BIM技术在地铁施工管理中的应用研究
孙贤斌, 刘 倍
【摘 要】[摘 要] 以深圳地铁9号线地铁工程为例,针对地铁施工工程量大、工期紧、技术难点多的特点,为解决施工中的技术难题,采用BIM技术指导施工。基于工程图纸和三维模型的建立,从生产管理、技术管理、成本管理等多方面解决复杂的地铁工程现场施工问题。 【期刊名称】湖北工业大学学报 【年(卷),期】2018(033)002 【总页数】4
【关键词】[关键词] BIM;施工管理;工程量;施工进度;碰撞检测
BIM(Building Information Modeling)是一个全新的理念和技术,通过BIM技术,从设计-施工-维护,始终存在一个以可视化的“BIM三维模型”为载体的虚拟数字模型[1]。基于BIM的虚拟施工仿真与演练,实现了工程建设的“先试后造”,得到最优的施工方案,大大降低了施工现场中出现问题的程度,在工程质量、施工成本、施工管理等方面具有指导性的意义。
1 BIM技术在施工中的应用现状
目前,BIM技术在工程建造各个阶段的应用领域非常广泛。其中,在施工阶段的应用主要有三维模型的协调、场地的施工规划、工程量的统计、施工动画的虚拟、成本及进度的控制等方面。与日本、欧美发达国家相比,我国的BIM技术起步比较晚,BIM技术从理论到具体工程实践运用需进一步完善,如BIM技术在项目信息集成管理到施工方案一体化确定尚处于探索阶段。BIM技术在房建领域的应用要远优于其他建筑工程领域。近年,随着BIM技术的发展,BIM
技术开始在地铁项目中应用。杜长亮基于BIM技术和AR技术的工程现场管理理念,将大量的BIM信息数据与现场的环境进行实时的交换,将设计、施工、运营三个模块融合,进一步完善系统框架的信息流转,并通过工作人员对框架的的流程梳理,明确系统的整体框架[2]。蒲红克、魏庆朝等人将BIM技术运用到地铁施工过程周边建筑的加固,以空间坐标为定位基准,以时间参数来预测地铁施工过程中各个位置的沉降、倾斜变化来模拟施工[3]。路耀邦等人为探索BIM技术在隧道及地下工程领域施工中的应用,以大石坝暗挖车站为案例,基于BIM技术在地铁车站施工中的三维可视化、碰撞检查、施工进度、工程量计算、设备台班及监控量测等典型应用进行研究,实现了施工的动态化管理[4]。卢祝清等人利用BIM技术对地铁工程的项目决策-图纸设计-工程施工-竣工验收及后期维护等建设全寿命周期的应用进行了研究[5]。张书起针对地铁施工特点,通过对传统施工管理的研究,提出了BIM集成化管理模式,进一步完善了施工管理[6]。这些研究充分体现了BIM技术在工程施工中的应用价值和前景。
2 深圳地铁施工技术难点
2.1 地铁施工特点
地铁施工是城市轨道交通设施的重要组成部分,地铁施工建设任务繁重,影响建造的因素很多,工程质量要求严格,从施工的角度,大致分为地铁车站结构施工和地铁区间隧道结构施工方面[7]。其表现出来的最大特点就是施工的技术难度多,主要突出特点有如下几个方面。
1)工程地质复杂。由于地铁长距离穿行于城市的繁华地带和人员密集区域,导致施工机械使用受限,这无疑增大了工程施工难度,同时对施工技术、施工人员以及管理方法提出了更高的要求。
2)施工机械种类繁多。地铁施工过程中使用了盾构机、挖掘机、运土机等大型施工机械,需要统计施工机械的数量、施工强度是否满足施工要求,以及在地下窄小的环境中组装、吊运盾构机等过程中如何选择最佳的吊运方案。 3)施工现场风险性大。基坑的支护措施工程量大,结构复杂,周边建筑物近,基坑对土地的扰动大,对周边的建筑物的影响大,这些因素无疑加大了施工现场危险性。
4)工程协调难点多。选取合理的方法衔接各专业人员有序进行施工难度大。在施工工期内避免因设计图纸的错误造成不必要的返工并保证减少施工中物料的浪费成为了最大的技术难题。 2.2 工程概况
深圳市地铁9号线向西村站、文锦站、向西村—文锦区间工程特点如下: 向西村站:站总长度为201.3 m,站台宽3.0 m,车站标准段宽度为16.6 m,底板埋深约25.86 m,顶板覆土约3.0~3.4 m。
文锦站:站总长度为500.7 m,站台宽11.2 m,车站标准段总宽度为19.93 m,底板埋深约18.16 m,顶板覆土约4.2 m。
向西村—文锦区间:左线起讫里程长496.64 m,区间右线长491.116 m。本区间最大线路纵坡29‰,最小纵坡为4.154‰,最小竖曲线半径为3000 m。区间左线覆土7.5~11 m,右线覆土约19~26 m。向文区间平面布置如图1所示。
向西村站、文锦站、向文区间,已经做出了详尽的施工组织计划。但由于地下工程未知因素多,相关关键施工环节需要重点把控。地铁施工工期紧,设计变更多,施工材料的堆放量大,工程包含的专业多达22个,站点基坑开挖面积