楊詩露 李科敏 房坤 杜鴻飛

中建八局裝飾工程有限公司 上海 200122

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國的地鐵項(xiàng)目建設(shè)快速發(fā)展，隨著鄉(xiāng)村人口大量涌入城市，城市的車輛不斷持續(xù)增加，因此改善城市道路擁堵也成為當(dāng)代城市規(guī)劃需要去解決的問題。由于我國不同區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境不同，建造的難度和復(fù)雜性也越來越高。作為城市建設(shè)的一份子，必須加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息的共享。目前，我國BIM技術(shù)應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)階段，因此從項(xiàng)目施工全壽命中可以看出，掌握施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用可以提高項(xiàng)目的價(jià)值。因地鐵車站結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工序繁雜，所以BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用也越來越常見。以寧波軌道下應(yīng)南車輛段TJSG01項(xiàng)目為例，利用BIM技術(shù)輔助，提前策劃施工風(fēng)險(xiǎn)，確保地鐵車輛段施工進(jìn)度與質(zhì)量，確保工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。并且不斷總結(jié)BIM在軌道工程中的應(yīng)用，促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)[1]。

1 BIM技術(shù)簡介

建筑信息模型BIM是指基于三維數(shù)字技術(shù)和信息共享理念的、工程建設(shè)項(xiàng)目物理和功能信息的數(shù)字化表達(dá)，它可以為工程建設(shè)項(xiàng)目提供從概念設(shè)計(jì)到最后拆除的全生命周期決策支持。BIM被認(rèn)為是繼CAD后建筑業(yè)的第二次革命性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從二維到多維的飛躍。它能夠?qū)⒁粋€(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)壽命周期所有信息整合到一個(gè)系統(tǒng)模型中，并對(duì)這些信息進(jìn)行分析，為相關(guān)責(zé)任主體提供科學(xué)決策和有效管理的依據(jù)。建筑信息模型（BIM）應(yīng)用的精髓在于這些數(shù)據(jù)能貫穿項(xiàng)目的整個(gè)壽命期，對(duì)項(xiàng)目的建造及后期的運(yùn)營管理持續(xù)發(fā)揮作用。

從地鐵施工的角度來看，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以使整個(gè)工程以更安全的姿態(tài)控制，保證相應(yīng)的管理人員全方位的了解施工的全部情況，以及安全現(xiàn)狀。項(xiàng)目立項(xiàng)后，借助REVIT的三維模型以及BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅對(duì)潛在的危險(xiǎn)性設(shè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化，也確保了整個(gè)工序的穩(wěn)定性。

2 工程概況

寧波市軌道交通7號(hào)線工程下應(yīng)南車輛段與寧波市軌道交通8號(hào)線一期工程下應(yīng)南車輛段為合址共建車輛段，下應(yīng)南車輛段主要在鄞州區(qū)下應(yīng)鎮(zhèn)河西村、黎明村、勝利村、史家碼村及東升村，場地大部分位于基本農(nóng)田中，占用永久基本農(nóng)田約8.8畝，部分涉及民房及廠房，農(nóng)田種植水稻、蔬菜和樹苗等作物。地形平坦開闊，地貌類型單一，屬?zèng)_湖積平原。車輛段規(guī)劃用地面積約60hm2，總建筑面積約22萬㎡。

該項(xiàng)目總用地面積194246.64㎡，總建筑面積45787.03㎡。TJSG01標(biāo)段施工范圍包括：寧波市軌道交通8號(hào)線一期工程下應(yīng)南車輛段(除T、V區(qū))和上跨橋A的土建工程，包括軟基處理、站場工程、蓋體工程、橋涵工程、房屋建筑工程(不含裝飾裝修及機(jī)電安裝)等工程施工(含設(shè)備安裝配合、驗(yàn)收、缺陷責(zé)仟期修復(fù)、保修期保修等)。

3 工程難點(diǎn)

本車輛段結(jié)構(gòu)類型采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用下承臺(tái)+鉆孔灌注樁。本工程采用的上蓋開發(fā)模式為“地鐵十物業(yè)”。地上一層作為車輛段的庫房，以上為車庫層( 轉(zhuǎn)換層)及上蓋開發(fā)。覆土區(qū)蓋板梁板和地下室頂板梁板、底板梁板、基礎(chǔ)、側(cè)壁采用防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)為P6。

本項(xiàng)目總占地面積19.4萬㎡（長1500m，寬240m），超大場地，每個(gè)區(qū)域施工過程中行車路線、材料堆放、加工場地及機(jī)械設(shè)備布局均需合理安排，才能保證施工現(xiàn)場順利施工。土方開挖外運(yùn)量大，現(xiàn)場堆積的建筑垃圾和施工殘?jiān)^多，另外，鉆孔樁和水泥攪拌樁工程體量大、產(chǎn)生的廢棄渣土、泥漿多，寧波市城市建設(shè)安全文明施工要求嚴(yán)格，渣土、泥漿的外運(yùn)難度大。

