李 偉,孫更利,康 龍,苗書官,閆樂鵬

(中交一公局第三工程有限公司,北京 101102)

1 引 言

近年來,我國交通建設(shè)飛速發(fā)展,為了滿足人民出行要求,我國大力發(fā)展城市地鐵建設(shè)。地鐵試車段[1]在進行列車預運行與試驗方面工作做了大量貢獻,而車輛段在施工過程中絕大部分的梁結(jié)構(gòu)復雜無序、支撐高度大、工藝復雜,并且施工所需資金投入大,對施工管理的要求較高[2-3]。隨著計算機科技及技術(shù)的飛速發(fā)展,BIM技術(shù)逐漸成熟[4-6],并且逐步滲入到各種工程建設(shè)管理當中。

我國學者針對BIM技術(shù)在地鐵施工管理上的應(yīng)用進行了大量研究。王立莊[7]以佛山地鐵車輛段施工為背景,分析了影響施工進度的因素,并運用BIM技術(shù)實現(xiàn)了地鐵施工管理。彭江發(fā)[8]對國內(nèi)外BIM技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用進行了研究,并探討了BIM技術(shù)在地鐵建造過程中維護運營的應(yīng)用。霍麗娜[9]以北京地鐵6號線車輛段為例,研究了BIM技術(shù)在施工管理及施工過程中的應(yīng)用,并分析了經(jīng)濟效益。盧正哲[10]采用BIM技術(shù)建造了地鐵車輛段運營及維護系統(tǒng),提高了車輛段施工的管理效率。

以上學者針對BIM技術(shù)在地鐵車輛段施工中的應(yīng)用進行了大量研究,但對高寒地區(qū)車輛段施工BIM技術(shù)的應(yīng)用研究較少。以哈爾濱市安通街地鐵車輛段施工為背景,對高寒地區(qū)地鐵車輛段施工難點進行分析,闡述了BIM技術(shù)在高寒地區(qū)車輛段施工應(yīng)用價值,并對BIM技術(shù)在高寒地區(qū)車輛段的應(yīng)用進行研究。為今后類似地鐵車輛段施工管理研究提供參考。

2 工程概況

安通街車輛基地位于哈爾濱市香坊區(qū)紅星街以東、規(guī)劃安通街以北、規(guī)劃城市三環(huán)路以西區(qū)域,總占地面積約43.71公頃,該地長約1 295 m,寬約451 m。23個單體建筑物,具體包含D區(qū)(內(nèi)部為洗車鏇輪庫、運用庫、停車列檢庫)、咽喉區(qū)(牽引降壓混合變電所、輪對受電弓檢測棚及設(shè)備房在咽喉區(qū)內(nèi)部)及C區(qū)(檢修庫)。

3 工程難點分析

哈爾濱軌道交通3號線安通街車輛基地為東北(高寒)地區(qū)第首個上蓋物業(yè)綜合開發(fā)車輛段項目,為集房建、軌道交通、市政于一身的綜合性工程,占地面積約60個足球場,為全國首個高寒地區(qū)最大的車輛基地。工程重難點如下。

(1)梁結(jié)構(gòu)復雜無序、支撐高、工藝流程復雜、材料用量巨大。

(2)哈爾濱冬季時間長、全年施工工期短、場區(qū)內(nèi)66 KV高壓線、220 KV高壓線、720燃氣管線縱橫交錯,對施工工期和施工風險把控都提出了極高的要求。

(3)車輛基地上蓋物業(yè)開發(fā)后,概算大幅增加,土建預計達到20億元左右,工程項目面臨著很大的成本控制壓力。

因此,通過BIM技術(shù)對改變粗獷及傳統(tǒng)的工程管理方式具有十分重要的意義。

4 BIM技術(shù)概述

4.1 BIM技術(shù)特點

BIM技術(shù)具有信息完備性、關(guān)聯(lián)性與一致性、可視化、協(xié)調(diào)性等特點。BIM技術(shù)涉及到的建模軟件種類眾多,其中社會各界使用最廣泛有的Revit、CATIA等軟件,其各類軟件分類如圖1所示。

圖1 BIM建模軟件分類

4.2 BIM技術(shù)在高寒地區(qū)車輛段施工應(yīng)用價值

BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)一種新型的前沿技術(shù),引領(lǐng)著建筑信息化的浪潮,已在世界上很多國家和地區(qū)有著成功的實踐,將BIM技術(shù)與高寒地區(qū)車輛基地工程施工管理相結(jié)合,是一次新的嘗試,有利于推動建筑業(yè)的信息化發(fā)展。

首先,BIM技術(shù)能夠依據(jù)施工圖紙建立清晰直觀的3D模型,分析模擬施工中遇到的難點,對施工設(shè)計進行進一步優(yōu)化設(shè)計。渲染后的3DBIM模型不僅造型美觀,更重要的是能夠用于工程量計算。

其次,BIM技術(shù)以施工進度計劃作為項目管理的主要線路,對資源配置進行合理規(guī)劃,提高了資源利用效率。并通過節(jié)點前置資源檢查,對管理及施工人員進行督促,始終遵循關(guān)鍵線路節(jié)點展開施工組織,確保關(guān)鍵節(jié)點及總工期延期可控。

