城市地下空间开发中BIM技术的应用探析

1 BIM技术实施的背景

随着计算机软、硬件技术的发展以及3D技术的普及推广，以BIM技术为代表的“三维协同设计与全生命周期管理”成为了工程建设行业最新的理念和先进的水平，是提高工程建设质量和效率的最为行之有效的方法。传统的“AutoCAD+Excel”的设计模式和“拿着二维图纸、参照以往经验”的施工方法已无法完全满足工程建设行业发展的需求。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的特点，它可以模拟实际施工，提前发现施工中会出现的问题，从而合理确定施工方案，合理配置人员、材料和设备，在最大范围内实现资源的合理利用。近年来国内有一定数量的项目在不同阶段使用了BIM，其中上海中心大厦最受关注。BIM已经逐步渗透到软件公司、设计单位、科研院校、建筑企业等，建筑企业开始对BIM人才有所需求。

伴随着BIM技术的普及，其作用也越来越显著，越来越多工程项目在招投标阶段就已经将BIM技术的应用与实施作为指定条款添加到招标文件中，为了在竞争日益激烈的建设市场中赢得优势，工程建设企业必须把引进国际先进的建设管理理念放到重要的战略位置，通过科学技术的进步来提升自身的综合实力和竞争能力。

我公司目前承建的郑州综合交通枢纽地下交通工程(东广场)项目属于城市地下人防工程，项目东侧为城市主干道圃田西路，西侧为国铁郑州东站，南侧地下为地铁1号线、5号线、市域线3线换乘站新郑州站;北侧为已建汽车客运站，地铁1号线新—博盾构区间从东广场项目中部穿过，把项目分为南北两个区。该项目从建设初期各参建方就推广实施BIM技术。

2 本项目中应用BIM技术的必要性

郑州综合交通枢纽地下交通工程(东广场)规划设计为地下三层，总建筑面积113558平方米，既包含建筑、结构、通风空调、机电、消防、给排水、人防等内容，还包含地下连续墙、长螺旋桩基施工、抗拔桩、地铁盾构区的加固保护等重难点施工，工程量庞大、施工内容多，基坑开挖深度大，开挖面积大，围护结构多，并且地铁运营区间防护难度大，既有顺做区，又有逆做区。周围环境复杂，施工安全风险较高，传统的管理方法已不能满足实际施工需要。

BIM技术的可视化、碰撞检查、施工模拟等技术手段，可以在项目开始施工前，对整个项目进行模型搭建，及时发现设计方提供设计图纸资料的错误，降低后期因工程变更等因素引起的不必要麻烦，另外可以对整个施工过程进行模拟，分析不同资源配置对工期的影响，综合成本，工期、材料等得出最优的施工方案，从而减少因为施工过程中的错误造成的浪费，降低成本，提高效益。

3 BIM技术在本项目中的实施

(1)可视化:通过 Autodesk Revit、Autodesk Navisworks、广联达 BIM5D等系列软件，结合原有的二维设计图，通过BIM建模，加入三维立体元素，满足项目的可视化要求，真正做到“先模拟，后施工”。

(2)项目临建设施建模:依据临建场地二维图纸数据、图纸说明等，设计和模拟整个项目临建设施及场地布局的BIM模型。

(3)土建建模:建筑和结构模型构成了土建模型，通过整体建模，可以更加顺利的应用后续各项功能，如交底、施工、检测等。施工之前，需要依据已有的二维设计图纸，借助于一系列的软件，对主体结构、重难点部位施工、土建构件等建立三维可视化模型，清晰显示项目结构的细部构造。

(4)施工进度模拟:BIM从3D模型发展到4D(3D+时间或进度)建造模拟功能，可将施工中每一项工作以可视化的虚拟建造过程显示出来，使项目相关人员都能够理解进度计划的关键节点，及时采取措施，进行纠偏调整，同时遇到设计变更、施工图更改时，可以快速的联动修改进度计划。对比传统的施工进度计划横道图、网络图，BIM模型的优点显而易见。

(5)关键节点工序模拟:本项目重难点工序较多，在施工前根据工序的拆分与BIM模型的关联，逼真地模拟现实施工中的工序场景，辅助技术人员验证当前施工工序方案是否合理，并进行调整优化，避免因施工顺序错误导致的重复劳动、材料浪费、延期等。

(6)机电模型建模:在整个工程项目中，涉及到强弱电、空调、通风以及消防等诸多的子系统，这些子系统包括诸多的设备和管线，在具体的施工过程中，位置冲突很容易出现。BIM技术的应用，可以很好地实现碰撞检测，利用BIM相关软件进行三维建模，从而查找模型中的所有撞点，出具碰撞检测报告，从而更好地解决传统二维设计下无法避免的错、漏、碰、撞等现象，以便对管线施工进行调整，及时纠正出现的各种冲突。

(7)工程项目成本对比分析:BIM的自动化算量功能可使工程量计算摆脱人为因素影响，比传统的计算方法更加准确，得到更加客观的数据。完成项目建模之后，借助于BIM的revit软件模型，通过明细表的形式来输出各种构件材料的工程量，有电子表格或者报表形成。Revit可以非常详细的对工程量进行计算，并且可以分开列出，汇总之后，对其预算成本进行计算，通过对比实际成本和预算成本，就可以动态管理项目成本。

4 结束语

通过上文的叙述分析我们可以得知，相较于常规的照图施工模式，BIM技术具有一系列的优势，它有效结合了数字信息和计算机技术，实现过程建设过程中各阶段数据信息的整合及其应用，提高建设效率和质量，对于工程竣工后的维护运营，也可以起到有效的指导作用。在城市地下空间开发中，借助于BIM技术，可以与城市的整体发展协调和配合，另外，通过综合分析各个技术指标，也可以对地下空间规划的可行性进行论证。随着技术的不断发展和BIM应用的不断实践，BIM技术已朝着更多的发展方向展开。

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