BIM技术在地铁安装工程中的应用

2013年4月

V01．5No．2

Apr．2013

BIM技术

在地铁安装工程中的应用

于金勇1

林敏2

250014；

(1．中铁十四局集团电气化工程有限公司，济南

2．上海毕埃慕建设工程顾问有限公司，上海200080)

【摘要】近几年来城市地铁在全国获得快速发展，地铁的施工单位技术水平也参差不齐。该文引进国内外建筑

行业流行的BIM技术应用于地铁安装工程，以上海轨道交通11号线二期石龙路站BIM技术的应用深入浅出阐述

了建设单位、设计单位、运营单位BIM技术应用价值点。【关键词】BIM；地铁安装；碰撞检测；物业运维【中图分类号】-ITUl7：LL231+．3

【文献标识码】A

【文章编号】1674-7461(2013)02—0086—06

1地铁安装工程的现状

地铁是公共建筑领域比较复杂的工程，而安装工程是地铁中最复杂的一步。地铁安装工程中不仅包括一般民用建筑中的通风空调、消防、建筑电气，而且要涵盖铁路系统中通信、信号、综合监控、安全门、自动控制、电扶梯等各类专业系统。一个地铁站有十几个专业系统，上百种仪器设备，这些设备绝大部分都要隐藏到地铁顶棚以上1—1．5m的空间里。地铁整个安装系统的复杂程度可想而知。凡是经历过地铁安装施工的工程师都很清楚，地铁中最经常碰到的问题就是管线的碰撞问题。而且越是管线碰撞的地方，空间越是狭小，要想解决管线碰撞只能更改路径，这样势必造成返工现象，这样不仅造成了成本的增加，也会造成了进度的滞后，有时候会影响系统功能的质量。

不符合常理的。随着信息技术的发展，电脑三维模拟技术的出现，给我们提供了一条验证图纸的途径，那就是BIM技术。

3

BIM技术的介绍

BIM，即建筑信息模型(Building

Information

Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据

作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。通俗一点讲就是，利用三维建模技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制作出一个只存在于电脑里面的数字工程模型，然后通过向这个模型中添加工程的所有相关信息，形成一个工程信息数据库。设计方可以利用BIM数据库实时发布变更，验证设计效果，避免设计方案冲突。施工方可以利用其三维数字模型加上计算机软件的数字处理进行工程量统计，造价预算，管线碰撞检测等等。建设方可以通过对数据库的更新和获取实现信息化变更发布，投资预算等。运营维护人员可以通过对数据库的更新和获取实现设备、管道、线路的信息查询和运营维护信息的记录。由于其三维模型的可视化，即所见即所得的良好界面，可以真实反映一个工程的实际情况，从而能使工程的相关方都能

利用。

2寻求改变现状的途径

我们的理想是：期望着有一份完美的图纸让我们大胆地去按图施工而不用去考虑管线的碰撞。怎样能验证图纸中的所有的错漏碰缺的问题呢?实践是检验真理的唯一标准，想要验证图纸的正确性我们只有去按照图纸去做出来实体。显然为了验证图纸而建造真实的工程实体是不现实的，也是

【作者简介】于金勇(1981一)，男，工程师，项目经理。主要研究向：BIM技术在施工中的应用。

Bin技术在地铁安装工程中的应用

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图1

可以规避的问题93处，占总数的83％，需上报设计单位解决的19处，占总数的17％。下面举例说明两个碰撞点及处理方案。

第一个是28轴与C轴消防管和排风管的

碰撞

BIM模型对工程各方的价值

4

BIM技术应用实例

中铁十四局电气化工程有限公司承建的上海

图328轴与C轴消防管和排风管的碰撞

通过BIM模型可以看出，红色的消防管和绿色的排风管产生了碰撞，只需要在消防水管遇到排风管前降低消防水管的标高就能避开冲突。我们记录了这个问题在平面图纸上的位置和解决方案，在

施工过程中就能避免。

轨道交通11号线北段二期石龙路站风水电安装工程就是与上海毕埃慕建设工程顾问有限公司进行技术合作，利用了BIM技术对车站管线碰撞问题进行了检测。首先我们收集了石龙路站所有专业的电子版图纸。我们把这些电子版图纸逐步导人Re．

vit系列软件，分别建成三维建筑、结构、机电模型。

第二个是26轴B轴，排风管和电缆桥架的

碰撞。

然后使用NavisworksManage软件把这三种模型整合在一起。

第一次，我们利用NavisworksManage软件中的数据信息处理工具设置不同的容差值对全站的结构、建筑、机电模型进行碰撞分析，得出碰撞点

1568处。

第二次，我们除去建筑和结构已成型工程实体碰撞点，并对建筑和结构信息修正，检测出碰撞点

853处。

图4

26轴B轴，排风管和电缆桥架的碰撞

第三次，我们根据实际经验，核对模型结构和碰撞点统计信息，发现有很多是自动喷淋支管和其他管线的冲突。这时我们根据施工经验和设计沟通，统一调整了喷淋支管的高度，又做一次碰撞检

