
科学研究与应用
Journal of Scientific Research and Applications
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-7071(P)
- ISSN:3080-0757(O)
- 期刊分类:科学技术
- 出版周期:月刊
- 投稿量:4
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城市轨道交通BIM技术综合管理应用研究
Research on the Comprehensive Management Application of BIM Technology in Urban Rail Transit
引言
随着国家“数字中国建设整体布局规划”的发布,信息化、智能化已经成为城市基础设施建设的发展方向。习总书记在网络强国战略思想中明确指出,要大力推动产业数字化,利用互联网技术改造传统行业,提高全要素生产率。住建部连续发布建筑业信息化报告,要求加快推进智能建造、数字化审图、BIM集成应用等工作,使得BIM技术逐渐从“试点应用”向“体系化落地”转变。
城市轨道交通工程具有地下结构复杂、工法多样、交叉作业密集、周边环境敏感、对交通及市政管线影响大、施工风险高、施工周期长、协同需求强等特点,研究BIM技术在轨道交通施工阶段的深度应用,不仅是提升施工管理水平的必要手段,也是推动大型基础设施数字化转型的重要路径。
1 工程概况与应用背景
厦门市轨道交通6号线集美至同安段工程(以下简称“集同段”)线路总长约11.6km,包含6座车站、7个区间及1条出入线。本研究主要聚焦侨英路站,该站点地处城市核心区,施工场地狭小,周边建成环境密集,地下管网复杂,工程地质条件较差,施工组织与协调难度较高。
2 BIM技术实施体系构建
2.1 标准体系建设
依据行业及公司相关制度及办法建立并执行一系列标准文件:《BIM实施工作导则》《BIM族库管理办法》《轨道交通工程BIM建模标准》《BIM工作协调与考核制度》《模型交付标准(LOD200–400)》,通过标准体系实现“建模有依据、协同有流程、交付有规范”。
2.2 BIM实施流程
BIM应用流程包括以下阶段:
施工准备阶段:建模、场布模拟、交通疏解比选;
施工阶段:基于虚拟建造系统构建复杂工艺三维动画模拟、可视化交底、管线分析、工程量统计;
信息化管理:基于CDex平台进行协同办公、基于项目管理系统实现可视化管理;
智慧工地集成:人员管理、设备管理、基坑监测、环境监测等;
总结优化:形成企业级应用标准。
3 BIM技术应用实例
3.1交通疏解方案模拟
首先对道路、建筑、交通流线进行精细化建模,然后分别对行人、车辆流线分析,对封路范围、占道施工效果直观展示,据此对不同疏解方案进行比选,提高与政府部门沟通效率。
3.2施工场地布置模拟与沉浸式漫游
通过BIM建立场布模型,根据施工阶段动态调整场布,模拟车辆行走路线、机械作业半径,避免布置不合理造成二次返工。对临水、临电、临时道路进行正向设计,优化临时线路、消除安全风险、避免重复布置造成浪费。
通过沉浸式漫游,管理人员可提前体验施工现场,包括:材料堆放位置、人员进出路线、机械运行路径、危险围挡布置等。
3.3 标准化建模与二维码交底
借助LOD200–400级的精细化建模,快速完成图纸中标高与尺寸一致性校核,预埋件、预留洞位置校验,深基坑空间布局可视化分析等工作,有效提高图审效率。还将模型、图纸、方案等技术文件通过二维码形式粘贴于现场,方便现场管理人员及班组随时扫码查看,提高精细化管理水平。
3.4复杂工序模拟与参数化族库建设
先后制作围护结构施工、土方开挖施工、主体结构施工、支架模板施工、侧墙锚入式施工工艺模拟动画,用可视化交底与传统纸质交底相结合,显著提高一线班组的理解效率,减少误操作。在此过程中,项目建立了包括桩基、钢支撑、支架体系等参数化族库,有效支撑企业级资源共享、为后续轨道交通项目提供了可复制基础。动画与平台示意见图1和图2。
3.5 管线迁改三维分析与三维地质模型应
对地下管线交叉密集区进行三维重建,管线空间关系清晰可视,高效科学的实现了迁改方案优化比选、避让方案成本分析、施工风险提前预判等问题。结合勘察钻孔数据建立地质模型,实现复杂地层可视化展示,优化了降水方案,并对深基坑开挖风险进行预估。
3.6 BIM工程量统计与4D施工模拟
