1、BIM 在地铁施工中的应用摘要在城市轨道交通工程大规模建设的今天，BIM 理念不断地被认知和认可，其作用在施工领域内日益显著。本文通过介绍 BIM 技术在地铁施工中的运用，展现其三维可视化及数据筛选、调用等方面的卓越性能，以期待 BIM 能在地铁建设生命周期中至关重要的施工阶段发挥更多的作用，产生更为广泛的影响。 关键词：BIM 技术；地铁施工；三维可视化；信息化管理 中图分类号：U231+.3 文献标识码： A 一、BIM 应用于地铁施工的背景 1、BIM 技术的发展和应用 BIM（building information modeling）的全称是建筑信息模型，该技术已经在世界范围的工程领
2、域得到广泛应用，并不断发展，被中国政府列为“十二五”计划重点攻关项目。自 2002 年 BIM 被提出以来，BIM 的涉及面已十分广。目前主要被应用于设计阶段。除此之外还被人们应用到建筑业的多个方面，包括：建筑结构设计、文档管理、成本估算、施工管理、项目管理、可视化等（如图 1 所示） 。图 1BIM 在建筑业的应用 2、BIM 的基础数据 目前，在地铁施工领域，建筑信息模型不是从设计阶段延续到施工阶段，而是利用二维图纸的规律，使用核心建模软件（revit、Bentley等）建立，随着项目进展逐渐更加丰富、详尽。BIM 一般具有以下特点： 第一，BIM 是对建筑构件数据化或智能数字化的表述；
3、第二，BIM 是一种协作过程，它包含自动化的处理能力，和维护信息的关联性和一致性； 第三，BIM 可用于信息交换，可为建筑全生命周期提供可重复、可验证、可维持的明晰的信息环境； 第四，BIM 可以产生完整的非图形数据的报告，可以持续、即时地提供可靠、高质的项目设计规模、进度和成本信息。 3、地铁施工进入过程管理阶段 随着经济建设和交通技术的发展，为了解决地面交通拥堵，环境污染等问题，我国从多年前就开始大规模的进行地铁工程建设。地铁站狭小的空间内多个施工队伍交叉作业，而且要安装多种管线设备。地铁项目施工管理愈加复杂，地铁项目的生存发展决定性因素在于管理决策的科学化和精细化。项目管理者进行决策时既
4、要结合实际，深入调查研究，又要紧密围绕项目各个时期的阶段性目标坚定不移地展开。只有这样才能实现精细化管理,促进项目管理水平的提高。为了实现科学化、精细化的工程管理，以更好的进行成本控制、质量控制与风险控制工程管理必须进入过程管理的新时代。 工程管理要想实现过程管理，最重要的就是保证与之相关的工程基础数据的自动化、智能化与信息化，其核心就是能够及时、准确地调用工程基础数据。建立建筑信息模型，三维可视化的结果可以用来效果图的展示及报告的生成。更为重要的是，可以使管理人员的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。综上所述，工程基础数据的三维可视化及筛选、调用是支撑工程过程管理的关键，而 BIM 技术
5、是地铁施工实现科学化、精细化管理的重要手段。 二、BIM 的三维表现技术 BIM 是基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型，三维可视化是其特点之一。 “可视化”为分析、理解及呈现数据提供了有用工具，即管线综合、碰撞检查、施工模拟、3D 漫游、效果图渲染等都需要三维模型。 1、三维碰撞检查 模型综合碰撞检查软件的基本功能包括集成各种三维软件（包括 BIM 软件、三维工厂设计软件、三维机械设计软件等）创建的模型，进行 3D 协调、4D 计划、可视化、动态模拟等，属于项目评估、审核软件的一种。常见的模型综合碰撞检查软件有 AutodeskNavisworks、Bentle
6、y Projectwise Navigator 和 Solibri Model Checker 等。模型综合碰撞检查软件的应用主要解决了两个问题： 1）不同专业使用各自的 BIM 核心建模软件建立自己的 BIM 模型，这些模型需要在一个环境里面集成起来才能完成整个项目的设计、分析、模拟，而这些不同的 BIM 核心建模软件无法实现这一点； 2）对于大型项目来说，硬件条件的限制使得 BIM 核心建模软件无法在一个文件里面操作整个项目模型，但是又必须把这些分开创建的局部模型整合在一起整个项目的研究。 应用 BIM 技术进行三维结构的碰撞检查，不但能够彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在建筑施
