地铁车辆段施工管理中的BIM技术应用和监理工作

侯壮

摘 要：以BIM技术在某地铁项目车辆段工程中的应用情况为例，地铁车辆段能够通过使用BIM技术完成管线碰撞检查、模拟施工方案、施工进度管理、施工场地布置以及构建三维模型等全过程管理工作，实现信息集成管理，使地铁车辆段施工管理过程中的常见问题得到高效处理，为后续的实际施工做好充分的准备工作，确保整个工程项目能够在规定的时间之内保质、保量地完成。

关键词：BIM  地铁车辆段  施工管理  技术应用

1 施工管理中BIM技术的作用

1.1 三维渲染

使用BIM技术构建三维建筑信息模型以后，地铁工程项目的施工计划和设计图样就会真实地展现在面前，让人有身临其境的感觉，它使施工场地和施工机械设备的布置情况变得更加形象、具体，可详细分析复杂的施工环节，可实现施工设计方案的优化和升级。创建BIM模型以后，工程量计算变得更加准确，构件的精度提高。渲染好的BIM模型有较好的展示作用，使施工单位的中标概率更大。

1.2 快速算量

构建BIM建筑信息模型，在建筑生命周期的构建属性和性能方面发挥出重要作用。在处理和应用大量的数据信息时，BIM技术的优势更加明显。BIM的数据信息已经达到了构建级的标准，在创建BIM数据库以后，施工阶段的管理工作得以快速实现，使整个工程的施工效率上升到一个新的高度。比如：在BIM模型中，能够对整个建筑工程的工程量进行准确的提取，掌握整个工程项目的施工范围;在工程项目施工材料用量得以准确提取以后，能够合理管控施工成本，为工程项目的造价管理和投标工作做好充分准备。

1.3 精确计划

施工企业在发展过程中，虽然积累了大量的工程数据信息，但在接触全新的工程项目时，依然会觉得无从下手，主要原因是施工企业积累的所有数据信息没有开展任何的加工和处理工作，这些数据信息只是一种散碎的资料而已。使用BIM技术以后，施工企业在获得工程项目基础信息以后，经过一系列的加工和处理，对整个工程项目的机械设备、施工材料和施工人员等资源规划出详细的计划，使施工企业精细化管理的目标得以最大程度的满足。

1.4 虚拟施工

BIM三维可视化功能为虚拟施工提供了可靠的信息支撑，结合时间维度的进度安排，真实模拟了整个施工过程。以往在开展施工管理工作时，参与建设的责任主体比较多，各参与方之间缺少必要的交流和沟通，给项目进度管理造成了很多不必要的麻烦。在使用BIM技术以后，整个施工过程实现了虚拟化管理，能够真实感受到实际施工进度与施工进度计划之间的差别，做好施工进度调整工作，使那些因施工进度延误而造成的各项损失得以避免。

1.5 碰撞检查

地铁管线排布具有较强的复杂性，在施工准备阶段，技术人员利用BIM技术软件创建三维模型，叠加需要检测的所有专业模型，优化升级工程设计理念，使最终确定的管线布置方案变得更加科学、合理^[1]。在详细分析施工管理过程中使用BIM技术后的情况发现，随着国家对BIM技术相关政策的推出，相关建设主管部门也对其给予了高度重视，施工企业在今后发展的过程中，要紧紧地抓住这一契机，做好发展战略的整合工作，使企业在激烈的市场竞争中占据优势。

2 项目概况

地铁项目车辆段工程全长1 300 m，施工方向为东西方向，宽度设置为320 m，总建筑面积达到520，000 m²。整个工程项目包含的施工内容有出入段和车辆段的房建工程、桥涵、路基、道路以及附属工程等。

车辆段采取上盖物业的形式，工程量非常大，施工工期紧。各区域施工以平行流水施工模式为主，因此会出现工序交叉、资源浪费和流水节拍延长的情况，各区域间可支配的自由时间较少。在详细分析车辆段施工组织形式后，使用平行流水的施工组织模式，能够取得最佳的施工效果。为了使工序交叉减少到最低、实现资源的共享，车辆段施工项目引入了BIM技术。在创建三维模型以后，使得各项目的施工任务得以有序开展，为整个工程的顺利施工奠定了基础。

3 基于BIM的施工管理技术应用

地铁项目车辆段在施工阶段引入BIM技术后，实现了设计优化、碰撞检查、栈桥和节点模拟、现场道路设计规划、塔吊点位规划、钢筋场地布设规划以及临建工程规划等全过程管理，充分体现出BIM技术高效同步和信息集成的优势^[2-3]，对地铁车辆段施工管理工作做出了突出的贡献。

