基于BIM 的轨道工程建设设计及施工研究

◎王婧雯

随着社会发展，科技不断进步，信息化这一技术手段已经融入到了我国的各个行业当中，其中最有成效的就是数字化的应用。数字化的应用对于我国工程行业带来了很大的转变，可以更有效地对设计以及施工现场进行把控。大大降低了在施工作业过程中存在的安全隐患，也降低了工程企业的社会风险以及经济风险，提升了工程企业的施工效率以及企业的整体效益。

一、城市轨道交通项目工程特点及BIM 在其中应用的潜力

1.城市轨道交通项目工程的特点。

城市轨道交通项目工程因为其自身的独特性，其是和传统的民用建筑以及工业建筑不同的：

（1）项目参与单位比较多，涵盖面广，较为复杂。

（2）项目投资资金较大，所涉及到的利益方较多。

（3）城市轨道交通项目投资收益周期较长，是需要在项目的使用阶段才能显现出来投资的整体效益。

（4）项目影响面较为广泛，同时受到外界因素影响较大。

（5）项目的涵盖面以及规模越来越大，也越来越复杂，管理的手段也越来越科学。

2.BIM 技术在城市轨道交通项目工程中的应用潜力。

当前BIM 技术作为工程领域的一项革命性的科学技术，其理念以及融入到了工程的各个细分领域。城市轨道交通项目工程因为其自身独特的性质，也存在着很多的因素来推动着BIM 技术的普及应用以及持续的发展。

（1）是建筑领域转型的必然。当前，伴着科学技术手段的进步，BIM 这一先进的技术手段也对建筑领域进行着冲击和推动，推动着建筑行业的发展以及升级。城市轨道交通项目工程作为建筑行业的一个细分领域，也从以往的粗放管理手段向细化的管理手段进行转变。让着一转变顺利实施的一个重要手段就是BIM 的应用。

（2）企业核心竞争力的提升。当前不管是政府的有关监管部门还是业主单位，都在提倡对BIM 技术的应用。当前许多发达国家已经将BIM 技术渗透到了工程当中的各个领域，其中当然也包括了城市轨道交通工程。我们国家当前的城市轨道交通项目工程的有关企业也越来越关注BIM 的重要作用以及其优势，也在大力引进和推过着BIM 技术的应用。许多企业单位为了可以增强自身的竞争力，保证自身在工程行业中的地位，就对BIM 这一技术进行应用来加强自身的竞争力。

（3）与国际之间进行交流合作和EPC 模式的需求。BIM这一技术手段可以实现不同专业软件的统一交流，也可以降低语言不同以及专业不同间的信息交流的支出成本。当前随着国家的开放以及国际之间的交流，国际工程越来越多，BIM技术的应用可以大大降低工程信息传递过程当中的损耗，降低因为语言不通而出现的一些错误和工作的重复。当前，许多国企以及央企在大力推进设计以及施工一体化的总承包模式，也就是EPC 模式，BIM 技术的应用，可以将设计业务向建设施工进行延伸。

（4）城市轨道交通项目自身要求的提升。前伴着社会经济的迅猛增长，城市轨道交通这一项目工程的体量以及规模和复杂的程度也在逐渐的增长，也就出现了越来越多负载的建筑物以及构筑物，就会让以往传统的二维设计软件变得难以进行处理。但是BIM 这一技术的加入，其参数化以及可视化等这一特性可以很好地解决这一问题。

（5）高度集成的优势。城市轨道交通项目涵盖设计、施工以及后期运行使用阶段，这三者都是无法分割的。但是依据以往的传统模式来进行工程的建设，就会常常出现信息的孤岛现象，不能体现建设工程全生命周期的重要理念。但是BIM 技术的出现，其对工程全生命周期的各项信息资源进行集合，同时其具有强大的模拟以及分析的功能。可以预想对项目工程进行设计以及施工的模拟，使其发现方案当中的问题，并在动工之前就进行解决，进而有效降低资源的浪费以及资金的支出，也提升了工程建设的整体质量以及效率。

