BIM技术在高铁站房施工中的综合应用_邓清元.pdf

CM&M 2023.011990 引言我国的高铁事业蓬勃发展的同时，人们对高铁站房的施工质量要求也在不断提高。将 BIM 技术应用在高铁站房施工中，有利于进一步提升施工人员对工程建设进度的控制力度，让高铁站房更加符合质量要求，让管理智能化、信息化水平更高。BIM 技术将各阶段进行融合，将施工图纸、施工进度、施工模式、运营维护等通过系统进行优化组合，以三维立体模型的方式呈现出来，为施工人员提供了高效、智能的建筑环境，有利于最大限度地节约能源，提高建筑的施工质量，使施工更加绿色环保、智能。1 BIM技术概述BIM 技术全称 Building information modeling，即建筑信息模型。它是在现如今二维技术的基础上发展出来的多维信息技术，能够将建筑物以三维几何的形状表现出来，将建筑构建的材料价格以及建造进程等信息进行整合，通过数字来模拟传递。BIM 的三维信息模型，可以将二维的平面图纸变成三维的立体模型。在建筑中，可以将设计、建造、运营等通过可视化来帮助人员进行协调、沟通和决策。除此之外，BIM 技术的推广还有利于缩短建筑项目的工期，加快建筑业的科技进步速度，同时还能提高建筑的质量以及完工效率，在一定程度上有利于节省能源，减少施工中存在的误差，让施工能够变得更加顺利便捷，有助于提高建筑的施工质量、安全性。2 BIM技术优势BIM 技术使得高铁站房建设实现了可视化，所见即所得。施工人员可预先通过 BIM 技术仿真建筑得到结果，然后根据模拟出的三维立体图，对所使用的材料数量、单价物料等进行模拟设计，在实际建筑前避免出现各类问题。比如建筑空间优化使用，建筑规模是否符合要求等，可以通过预先模拟，发现施工中所面临的漏洞以及材料短缺等问题。业主的要求可根据 BIM 技术进行事先模拟，根据发现的问题，找到更为精准的解决方案，可避免在施工过程中发生施工事故，并可有效降低施工成本、缩短施工的时间。BIM 技术的应用，可使工程造价得到更为精准的数据，有利于提高施工效率。在 BIM 技术没有出现之前，传统的工程造价由造价员根据设计图纸进行工程量的计算。这种方法存在很多问题，比如工程量大、计算复杂、费时多、材料价格波动造成计算数据不准确，导致造价环节脱离控制，使项目各个环节之间无法进行有效沟通。BIM 技术的实施有利于提升工程造价的精准度，让工程造价具有可控性，对提升施工人员的工作效率有很大帮助。应用 BIM 技术实现有效的沟通协调，既节省了人力，又提高了工程造价的精准度，能够将施工成本控制在最小范围内，帮助施工单位获得更大的利润。BIM技术在高铁站房施工中的综合应用邓清元摘要：随着高铁的快速发展，建筑的日益增加，高铁站房的建设需求日益增加。高铁站房工程所涉及的专业多，施工难度大，工序复杂，利用 BIM 技术将高铁站房建设通过 BIM 平台构建完整的施工流程预演，有助于协同施工各专业之间的信息沟通，提升建设速度与建筑质量，有利于施工人员把握施工的进程与控制，进一步提高高铁站房的信息化管理水平。关键词：BIM 技术；包银高铁站房建设；应用；施工；监理（北京铁研建设监理有限责任公司，北京 100000）200工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工3 BIM技术的应用3.1 三维立体空间布局在实际项目施工中，常出现工期紧急、需同步进行的项目繁多以及场地布置较为繁琐等问题，为了合理规划场地并兼顾运输，可以利用 BIM 技术对于施工场地进行三维布置，对施工场地中的塔机运动、材料放置、运输等问题进行虚拟模拟，这样就能对潜藏的问题提前发现并进行处理。在实际施工过程之中，根据现场实际进度与情况等进一步进行优化处理，可使施工过程更科学高效1。3.2 图纸会审与碰撞检测应用 BIM 技术，可完成图纸评审和碰撞监测等工作。实际应用中，发现在该台账中有 80 多个图纸问题。再利用碰撞探测方法，找出由于二维设计缺陷而不能识别的“错漏碰缺”和缺陷，并编制测试报告。