項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)蓋板高度9.5m，跨度最大跨超18m，梁板施工均屬于高大模板支撐施工，模板支撐架搭設(shè)難度較大，危險(xiǎn)性較大。運(yùn)用庫、蓋板高度較高，梁板施工均屬于高大模板支撐施工。由于后期蓋板上部需要再次開發(fā)，考慮上部荷載作用，大平臺(tái)下面具有較多的勁性柱，為保證結(jié)構(gòu)整體施工質(zhì)量，滿足后期設(shè)計(jì)使用功能，勁性柱應(yīng)保證混凝土密實(shí)度尤為重要。

合同范圍包括軟基處理、站場工程、蓋體工程、橋涵工程、房屋建筑工程（不含裝飾裝修及機(jī)電安裝）等工程施工，施工內(nèi)容繁多，工期緊，涉及專業(yè)多且關(guān)系復(fù)雜、交叉作業(yè)頻繁，需要進(jìn)行科學(xué)的施工組織及協(xié)調(diào)，施工組織是本項(xiàng)目一大重點(diǎn)[2]。

4 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

4.1 BIM模型的建立

在模型建立之前，BIM團(tuán)隊(duì)對(duì)圖紙進(jìn)行查閱，對(duì)模型進(jìn)行精準(zhǔn)策劃，同時(shí)根據(jù)策劃分配任務(wù)。根據(jù)施工組織將區(qū)域分成四大塊，并進(jìn)行分類，滿足現(xiàn)場施工進(jìn)度管理應(yīng)用需求。

利用三維軟件進(jìn)行建模，建立各個(gè)區(qū)的管樁、承臺(tái)、立柱、蓋板、橋梁等構(gòu)建的BIM模型。模型中包含各個(gè)構(gòu)建的基本信息。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際方案修正得到用于施工落地的精度模型。通過整體模型以達(dá)到信息集成的目的。項(xiàng)目結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目結(jié)構(gòu)模型

4.2 BIM的場布布置模擬

眾所周知傳統(tǒng)的CAD圖紙是無法直接展示三維空間關(guān)系，那么我們利用BIM技術(shù)對(duì)施工部署進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行漫游及交底展示。利用BIM的可視化，提前發(fā)現(xiàn)場地部署的問題，同時(shí)使得場地更加美觀、合理。BIM模型虛擬臨時(shí)設(shè)施對(duì)項(xiàng)目臨時(shí)施工較為重要，并且科學(xué)的設(shè)置辦公區(qū)、施工區(qū)、生活區(qū)、及材料施工機(jī)械運(yùn)輸路線等，解決施工中存在二次搬運(yùn)多，突發(fā)事故等問題。利用BIM的場布布置模擬，較大程度地可以降低施工管理成本和返工成本，從而加強(qiáng)項(xiàng)目對(duì)車輛站過程施工的管控。

4.2.1 鋼筋場布置

因整個(gè)片區(qū)比較大，整個(gè)車輛段對(duì)鋼筋的用量需求非常大，因此需要對(duì)鋼筋場選址以及車輛機(jī)械進(jìn)出場路線都進(jìn)行合理規(guī)劃，BIM模型如圖2所示。

圖2 鋼筋加工棚

4.2.2 塔吊布置

該車輛段的作業(yè)面施工相對(duì)集中，因場地較大因此場內(nèi)運(yùn)輸量巨大，材料運(yùn)輸也較為不方便，各種材料的運(yùn)輸還需依靠塔式起重機(jī)進(jìn)場運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要解決該問題。項(xiàng)目部根據(jù)施工方案，發(fā)現(xiàn)塔吊密度很大，且交叉作業(yè)較多，因此會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)較高。所以需要利用BIM技術(shù)確保塔吊布置的合理性，且對(duì)塔吊運(yùn)行進(jìn)行模擬分析，從而來提高施工安全性。塔吊BIM模型圖如圖3所示。

圖3 塔吊BIM 模型

4.3 BIM技術(shù)交底

在施工技術(shù)交底中，二維圖紙對(duì)于非專業(yè)的人來說是具有難度的，理解各個(gè)專業(yè)的圖紙，都需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)。但是利用BIM技術(shù)進(jìn)行交底，能夠使平面圖紙變得立體直觀，生動(dòng)的表現(xiàn)施工工藝及施工順序。通過BIM模型，能快速傳達(dá)施工意圖，并且有效避免誤工返工。嚴(yán)格按照交底進(jìn)行施工，達(dá)到預(yù)期臨建建設(shè)策劃標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 基于智慧工地管理平臺(tái)對(duì)車輛段施工階段的應(yīng)用

為解決傳統(tǒng)模式下的種種弊端，從建筑施工一線的建筑工地開始，利用現(xiàn)有成熟的技術(shù)走智慧化發(fā)展之路，解決建筑工地存在的諸多問題，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的粗放式管理到信息化、智能化、可視化的高效管理轉(zhuǎn)變。通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的綜合應(yīng)用，讓施工現(xiàn)場具備感知功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通互聯(lián)，達(dá)到工地的智能化管理。基于信息化、智能化、可視化的管理模式，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場的各個(gè)要素，并根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行智能響應(yīng)，“智慧工地”的意義正在于此而生。