BIM技術(shù)還可以通過在線檢查、記錄,協(xié)助管理層發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題及隱患,提高車輛段施工質(zhì)量,降低風險。通過標準化、信息化、數(shù)字化,管理施工人員,管控項目全局,合理分配資源,從而達到增質(zhì)、提效、降本的管理目的。

5 BIM技術(shù)在高寒地區(qū)車輛段的應(yīng)用

5.1 BIM模型建立

以往施工圖為2D平面施工圖,施工人員往往不會很直觀清晰的對整個施工過程進行構(gòu)想與分析,從而對施工進度及質(zhì)量造成影響與損失。因此,運用BIM技術(shù)對高寒地區(qū)車輛段總體布置進行模型建立,將施工圖導入Revit軟件進行精細化建模。

5.2 BIM與智慧工地平臺協(xié)同作用

高寒地區(qū)車輛段施工過程中,不同項目成員與產(chǎn)品之間相互信息交流是智慧工地平臺建立的基本保證,而BIM技術(shù)可有效針對高寒地區(qū)車輛段施工進行維護與運行。BIM技術(shù)與智慧工地平臺的協(xié)同作用促使整個施工管理更加有效。

BIM+智慧工地平臺協(xié)同作用,對高寒地區(qū)車輛段施工進度與人員信息進行管理,對投資管理數(shù)據(jù)、質(zhì)量管理數(shù)據(jù)以及安全管理數(shù)據(jù)進行嚴格把控。BIM+智慧工地平臺能夠?qū)と诉M行產(chǎn)業(yè)化管理,將施工中各工序進行有序銜接、交叉管理,并且能夠?qū)﹃P(guān)鍵線路與資源進行管控,最后實現(xiàn)資產(chǎn)化數(shù)字交付工作。

BIM+智慧工地平臺還可以對車輛段車輛進出情況進行實時監(jiān)控,通過數(shù)據(jù)記錄,能夠更好的對車輛段進行測試、施工與維護。

BIM+智慧工地平臺以BIM模型為載體,打造基于BIM技術(shù)的工程項目管控系統(tǒng),實現(xiàn)項目全生命周期的“可視化”管理。參建各單位(建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理、行業(yè)主管部門)通過“BIM+”綜合協(xié)同與指揮調(diào)度平臺連接起來,形成一個互相連接、有效互動的整體,在平臺上進行人員、進度、質(zhì)量、安全、成本、物料的全過程管理;利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),形成虛實結(jié)合的項目管控系統(tǒng);建立完善的BIM技術(shù)實施體系,實現(xiàn)對工程項目管理的全覆蓋應(yīng)用,提高項目施工、管理的信息化、智能化水平,在施工建設(shè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈中保持行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。

5.3 施工總體部署

地鐵車輛段建設(shè)中,合理規(guī)劃材料及資源運輸路線將很大的提高建筑施工效率。因此應(yīng)用BIM技術(shù),針對車輛基地施工場地進行合理布局。主體結(jié)構(gòu)的蓋體梁、板工程,根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)縫及后澆帶設(shè)置要求將蓋體劃分為49塊板,在施工過程中充分考慮塔吊施工作業(yè)面全覆蓋、后期塔吊拆除施工方便的原則,塔吊初步確定選用QTZ80(5612)型塔吊,其工作幅度為3～56 m,最大起重量為8 t,最大幅度額定起重量為1.2 t。并且塔吊基礎(chǔ)設(shè)置在結(jié)構(gòu)縫及后澆帶區(qū)域。如圖2所示。

圖2 車輛段場地塔吊布置圖

5.4 地下管線檢查

地鐵車輛段運用BIM技術(shù)對施工過程中的管線碰撞情況進行可視化處理,對地下管線預留孔洞以及預埋件設(shè)置等情況進行檢查,是否出現(xiàn)偏差。發(fā)現(xiàn)異常情況及時進行修補調(diào)整,盡可能將損失降低到最小,有效提高車輛段施工質(zhì)量與進度。

5.5 BIM工程量統(tǒng)計

利用BIM技術(shù)可以對高寒地區(qū)地鐵車輛段施工工程量進行總體統(tǒng)計,還可以對地鐵車輛段梁板施工中各區(qū)域所需腳手架的工程量進行統(tǒng)計,如表1、表2所示。

表1 材料總工程量

表2 腳手架工程量

通過對車輛段施工工程量進行統(tǒng)計,能夠更好的掌握車輛段施工所需材料,對施工質(zhì)量進行把控與管理,從而加快施工進度。

6 結(jié) 論

基于BIM的信息化管理方法可大幅提升地鐵車輛段的施工管理水平,提升施工效率,降低施工成本,為同行業(yè)的施工管理提供可借鑒的經(jīng)驗。

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用進行模擬分析優(yōu)化與高效施工管理,縮短工期,提高生產(chǎn)效率,降低人員、設(shè)備的投入,減少施工過程中的材料損耗,有效控制成本。

克服了傳統(tǒng)粗獷的管理方法造成的施工效率底下,返工率高問題。優(yōu)質(zhì)高效地完成地鐵車輛段施工的任務(wù)。