通过与施工单位以及设计单位进行沟通，能有效地减少设计过程之中的错误，将图纸的审核提升到一个新的高度。在进行工程建设之前，要先确定最佳的方案，以尽量减少由于图纸出现问题而影响工程进度。3.3 机电管线及支吊架深化设计在开始进行机电等设施地安装之前，先建立给排水、暖通的 BIM 模型，将其与结构、建筑等进行协调分析、碰撞检测等，并将审核结果利用图纸进行汇总、修正。在此过程之中，同步进行结构避让、预留洞等问题的预防，防止出现管线碰撞、排布不合理这类问题2。机电一体化和支架的深化设计流程如下：提前警告管道发生严重碰撞和净高度不足的部位。对于机电设备不能安装或净高度不够的部位，及时向设计部门提出改进意见，以便进一步实施。拟定一个初步计划，全面分析管道和精装的细节部件，例如轻钢龙骨，吊杆，灯具等，并进行整体的管道布置。对方案的评价进行审核，并对模型进行修正。将现场的条件和模型结合起来，指导施工，使两者相辅相成，确保最后的结果。建立交换观点和资料的交流平台，利用电子邮件等即时通讯方式收集业主、设计、施工单位的意见，并将其上传到平台进行汇总。然后进行协调，通过对 BIM技术的重新审查，最终得出如下方案：管道布局的优化；对强电桥架尺寸的调整；对管道的规格进行规范；把走廊上的一些管线搬到室内。确定最后的计划，并对机电深化的内容进行相应的调整。根据现场实际情况，根据 BIM 图进行现场施工，并不断推动管道的优化，使模型符合实际，取得预期的结果。3.4 工程量提取利用 BIM 的自动统计部件，快速地抽取需要的工程量，可提高工程造价的精确性，有效节省计算工作量，提高设计阶段的工作效率。可对因设计变化引起的费用变动进行及时的评估，从而实现对费用进行有效的控制。将模型工程量与实际用量进行比较，找出误差，找出潜在问题，有利于减少物料损失，降低成本，使工程不在没有必要的地方产生开支。3.5 施工方案模拟与可视化交底利用 BIM 技术对施工进行三维建模和施工模拟，能够对工程之中存在的问题提前发现并处理，以此对施工方案进行优化，有利于提高施工质量。将模型引入 Navisworks、Lumion 等软件中，利用动画模拟等相关技能，能有效改善现场的工程质量。与传统的二维平面图相比，三维模型更加直观，通过动画仿真施工，使施工过程更加形象、直观、准确，可帮助施工人员快速深入地了解施工结构，为施工提供帮助。3.6 施工管理与各施工单位进行全面的交流和协调，收集施工资料，搭建数据中心。无论企业领导、项目经理、一般管理人员、施工人员，都可以通过各种途径获得有关项目的信息，从而大大地提高了施工效率。3.6.1 技术控制在 BIM 系统中，预先将施工组织设计、施工方案、作业指导、技术交底状况等信息纳入 BIM 系统，并对施工进度进行预警，及时提醒有关情况，保证施工过程的合理、有序地展开。针对施工中的关键资料、资料，要以 BIM 模型为基础进行连结，便于管理者迅速查找资料。将其与变更有关的资料、资料等进行汇总、整理，供日后的变更管理参考。其所形成资料的信息化管理模式，提高了资料的完整性与可信度3。3.6.2 进度管理通过对工程实体模型和项目进度规划的自动联系，使传统的二维项目进度规划，通过建筑动画的形式呈现出来，便于管理者对项目实施方案的可行性进行论证。利用 BIM虚拟仿真技术对工程现场进行 4D 模拟，直观地了解工程的实时形象进度，可实现对工程进度的精确把控。在此基础上，利用进度管理平台的预警功能，对工程进度进行实时对比分析，找出影响工程进度的问题，并针对其存在的问题及时调整人力、材、机等资源，调整施工计划，协调施工各方，可以达到合理控制和优化工程进度的效果。4 工程概况新建包银高速铁路银川至惠农段位于宁夏回族自治区石嘴山市、银川市境内，线路北起石嘴山市惠农区，经石嘴山市大武口区、平罗县，自沙湖景区西侧约2.6km处通过，CM&M 2023.01201沿包兰铁路东侧南行经贺兰县，接入在建银西高铁银川站高速场。