二、基于BIM 的轨道工程建设设计阶段

BIM 这一先进技术的应用可以实现工程项目的全生命周期，对于城市轨道交通项目前期的设计阶段而言的BIM 应用进行整理，设计阶段可以整理为以下三个阶段，即总体设计阶段以及初步设计阶段和施工图设计阶段。

1.总体的设计阶段。

对于设计阶段而言前期的总体设计是为了解决总体规划方案的比对问题。在这一阶段可以对不同的设计方案来创建BIM 模型，并建立项目工程周边环境的模型，应用BIM 模型的可视化这一特性功能来直观的对比每个设计方案的最终效果，对其优缺点进行分析，进而协助设计进行相应的方案对比，对最终的设计整体方案进行确定。

2.初步的设计阶段。

初步设计这个阶段其主要应用BIM 进行现场管线的改迁以及施工场地的模拟和道路的翻交。将BIM 效果图做出来之后可以将城市轨道交通这一项目工程的规划线路以及站台位置将周边的地形以及建筑和市政的有关设置进行综合的统筹，进行相互的协调，对管线的搬迁量进行整理统计。可以预想将风险控制到最小，提升项目的协同效率，也降低了自身的成本支出。

3.施工图的设计阶段。

在设计阶段中的施工图设计，基于BIM 技术有关的设计人员可以对管线综合以及工程量的校验、碰撞检查、大型设备运输道路的检查以及装修完成效果图进行整体的查看。城市轨道交通这一项目工程常常会涉及到管线，但是BIM 技术的应用可以大大提升处理复杂管线问题的便捷性。基于BIM的模型构建，进行对管线综合以及碰撞检查，可以进一步发现结构构件和管线之间存在的问题，对综合复杂的管线碰撞等问题进行模拟查看，依据碰撞的模拟数据进行分析并生成调整协调的数据，并将数据反馈给各个有关专业进行相应的调整优化。也就避免了各个专业和图纸之间不够协调的问题出现，对设计图纸中可能出现的问题进行及时解决，保障最终设计图纸的质量，也避免了因为后期的设计变更额而出现的工程的返工现象。在以前的工程把控的过程中，经常会出现因为设计的不完善，导致大型设备检修运送的不出去的情况，或是设备的使用空间满足不了检修的需求。通过BIM 这一先进技术，我们可以在前期的设计阶段就对大型设备的运输路径进行三维模拟，可以及时发现设计的问题，避免因为设计的问题而出现后续的无法运输的现象发生。在施工图这一设计环节中，对模型对象的颜色信息以及材质信息和光源信息进行赋予，对装修的效果进行模拟。再通过动画的漫游，让设计人员以及决策人员可以置身其中，对于设计方案的完善以及设计效果的呈现和装修方案的稳定有着重要的意义以及作用。

三、基于BIM 的轨道工程建设施工阶段

（一）BIM 技术在城市轨道交通项目建设上的运用

1.在管线上的运用。

可以对信息化技术的数字信息进行应用，利用三维立体技术来对城市轨道交通这一项目工程的模型进行全面立体的构建，在计算机设备当中显现出来。可以大大提升城市轨道交通项目建设施工的整体效率，保障其最终的工程质量，让轨道交通项目在工期内顺利的完成施工作业，提升企业这样一来就可以有效的提高建筑工程的施工效率，从而保证建筑工程的施工质量。

BIM 技术的可视化对于城市轨道交通工程项目来讲是至关重要的，其可以利用三维模型来对来依据管线图纸来转化为实际的二维图形，便于作业人员对管线的施工作业合理的把控。

2.预留孔洞的查验。

利用BIM 这一手段可以及时和直观的发现机械设备在项目工程当中留有的控孔洞位置以及尺寸等有关的信息，可以有效地避免施工作业中对孔洞进行碰撞或是出现堵塞的问题，可以让预留的孔洞更好地发挥出其作用和意义。