测，这次检测到碰撞点112处。

从上图我们可以看出棕黄色桥架和蓝色风管发生了碰撞。通过施工经验我们可以考虑把蓝色风管在此处的标高降低200mm就可以避免碰撞。

我们在平面施工图上记录此碰撞点位置，并通知风管加工班组，在风管加工时蓝绿色交接处这个风管

弯头的做适当调整，使风管标高满足并避免和桥架

碰撞。这样我们就节约了返工可能造成的人工和物料的浪费。

图2对BIM模型的三次处理

通过BIM碰撞检测技术优化了施工方案，减少了各专业之间的摩擦，避免了返工误工现象，减少

了人力和物质的浪费，节省费用近30％左右，经济效益明显。

我们对这112处碰撞点进行了分析，其中现场

5

BIM技术应用深化

各个班组组织对设计图纸进行进一步的深化，在满足T艺的前提下，尽可能美观整齐地排布复杂为了追寻BIM在安装工程中的更大价值，我们

房间的设备和管网。这里面需要考虑大量复杂的在资金条件允许的情况下对石龙路站车站模型做

现场因素，例如维修操作空间，检修口开设的方了进一步深化。大家知道在地铁中管线最复杂的

向，设备安装的顺序和操作设备的空间等等。这

地方在机房内。为了具有代表性，我们选取了消防也是体现施工班组经验水平的关键之处。本次消

泵房作为深化样板机房。我们把消防泵房的三维防泵房就通过BIM技术的实际使用，带来了切实模型进一步深化，详细到管道、阀门排布和支吊架的价值。首先，我们先根据设计图纸建立了消防安装，精确到每一个支架，每一个沟槽管件。

泵房的BIM模型，见图5。后来发现消防气压罐按实际工程中，复杂房间设计院的图纸仅仅是照设计图纸堵住了走道，无法进入后侧检修。之表示能够满足功能实现，而不可能做深入的设计

后进行了重新排布，见图6。

和排布。这些工作是在施工过程中，由施工单位

经过深化得出消防泵房模型图如下：

图5消防泵房设计院初步BIM模型

图6消防泵房施工深化设计后BIM模型

BIM技术在地铁安装工程中的应用

由于现场安装又做了一定的调整，在实际施工完成后，毕埃慕公司的BIM顾问小组与现场施工人员再次进驻现场测量尺寸(见图7和图8)，形成基本和实际吻合的竣工BIM模型。

对实测调整后的竣工BIM模型，我们进一步挖掘价值。扫描了泵房相关的工程验收资料和现场实景隐蔽照片，整理了设备材料厂家信息(厂家名称、厂家联系人、联系方式)、施工人员信息(施工单位、安装工、特种作业证)、材料检验信息(进

货时间、检验状态、检验人员、试验记录)等信息，逐个挂接到BIM模型中去。形成了鼠标在模型上悬浮，即可迅速查询物业运维数据的BIM运维数据库。

最后，我们还将这些包含丰富信息的数据库导入到优比咨询公司的地铁设备及管线应急管理系

统，形成了基于互联网和BIM模型的应急管理应

用。可以登录账号后，在管理系统总快速查询调阅相关信息。

图7毕埃慕顾问实际测量场景

图8消防泵房实测排布尺寸

图9鼠标悬浮调阅相关BIM信息

图10BIM属性调用数据库图片等附件信息

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地铁设备及管线应急管理系统

BIM技术在地铁安装工程中的应用

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6

91

BIM技术的未来

我们通过和毕埃慕顾问公司的合作，迅速提升

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施工单位的BIM应用水平，在本次地铁安装工程中BIM技术的使用不仅得到了经济效益，而且增加了我们施工技术人员的知识水平，开阔了施工人员的眼界。从中我们体会到，信息是BIM的灵魂，没有信息的BIM就是效果图，没有模型的BIM就是Ex-cel。BIM技术让我们感受到信息传递和共享的价值和力量，这不仅仅是某些BIM软件的使用，更重要的是，当我们采用BIM的思维来考虑和整合信息之后，将会给我们带来巨大的收益。

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BIMApplicationsinSubway

Yu

Installation

in2Jinyon91，LinM

(1．China

Railway

Shisiiu

Group

ElectrificationEngineeringCo．，Lid．，Jinan250014，China；

iAimuConstructionEonsultantsCo．，Ltd．，ShanghaingineeringC2．ShanghaiB200080，China)

Abstract：Inrecentyears，thecitysubwentinthecountry，andthelevelofdevel-ayobtainedrapiddevelopmopment

isdifferent．ThepopularBIMtechnologyintheconstructionindustry

at

homeandabroadusedinsubway

oadStationin1lthlineofShanghaisubwinstallationisreferencedinthisarticle．BIMisappliedinShilongRay．

This

paperexpounds

BIMapplicationvalueforconstructionunit，designunitandoperationunitinthisexample．

aintenanceInstallation；CollisionDetection；PropertyOperationandM

Key

Words：BIM；Subway