技術(shù)建立的三維信息模型能夠?yàn)槭┕と藛T提供清晰且具體的參考依據(jù)，便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員對(duì)施工任務(wù)的理解，控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。

1.2 協(xié)調(diào)性

在車站站后工程繁多復(fù)雜的專業(yè)里面，如何在有限的空間中協(xié)調(diào)各專業(yè)安裝作業(yè)，并且滿足后期運(yùn)營(yíng)管理、檢修的需要，成了車站站后工程安裝管理的重點(diǎn)。正是由于BIM 技術(shù)的可協(xié)調(diào)的特性，能夠在各專業(yè)管線信息可視化的基礎(chǔ)上，幫助處理各種專業(yè)碰撞問(wèn)題，生成專業(yè)間的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，按照各專業(yè)安裝規(guī)范及檢修、放纜空間的要求，協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)的安裝作業(yè)人員對(duì)各專業(yè)管線進(jìn)行安裝提資，彼此協(xié)調(diào)管線標(biāo)高及安裝工序等作業(yè)內(nèi)容，使得在車站有限的空間范圍內(nèi)，同時(shí)滿足功能需求及運(yùn)營(yíng)管理需求。

1.3 模擬性

BIM 技術(shù)的模擬性能夠?qū)壍澜煌ㄜ囌舅袑I(yè)進(jìn)行“預(yù)安裝”，在正式施工前，運(yùn)用BIM 技術(shù)的三維可視化特性，將車站全專業(yè)的平面圖紙進(jìn)行三維具象化，同時(shí)利用BIM 技術(shù)的協(xié)調(diào)性，對(duì)站后工程的各個(gè)專業(yè)安裝排布進(jìn)行優(yōu)化，能夠提前預(yù)知管線安裝困難，檢修空間不足或是標(biāo)高不滿足的區(qū)域，提前進(jìn)行管線的合理避讓與多方案比選，從中擇取滿足條件的安裝方案，避免現(xiàn)場(chǎng)的返工與浪費(fèi)。

2 BIM 技術(shù)在站后工程安裝的應(yīng)用

2.1 大型設(shè)備運(yùn)輸模擬

在施工前的準(zhǔn)備階段，站后工程施工單位綜合考慮車站現(xiàn)場(chǎng)土建進(jìn)度、設(shè)備到場(chǎng)時(shí)間、二次砌筑進(jìn)度等等因素，制定大型設(shè)備吊裝及運(yùn)輸路徑的初步規(guī)劃，并利用BIM 技術(shù)的可模擬性，在三維模型的基礎(chǔ)上，添加進(jìn)度計(jì)劃，通過(guò)BIM 相關(guān)軟件驗(yàn)證大型設(shè)備運(yùn)輸路徑及方案的合理性。

圖1 大型設(shè)備運(yùn)輸路徑規(guī)劃

在確定大型設(shè)備運(yùn)輸路徑的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)吊裝機(jī)械選型的確定，驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)條件是否滿足吊裝機(jī)械臂長(zhǎng)、回轉(zhuǎn)半徑等要求，保證現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)的安裝，避免方案性的問(wèn)題，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

圖2 吊裝機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑驗(yàn)證

2.2 三臨工程及場(chǎng)地布置

通過(guò)BIM 技術(shù)的三維可視化，搭建車站三臨工程并進(jìn)行場(chǎng)地布置，可以充分利用現(xiàn)場(chǎng)空間，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布置規(guī)劃，驗(yàn)證安全、消防等規(guī)范要求并滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要，合理布置臨時(shí)疏散指示、臨時(shí)消防用水、臨時(shí)照明、防墜網(wǎng)以及安全警示標(biāo)志等。通過(guò)在BIM 模型上對(duì)三臨工程的驗(yàn)證，能夠提前驗(yàn)證車站內(nèi)臨時(shí)照明設(shè)備的照度、二級(jí)配電箱的供電范圍等，避免后期因?yàn)檎斩鹊牟蛔?，產(chǎn)生安全隱患。