7、工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，施工人员可以利用碰撞检查优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量、同时也提高了设计变更中与业主沟通的能力。图 2 碰撞检查发现车站电梯竖井与楼板预留洞口碰撞 2、四维施工模拟 三维可视化功能再加上时间维度，可以进行四维虚拟施工。随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方和监理方都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过 BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，减少工程质量问题、安全问题，减少返工和整改。 图 3 右安门外站围护结构四维施工模拟 3、三维渲染、场景漫游 建好的 BIM 模型可以作为二次渲染
8、开发的模型基础，极大提高了三维渲染效果的精度与效率。BIM 可以清晰形象的展示钢筋布置、施工场景示意等，快速准确的进行现场规划布置并形成直观的效果图，立体考量设计合理性，以便进行设计调整。使生产设施、设备的配置得到优化，区域设计更加精细，达到设计快速、减少成本的目的。三维技术交底，使施工方和 图 4 基坑围护桩钢筋笼三维技术交底 分包方都能直观的理解设计方案，易于表达和理解，便于检验方案的可实施性。进行市场营销或宣传展示的时候需也要用到经过渲染的效果图、动画、场景漫游，能够给人以真实感和直接的视觉冲击。 图 5 人工清槽底示意效果图 图 6 右外站三维场景漫游 三、BIM 的大量信息数据库 B
9、IM 是通过计算机三维模型所形成的数据库，包含建筑生命周期中大量重要的信息数据。 BIM 能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问，工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目，并可以及时准确地调用系统数据库中包含的相关数据。这些信息在施工和管理的过程中能加快决策进度、提高决策质量，从而使项目质量提高，成本节约。 1、地铁车站基础数据筛选、调用 在施工过程中，根据设计变更对模型进行动态调整，将工程开工到竣工的全部数据资料存储在基于 BIM 系统的后台服务器中。无论是在过程中还是工程竣工后，工程的梁、板、柱、墙、楼梯、电梯竖井等等的，所有的标高、外形、材质、钢筋排布等相关数据资料都可以
10、根据需要进行筛选、调用，快速便捷的导出多种格式的报表。 图 7 右外站实现工程基础数据的筛选、调用 2、各部门之间 BIM 数据的共享 项目的建筑信息模型中，所有的项目信息存储于同数据库中，并且是参数化的、相互关联的，可以对施工过程中涉及成本和相关流程的工作给予巨大的决策支持。同时及时准确的数据也大大提高了施工过程中审批、流转的速度，极大的提高了人员工作效率。无论是资料员、采购员、预算员、材料员、技术员等工程管理人员还是企业级的管理人员都通过信息化的终端和 BIM 数据后台将整个工程的信息顺畅的流通起来，保证了各种信息数据及时准确的调用、查阅、核对。 四、对 BIM 的认识与展望 1、施工与设
11、计的有效对接 BIM 的出现，真正将项目的全生命周期进行串联，但目前设计、施工在产业上被割裂，各个阶段的数据未能实现有效流通，对 BIM 的应用发展有着较大的阻碍作用。施工方与设计方需要提升上下游合作，加快实现数据接口的打通，最终实现 BIM 在项目生命周期全过程的有效利用。 2、BIM 与 ERP 结合的信息化建设 BIM 与 ERP 的对接将是施工企业信息化建设的正确途径。企业信息化可以分为管理信息化和技术信息化两个领域，ERP 正在成为管理信息化的核心技术和方法，BIM 将成为技术信息化的核心技术和方法。目前信息化建设主要着重于 ERP，处于缺乏项目高精度的基础数据，核心业务数据无法畅通
12、的状态，我们可以一方面建设 ERP 系统；另一方面着力建设 BIM数据库，最终实现 BIM 数据与 ERP 系统的对接，形成完整的信息管理平台。 五、结束语 目前，地铁建设相关的各方都有着对于过程管控中及时、准确地筛选、调用工程基础数据的需求。同时，随着 BIM 的推广和不断发展，地铁施工管理信息化、过程化、精细化将成为可能，并不断的得到完善。现代化的信息技术和 BIM 系统的出现必将推动地铁施工进入革命性的新时代。 参考文献 1 马洪娟 , 姚守俨 , 戈祥林, 林忠和. BIM 技术在南宁规划展示馆项目施工中应用体会J. 土木建筑工程信息技术, 2011.04 2 中国建筑第八工程局. 建筑工程施工技术标准（1、2、3、4）Z. 北京: 建筑工业出版社,2005. 3 刘爽. 建筑信息模型(BIM)技术的应用J. 数字学报, 2008, (2): 100-101