将模型明细表关联材料参数,实现了构件、材料自动统计、工程量校核与计量支撑、快速导出清单等功能,工程量误差率降低至2%以内。基于Fuzor软件进行施工全过程模拟,将施工进度计划与模型联动以实现不同时间点结构状态模拟展示的功能,提前暴露了冲突与风险,4D模拟成为施工方案评审的重要依据,如图3。
4 BIM平台化创新应用
项目大力推广使用公司自主创建的BIM轻量化管理平台“CDex”协同云平台及“虚拟建造”平台,有效提高了项目BIM技术开发效率。
4.1 模型应用场景深化
通过“CDex”协同云平台及“虚拟建造”平台实现设计变更前后对比、视点协同、工艺视点漫游、模型评论等功能,平台支持电脑端、移动端、微信小程序,极大提高了现场技术交底及沟通效率。以平台为基础,实现模型远程协同办公,可应用于远程技术交底、方案讨论、生产会议等场景,辅助生产经营管理,也可实现移动端进度填报、质量问题随手拍、安全隐患即时反馈等功能,形成高效的协同管理体系。
4.2进度与质量的数字化管理
通过平台实现了BIM三维模型与二维平面图纸的联动查询功能,经平台轻量化后的模型可以便捷生成二维码,随后将其粘贴到现场对应的实际构件上,管理人员及作业人员可以通过扫描二维码查看三维模型,快速获取构件的相关图纸、方案或者交底等信息。进度问题、质量问题也可以方便地定位到模型构件展示,材料用量及分包管理也可以进行三维展示,管理能力显著增强。
4.3 BIM+AR增强现实应用
通过平台实现AR模型与现场的融合,质量验收更方便、隐蔽工程更直观、技术交底更沉浸、设计施工对比更清晰的目的,如图4。现场扫码定位后,可以使BIM模型与现实环境叠加,实现实时移动的环境与模型融合,辅助管理人员进行现场技术交底、方案评估、施工方案评价、直观的三维交互式质量检查验收等,实现实虚共构的项目管理新格局。模型结合实景,深化BIM技术应用,以所见即所得的方式打通BIM价值传递的通道,可从不同角度比对设计和施工差异,大大提高验收质量和效率。
5 项目综合管理平台与智慧工地应用
项目积极推广使用公司自主建立的项目管理系统,项目管理系统以“进度为主线,成本为核心”,通过0#清单实现与BIM数据同步,进一步方便公司开展对项目的进度管理、材料管理、计量支付、分包管理、生产分析并实现“三维、可视化、平台化”的业务展示。
5.1进度可视化管理
项目管理系统采用BIM模型三维可视化展示项目进度,以自定义配色的方式显示进度偏差情况,更加直观的分析差异原因,实现对项目进度的合理控制与优化,并且提供便捷的计划填报。
5.2 技术质量闭环管理
项目管理系统质量管理模块实现全面的质量管理闭环,包括项目日常综合三检制度、质量专检、缺陷治理等。项目级通过随手拍的方式,记录质量问题项,直接推送至相关责任人员,同时形成电子记录,提高了施工全过程质量管理可追溯性。
5.3 智慧工地管理应用实例
项目设立智慧工地综合管理中心(同时作为安全教育培训基地),自动存储归集所有前端的数据并进行集中展示,依托公司自建的智慧工地管理平台全面加强作业一线的管理,实现基坑监测、环境检测管理、AI智能识别技术+智能音柱、大型设备管理、驻地安全风险管理、AI钢筋智能算量等智慧工地应用,极大地提高项目智能化管理水平。
6结论
城市轨道交通工程的数字化建设需要“BIM技术+平台系统+智慧工地+管理制度”的协同作用。厦门轨道交通6号线集同段项目通过全面部署BIM技术,为地铁工程的数字化、智能化管理提供了成功范例。未来,随着AI、大数据、物联网等技术的不断融合,BIM将在智慧建造体系中发挥更加核心的作用。
通过系统化应用BIM技术,在技术交底可视化、施工安全风险预警、工程进度4D精细管理及多源信息协同等方面取得了显著成效,有效提升了施工管理的精准性、可控性与整体效率。然而,在应用过程中仍面临需求调研深度不足、人员应用能力不均、平台功能与现场联动滞后、智慧工地管理细则尚不完善等挑战。展望未来,研究将进一步深化BIM应用目标与需求分析,优化操作流程与协同机制,推动企业级BIM标准体系建设,并积极探索BIM与人工智能、物联网等技术的融合创新,以实现BIM技术从“可用”到“用好、用深”的跨越,持续赋能轨道交通工程建设的数字化、智能化转型。
参考文献:
- [1] 住房和城乡建设部.中国建筑业信息化发展报告(2021)[M].北京:中国建筑工业出版社,2022.
- [2] Zhao Z, Gao Y, Hu X, et al. Integrating BIM and IoT for smart bridge management[J].2018.
- [3] 欧阳业伟,石开荣,张原.基于BIM的地铁工程施工进度管理方法研究[J].建筑技术,2017,48(03):271-274.