圖3 二級(jí)配電箱供電范圍驗(yàn)證

利用BIM 技術(shù)的三維可視化，在臨時(shí)工程中還能充分利用車站內(nèi)有限的空間范圍進(jìn)行材料堆放區(qū)與加工區(qū)的劃分，避免了施工過(guò)程中材料堆放混亂，各專業(yè)材料混用、丟失的情況出現(xiàn)；同時(shí)將加工區(qū)進(jìn)行分隔，能夠精確治理加工過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵以及弧光等污染源。

圖4 材料堆放區(qū)域劃分

2.3 管線綜合及支吊架布置

將三維模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，根據(jù)施工相關(guān)規(guī)范及安裝要求，進(jìn)行全站管線綜合深化，對(duì)碰撞點(diǎn)消除，合理布置綜合支吊架，出具綜合支吊架深化圖紙，用于指導(dǎo)廠家下料加工，避免因現(xiàn)場(chǎng)加工支架導(dǎo)致的材料浪費(fèi)及返工延誤工期。

圖5 車站管綜優(yōu)化及綜合支吊架布置示意

2.4 二次砌筑孔洞預(yù)留

在全站管綜優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，將確定好的管線模型與二次砌筑模型進(jìn)行比對(duì)，確定好機(jī)電管線穿墻位置及尺寸；利用模型比對(duì)的結(jié)果，對(duì)各專業(yè)孔洞進(jìn)行提資，對(duì)二次砌筑模型進(jìn)行墻體開(kāi)孔，生成帶三維預(yù)留孔洞的模型。在保證構(gòu)造柱及圈梁間距滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的前提下，將與管線碰撞的圈梁以及構(gòu)造柱進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，避免在實(shí)施過(guò)程中因優(yōu)化不到位造成的返工以及構(gòu)造柱切割等情況的出現(xiàn)。

圖6 模型比對(duì)及開(kāi)孔示意

2.5 設(shè)備房的預(yù)裝配

為避免因后期趕工造成的質(zhì)量及安全事故發(fā)生，將空調(diào)冷凍機(jī)房、消防泵房等位于附屬區(qū)域的設(shè)備房進(jìn)行預(yù)制裝配深化。在現(xiàn)場(chǎng)條件不滿足安裝的情況下，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)管線進(jìn)行模塊化分割，使模型達(dá)到加工級(jí)精細(xì)度，保證消防泵房模塊化安裝及冷水機(jī)房預(yù)拼裝實(shí)施的可行性；同時(shí)利用施工單位的加工場(chǎng)地，將實(shí)際的安裝工作前置，保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)有序高效進(jìn)行，節(jié)約工期，減少現(xiàn)場(chǎng)加工造成的二次切割以及焊接等工作。提高了機(jī)房安裝工藝，加快了現(xiàn)場(chǎng)安裝進(jìn)度，節(jié)約安裝周期，保證了工程的建設(shè)工期。

圖7 機(jī)房模型深化加工圖

圖8 機(jī)房模型安裝軸測(cè)圖

3 結(jié)語(yǔ)

面臨國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)的進(jìn)程日益發(fā)展，緊迫的建設(shè)周期、繁多復(fù)雜的專業(yè)管線、窘迫有限的安裝空間對(duì)軌道交通站后工程安裝作業(yè)提出了更高的要求，通過(guò)BIM 技術(shù)日漸成熟的應(yīng)用與發(fā)展，不僅在站后工程安裝作業(yè)的進(jìn)度、質(zhì)量方面有了良好的改善，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全也有了充分的保障。軌道交通施工企業(yè)積極使用BIM 技術(shù)指導(dǎo)站后工程的安裝，能夠減少項(xiàng)目中存在的質(zhì)量及安全隱患，打造合格精品工程，推動(dòng)軌道交通行業(yè)的有序發(fā)展。