3.1 构建三维模型

二维施工平面图的直观性和形象性要比三维施工平面差一些，二维施工平面图不能将复杂的节点表达清晰，施工人员对设计师的设计意图理解产生偏差以后，容易导致返工的情况发生。将BIM技术引入到地铁车辆段施工过程中以后，以设计单位提供的设计图样为依据，创建三维立体模型^[4]，在模型中完成划分和归类工作，以施工过程的精度标准为核心，创建装修、土建和机电三维模型。在施工时，施工人员将三维模型与二维模型结合起来，显著提升识图效果，及时发现存在的不足之处，将返工问题控制到最少。

3.2 布置施工场地

要想使施工活动顺利进行，就要对施工场地进行合理化布置，特别是在地铁项目建设过程中，施工现场多数都在市内繁华区域，场地狭窄。在开展施工项目前，要科学布设施工场地，事先将临时用電用水、运输道路、垂直运输路线和施工材料堆放区域等位置规划好，为后续的顺利施工做好充分的准备工作。在使用BIM技术以后，施工单位依据施工现场的布置要求和实际施工情况，对整个过程进行模拟，使施工现场的布局变得更加合理、紧凑，确保后续施工能够顺利进行。

3.3 管理施工进度

地铁的主要施工区域为城市中心，在项目建设施工时，急需解决的主要问题就是将环境影响降到最低，合理化管控施工进度，保证整个工程项目在规定的时间内交工。施工技术人员使用BIM技术反复研究施工方案，使最终确定的施工方案能够满足施工现场的实际要求，将施工风险点和施工成本降到最低，保证整个工程项目能够在规定时间内完成^[5-6]。

3.4 模拟施工方案

模拟施工方案主要包括两个方面的内容，即实时更新模型参数，实时采集现场数据。使用激光扫描、照相测量和GPS（Global Positioning System全球定位系统）技术以后，可清晰采集现场三维坐标，同时准确获取建筑规模的大小，以方案中的模型参数为依据，对采取到的数据信息进行处理，实时转化为相应的工程项目内容，并可及时更新模型数据。

3.4.1 模拟临建项目设施施工

在施工准备的过程中，以总平面规划设计方案为基础，创建三维平面模型，做好施工现场的规划和设计工作，对现场交通和临建项目的建设施工情况进行模拟，显著提升场地布置方案的整体效果。

3.4.2 模拟施工工序

地铁车辆段的结构类型以框架为主，基桩、承台、柱网与盖体相结合的结构模式，施工组织难度系数和工程量都比较大。桥梁工程、建筑工程和路基工程共同构成了完整的施工工序，在模拟各个工程工序在总平面上的功能数据时，BIM技术发挥出了巨大作用，可以合理掌控整个工程的施工进度。

3.5 检查管线碰撞

在地铁车辆站中使用BIM可视化功能，直接检查综合管线碰撞情况，使用BIM技术三维模拟地铁车辆段项目管线、预埋件和预留孔洞的布置情况，发现存在的问题，可立即采取措施纠正，确保管线的各项要求满足设计标准。使用管线碰撞检查来合理调整布局，使管线排布变得更加便捷，可避免各种管线的碰撞问题。

通过上述分析不难发现，将BIM技术使用到地铁车辆站施工后，施工区域资源配置划分变得更加合理。通过模拟施工方案，提前获悉施工工程中可能会出现的问题，为地铁车辆站建设的高质量完成做好充分的准备工作。同时，现场施工的安全管理、施工质量和施工效率都发生了巨大的改变。

4 監理工作

工程所涉及的内容主要是地下工程（地下车站、区间隧道、旁通道、附属结构等）、地面环境保护、地面交通设施保护，文明施工和安全生产要求高。根据本工程施工的特点，质量控制的关键在于过程控制，质量控制的重点是事前、事中的控制。这就要求监理工程师能够在施工前多分析、早预防;施工过程中及时发现质量隐患和影响质量的不良因素，采取相应措施予以预防和处理，确保工程质量满足设计和规范要求。以工程的重点、难点为监理对象，做好监理工作。

4.1 施工场地布置与道路交通组织的监理

（1）采用明挖法施工的车站，在开工前，应要求施工单位详细调查路段和周围的交通现状，调查工程所分布的市政管线、建（构）筑物的情况，根据现场情况制定确保行车通畅、周围居民进出顺利、市政管线及建构物安全的施工期交通组织方案。方案应针对性强、措施完善，充分结合现场实际情况，能够满足公安交管等部门的有关要求。监理工程师应严格审核交通组织方案，然后报公安交管部门审批，方案批准后方可实施。

（2）施工过程中，严格要求施工单位按审批的交通组织方案落实。地下车站工程交通组织方案应遵循“分段、倒边、先建后拆”的原则。

（3）建议。根据现场实际情况，建议当施工占用了部分快车道和绿化带且主体结构施工完毕后，恢复绿化带和快车道时，应遵循“分段、倒边”的原则逐步恢复车站交通，先修建好临时道路，再拆除旧有道路。在车站施工围挡周围设置醒目标志，防止对车站临时设施的碰撞或损坏。