线路建筑长度 99.01km，包括新建惠农南站站房5926m2、石嘴山南站站房 7984.9m2、沙湖站站房 2998.8m2及相关配套工程。工程地基与基础及钢结构工程为工期控制性工程。5 工程难点5.1 用地紧张在包银高铁站房的建设中，由于站前工程、地方市政工程多个平台同步进行工作，场地共用，各种工序交叉，工作面叠加，不同工种作业既相互独立又彼此相连，导致建设场地紧张。5.2 设计复杂包银铁路沙湖站地处宁夏沙湖生态旅游区，为了使站房工程与旅游景区融为一体，沙湖站的设计造型复杂、专业性强，要建设通信、电力、消防、票务等各个专业的站点。各个专业所涉及的水暖电路应该提前避让，对于提前策划难度较大，为了工序施工作业顺利进行，就要合理设计安排各专业之间的安装顺序、技术要求等，避免互相影响而导致返工。BIM 技术在施工中的运用，较好地解决设计、施工过程的衔接，为施工提供了技术支持。5.3 沟通不便高铁站房的建设参与人员众多，参建方多，管理层多，在施工建设时涵盖设计、监理、指挥部、项目部、工程管理部、架子队等七个管理层级，每一层又存在多个平行部门。部门过多导致部门之间的信息传递不及时，从而耽误工程，并且部门与部门之间缺乏沟通，导致各个部门之间沟通不畅，信息传递不及时，给高铁站房建设增加了难度，使得施工无法顺利开展。6 创新示范成果6.1 图纸会审及碰撞检测建立 BIM 三维立体模型，根据图纸数据进行模拟，有利于对图纸进行审查。在深化模拟的过程中，有利于通过信息的碰撞找出存在的问题，查找出二维图纸上无法发现的弊端，并及时形成检测报告。针对立体模型，让各个部门可以进行可视化沟通，能够降低各个部门之间沟通难度，提高各部门之间沟通效率。部门与部门之间的沟通问题得到解决，不仅信息就能够及时传递，并且还能提高图纸审核的精准度和水平，有利于在施工之前制定好最佳解决方案，避免因图纸问题而影响施工进度4。6.2 机电管线及支吊架深化设计在高铁站房实施建设之前，要根据 BIM 技术模拟出的三维立体模型，建立排水、供暖、电器等专业的 BIM 模型，并与其他专业进行碰撞分析。同时完成图纸的问题汇总、错误修正，考虑后续留出预留的地方，以避免管线碰撞、排布不合理等问题的发生。6.3 工程量提取根据 BIM 软件所构造出的建筑模拟图，基于 BIM 模型的深度分析，可有效地提高工程造价的准确性。这样不仅有利于加快施工进度、及时做出设计变更，而且可对造价的变动进行评估，有效控制费用支出。比较模型工程量，找出偏差，可从根源上节省材料、降低成本。6.4 施工方案模拟施工方案模拟是基于 BIM 技术进行的三维立体模拟。它将工程各部分进行可视化，可以提前发现施工过程中存在的问题，有利于优化施工方案，提高施工质量。除此之外，还有利于施工、监理、设计、业主各单位人员进行沟通交流，可以使设计方的设计意图以及工程之中的相关细节更容易理解，从而减少了因对施工方案等的理解偏差而产生分歧。6.5 施工管理项目的各方参与人员应对项目的各方面进行有效沟通，相关的重要数据需及时汇总处理，并建立数据中心，将数据中心公开开放给各领导，让各领导能够通过相关途径获得工程的直接信息，以利于提高施工效率。7 结语包银铁路站房工程施工中，BIM 技术与大型高铁站房施工相结合，能够将大型高铁站房施工建设通过三维模型实现可视化，并将图纸会审过程进行简化，对提高施工过程中的沟通效率有很大作用，有利于让施工更加快捷、高效，给高铁站房的施工建设提供了技术保障。施工过程信息化与智能化，有效降低了施工综合成本，显著提高了工程的经济效益。参考文献1 杨莉琼,刘鹏,李宏伟,等.BIM 技术在高铁站房施工安全控制 中的应用 J.施工技术,2018,47(17):119-122.2 张永庆,秦阳,马健,等.BIM 技术在高铁站房施工中的综合应 用 J.铁路技术创新,2021(2):74-79.3 曾科斌,庞小军,李国华,等.BIM 技术在高铁站房夹层空间管 线施工中的应用 J.施工技术,2019,48(18):67-70.4