在智慧管理平臺(tái)上，在智慧工地系統(tǒng)內(nèi)嵌項(xiàng)目BIM模型。在人員管理模塊上，可以對(duì)重點(diǎn)施工人員區(qū)域位置進(jìn)行管理，包括實(shí)時(shí)定位、軌跡查詢、臨邊洞口預(yù)警防護(hù)。對(duì)施工工作人員勞務(wù)作業(yè)信息智能化統(tǒng)計(jì)分析，各類車輛進(jìn)出場管理，針對(duì)危險(xiǎn)性較大的復(fù)雜施工作業(yè)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行智能化監(jiān)管。針對(duì)危大性較大的分部分項(xiàng)工程和專項(xiàng)施工工藝過程智能化監(jiān)管。現(xiàn)場揚(yáng)塵、噴淋設(shè)備與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，現(xiàn)場噪聲的監(jiān)控。無論是總包，還是監(jiān)理，都可以通過平臺(tái)準(zhǔn)確的得到相關(guān)信息[3]。

4.5 基于C8BIM協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)車輛段施工階段的應(yīng)用

利用C8BIM協(xié)同管理平臺(tái)，將目前離散化BIM應(yīng)用集成一體，將BIM所包含的信息與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而通過BIM技術(shù)更好地服務(wù)于項(xiàng)目施工建設(shè)。

各部門利用C8-BIM平臺(tái)發(fā)布會(huì)議/活動(dòng)通知。信息將第一時(shí)間通過手機(jī)APP推送給對(duì)應(yīng)分組內(nèi)的每一位相關(guān)成員。在項(xiàng)目管理過程中，存在一些需要其他部門及時(shí)了解或者是記錄的項(xiàng)目動(dòng)態(tài)，如混凝土開盤、質(zhì)量周檢查、安全周例會(huì)、黨群活動(dòng)等。各部門利用平臺(tái)的動(dòng)態(tài)功能記錄、共享此類信息。當(dāng)存在需要多人參與或跨單位的溝通協(xié)調(diào)時(shí)，通過問題功能進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。C8BIM允許項(xiàng)目預(yù)設(shè)不同專業(yè)，用以明確所需討論問題的方向或者主要的專業(yè)。資料管理是工程管理中極其重要的一環(huán)。信息化平臺(tái)允許對(duì)資料進(jìn)行分享的同時(shí)進(jìn)行權(quán)限管控[4]。

通過BIM協(xié)同平臺(tái)，加強(qiáng)各專業(yè)之間的溝通，有效解決不同專業(yè)之間產(chǎn)生的沖突，避免后期施工進(jìn)度受到影響，有利于縮短施工工期。

4.6 無人機(jī)拍攝項(xiàng)目全景圖

借助全景圖方便結(jié)合工程進(jìn)度，并與現(xiàn)場工程狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比。有助于項(xiàng)目工程和質(zhì)量團(tuán)隊(duì)進(jìn)行階段性復(fù)盤，研究工程科技應(yīng)用改進(jìn)和效率提升。能結(jié)合項(xiàng)目重難點(diǎn)及實(shí)際情況，制作相應(yīng)的BIM模型施工模擬動(dòng)畫，技術(shù)先行，高效指導(dǎo)現(xiàn)場施工技術(shù)落地。

4.7 配筋施工圖設(shè)計(jì)

本車輛段鋼筋需求量很大，且結(jié)構(gòu)梁、板以及柱的尺寸較大，而且含鋼量也相對(duì)較大。通過REVIT軟件自帶配筋的配筋功能，使配筋更加靈活?？蓪?duì)基本梁、板、柱的鋼筋配置得到優(yōu)化。REVIT為配筋提供了便利，可以使施二維配筋圖和三維配筋圖實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)[5]。

5 結(jié)束語

國內(nèi)地鐵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度高。本文通過運(yùn)用BIM技術(shù)，指導(dǎo)地鐵車輛段施工。從三維模型上、臨時(shí)場地布置、施工方案比選、施工工序模擬等在寧波軌道下應(yīng)南TJSG01標(biāo)段中進(jìn)行應(yīng)用，不僅減少工作重復(fù)率，使施工管理更加精細(xì)化，并有針對(duì)性和有效的提高整個(gè)項(xiàng)目的管理效率。

BIM系統(tǒng)為項(xiàng)目施工管理提供了大量有效的數(shù)據(jù)信息，為企業(yè)決策提供了依據(jù)。同時(shí)，BIM的精準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和模型對(duì)接處理提出了更高的要求。項(xiàng)目分散人員工作移動(dòng)性強(qiáng)，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜的條件讓BIM系統(tǒng)應(yīng)用的價(jià)值得到了充分的發(fā)揮，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)也終將會(huì)將進(jìn)入移動(dòng)應(yīng)用時(shí)代。