对于道路交通量比较小的路段，可结合临近道路的交通运营能力，车辆采用绕道来进行疏解。待主体结构施工完成后恢复道路的交通能力，再进行局部围档，进行车站附属结构的施工。

施工现场周围设置各种交通标志，引导车流，保证行车顺畅、安全。需改迁、保护的电力、电信、给排水、燃气等市政管线，应遵循“分段、倒边”的施工原则，施工时要结合现状交通道路状况，视情况予以加固、保护。施工中应要求施工单位加强对单位出入口、道路交叉口的维护，协调施工单位与当地单位的关系。具体施工时，根据施工方案及现场协调情况，局部交通组织还应进行灵活机动的调整，以适应现场实际情况。

4.2 主体结构施工的监理

本车站为地下结构，整个车站基本处于水位之下，根据招标文件的要求，地铁车站主体和人行通道防水等级为一级，风井、风道等辅助结构防水等级为二级，防水要求高，混凝土自防水是防水工程的关键。在主体结构施工过程中，加强混凝土自身质量的控制，监理采取驻场形式进行混凝土源头控制，对混凝土原材料、配比等进行监督。现场混凝土浇筑前，应了解掌握其天气情况，做好相应的防护措施;其现场准备工作必须到位，浇筑过程中加强振捣质量的控制;浇筑后的养护工作必须到位，减少由于内外温差产生的裂缝，针对季节性混凝土施工，制定相关质量控制措施。

在对车站各部位的模板及其模板支架进行检查验收。应检查模板的尺寸是否正确，严格控制结构净空尺寸及预留洞口尺寸，该部位模板支撑必须具有一定的强度、刚度、稳定性及严密性。混凝土施工过程中加强巡视检查，避免洞口跑模。如出现跑模现象，应及时进行模板纠正，如纠正不了，待拆模后及时进行处理，避免影响后续安装或盾构施工。

混凝土施工前，应对所施工段的所有预埋件进行全面的核查，确保其预埋件的位置及数量满足设计要求，并对预埋件进行加固，避免由于混凝土施工对预埋件形成冲击，使预埋件的位置发生偏移，从而影响后期安装及盾构的进出洞施工。

由于工期要求紧，对主体结构混凝土构件的裂缝控制与防治措施要到位，严格对站台层底板坡度、站台板轴线、屏蔽门几何尺寸、站厅层楼面平整度、轨顶风道预留孔位置、埋件准确性进行控制。

4.3 高支模施工的监理

（1）审查施工单位上报的施工方案，必须经过专家论证并按照专家组意见进行修改完善，各方签字手续齐全，签字人员有效。

（2）对高支模的原材料进行控制。检查已进场的脚手架构配件的出厂质量合格证，检查使用的钢管是否存在彎曲、变形、开裂、钻孔、严重锈蚀等影响施工安全的质量问题，严禁使用有严重变形、损伤、锈蚀的门架及配件。督促施工单位在使用前对构配件进行取样送检，检测合格后方可投入使用。

（3）搭设前，检查施工现场作业的架子工的《特殊作业操作证》是否满足施工安全要求，架子工必须持证上岗;项目部是否进行了安全技术交底，安全教育等保障施工安全的资料是否完整、具体、明确及针对性强;安全防护必须满足要求。

（4）搭设过程中，严格按照通过审核的方案对其高支模的间距、步距、扫地杆、剪刀撑等进行控制，杆件的接头分布及可调顶托的设置必须满足规范要求。高支模搭设完成后，严格按照程序要求组织验收，通过验收合格后，方可组织下道工序的施工。

5 结语

地铁工程建设项目影响范围广、安全系数要求高、施工质量要求严、施工环境复杂以及使用的专业知识类型比较多等，因此，监理工作在地铁项目建设过程中必不可少。施工单位在使用BIM技术以后，显著提升了整个工程项目的施工效率和施工质量，能够真实展现每道施工的组织形式和施工顺序，解决了交叉作业问题，可获得更加符合工程项目实际建设情况的施工方案。

参考文献

[1] 王立庄，曹伟，申宇.基于BIM的地铁车辆段施工管理研究[J].项目管理技术，2021（3）：117-121.

[2] 郭红领，潘在怡.BIM辅助施工管理的模式及流程[J].清华大学学报（自然科学版），2017，57（10）：1076-1082.

[3] 阮晓晨，袁龙泉.BIM技术在地铁车站施工管理中的应用研究[J].广西城镇建设，2021（7）：67-69.

[4] 兰峰涛，张安山，李翰卿，等.BIM技术在广州地铁18号线施工中的应用[J].建筑技术，2021（6）：699-702.

[5] 王立庄，叶盼，杨子寒.基于BIM技术的地铁车辆段施工进度管理——以佛山地铁2号线林岳车辆段为例[J].中国高新科技，2021（2）：90-93.

[6] 李泓睿.基于BIM的地铁土建施工进度管理研究[J].工程建设与设计，2019（10）：238-239.