3.接口协调作业。

BIM 技术的应用当中的三维立体技术的模型可以提前就对工程施工作业中的各个环节进行监测判断，提前进行发现和解决，就避免了在施工作业中因为接口问题而出现的施工返工问题，进而会影响到工程的整体经济效益以及工期问题。

4.大型设备运输方案合理选择。

依据轨道交通项目中所需要的设备厂商所给出的设备尺寸以及外形，进行BIM 的建模处理。这样在一些大型的设备进入到城市轨道交通项目的现场前，就可以依据自身所建立的三维立体模型进行运输路径的合理安排，以保障大型设备可以到达指定的位置并进行后续的施工作业。

5.工程量的辅助计算。

BIM 这一技术手段中的三维立体设计模型，可以运用测量软件来对城市轨道交通项目进行精准的测量，可以为物资的成本控制以及采购提供极大地便利性和可参考性。轨道交通项目工程量的计算是一项较为复杂的工作，BIM 技术的应用可以这些工作交给计算机来进行快速的处理，进而大大降低了人力资源的成本以及错误问题的出现。

（二）BIM 技术在城市轨道交通项目施工安全上的运用

对于前段信息对BIM 技术在城市轨道交通项目上的施工建设中的应用，可以分析出通过以上介绍BIM 技术，可以分析出BIM 技术可以大大降低项目工程施工作业的不安全因素。可以帮助城市轨道交通项目进行施工建设的有效把控。BIM这一技术在城市轨道交通中的应用大大降低建筑使用建设过程当中安全问题的发展，提升城市轨道交通项目施工作业的整体效率，以此来保障城市轨道交通项目的最终质量。

（三）BIM 技术在城市轨道交通项目施工质量管理上的运用

BIM 这一先进的技术中的三维技术所建立的立体模型，可以对城市轨道交通项目的全周期进行有效地帮助，可以降低城市轨道交通项目中所出现的质量问题。也可以让有关人员在BIM 平台上进行相关的交流，可以推进技术的整体发展和创新，推动BIM 技术的进步。BIM 技术的引用可以让城市轨道交通项目前期就进行有效地协调作业，可以在施工前就发现可能会出现的一些问题，避免因为这些问题而出现工程的返工，进而增加其成本的支出。BIM 技术合理的应用在城市轨道交通技术当中，就可以在技术测试中避免出现问题，降低施工作业的过程当中对管道路线的碰撞问题的发生，如此一来可以提升城市轨道交通项目的整体施工质量以及效率。可以在复杂的管线作业中，选择出最科学完善的一套施工作业方案。

（四）BIM 技术在城市轨道交通项目施工进度上的运用

在城市轨道交通技术当中管线的综合布置，可以依据BIM 中的三维立体模型的构建来进行合理全面的布局。可以有效提升作业人员的整体效率，降低设计当中所出现的错误，并运用构建出来的三维模型来指导现场作业人员的合理施工，保证城市轨道交通项目的施工进度顺利的完成。

四、结束语

BIM 技术的发展应用，推动着城市轨道交通项目整体行业的变革发展。相关企业在切合实际的建立健全自身的BIM体系。通过BIM 数据进行整合以及查看，可以更有效地了解城市的轨道交通项目的施工建设以及运营的状况；也可以对以往的数据进行分析探究，为城市后续的规划和设计提供重要的参考价值。BIM 技术的应用可以将资源最大化，大大降低人力以及材料的支出及浪费，降低对周边环境的影响，助力于我国可持续化发展建设。当前，城市轨道交通项目中BIM 技术的应用已经取得了很多成效，但BIM 这一技术在城市轨道交通项目的应用还处在一个萌芽的阶段，还存在着一定的问题以及阻碍。项目各参与方在BIM 的应用中发挥着不同的作用，因此，为了推动BIM 技术在轨道交通项目上的应用，需各相关单位协同努力，解决问题，共同创建出适合我国国情的轨道交通项目建设BIM 技术的发展道路。