BIM技术“联姻”地铁暗挖风道

地铁项目具有投资大、建设周期长、技术密集、质量和安全标准要求高、施工环境和施工条件复杂、数据和信息处理工作量大等特点，是一个复杂的系统工程，需要多方进行协调沟通。BIM技术为解决复杂工程的协同问题提供了新的思路，将其用于地铁工程中可以有效提高地铁建设项目的管理水平。北京地铁8号线大跨度PBA暗挖风道，便是一次BIM的绝佳实践。  

北京地铁8号线三期工程概况

应用价值

提供技术手段

项目开工前，根据平面图纸绘制三维模型，有助于消除设计与施工之间的理解偏差，并可提前发现图纸中存在的问题。通过动态施工模拟可以减少施工冲突、优化施工方案、深化施工方法，使施工过程更加可控，施工现场管理更加规范，方便工程技术人员进行施工组织管理，保证项目合理有序地开展，也给施工安全提供了技术保障。

同时，建模的过程也是“三维校核”的过程，在该过程中会发现隐藏在设计中的问题，有些问题不涉及规范，但跟各专业的配合密切相关，在传统的单一专业校核中难以被发现。

北京地铁8号线大红门桥站

提供管理思路

BIM模型可以自动统计工程量，生成材料明细表，导出施工图，方便计算设计变更对应的成本变化并快速生成生产成本等；还可以对物料进行跟踪管理，进而减轻建筑行业日益增长的物料跟踪管理压力。

BIM技术可以促进城市轨道交通建设管理工作的系统化、规范化和信息化，为工程建设管理提供科学、可操作的技术支持，及时、有效地指导工程建设各管理部门的管理工作。在地铁项目中形成的三维模型，不仅具有直观展示的效果，更重要的是模型的每个构件图元都自带可读取的信息，这对于地铁项目全生命周期内各阶段实现数据共享与交流起到有利的促进作用，并且能够便利地指导地铁的运营维护管理及其改扩建施工工作，实现地铁项目真正意义上的全生命周期管理。

北京地铁8号线王府井北站

提高核心竞争力

在施工阶段全面应用BIM技术，可以给施工企业带来显著的经济和社会效益，促进施工企业向精细化施工迈进，从而提高施工企业的核心竞争力和技术水平，增强其对外形象，有利于施工企业的市场拓展和经营。

北京地铁8号线和义站

项目简介

北京地铁8号线三期大红门桥站至和义站区间长度为2186. 722 m，双线均采用盾构法施工。区间两端分别设置1个联络通道、中间设1个区间风道。联络通道均采用矿山法施工，区间风井采用明挖法施工，支撑采用桩撑体系，暗挖风道部分采用洞桩法(PBA工法)施工。

PBA暗挖风道长65m，宽16.2 m，高17m，单跨双层结构，PBA暗挖扣拱的跨度为16.2 m，单跨跨度大，在北京PBA工法的施工中尚属罕见，是重难点。

PBA暗挖扣拱

实际应用

三维模型建立

风道建模的方法如下：

（1）模型精度规划

按照施工进度计划的最小单位来确定构件图元的长度，按照施工步序拆分构件。

（2）绘制风道土建模型

边桩用结构柱绘制，条基用楼板结构绘制，导洞、扣拱及其支撑、冠梁、回填用内建模型-放样命令来建立。

（3）绘制风道-棍格栅钢架模型

绘制钢筋时先用内建模型-放样或墙-编辑轮廓命令画出混凝土构件，再用内建模型-放样命令绘制钢筋，用拾取路径-拾取三维边点选混凝土构件的边，完成后编辑轮廓，画出钢筋直径的圆。相同形状及部位的钢筋通过复制、镜像、在位编辑后旋转、在位编辑后平移等命令进行绘制。

绘制连接板及螺栓孔时用内建模型-放样命令绘制好一半的连接板，并用空心放样命令绘制好它的螺栓孔。完成后将其复制、在位编辑后旋转、在位编辑后平移、镜像等命今绘制其余的连榕板及其螺梓孔。

风井、风道模型图

图纸审查

三维模型建立的过程就是一次图纸审查的过程，对于存在的问题，在施工前就与相关方进行沟通，减少二次施工、节省工期、节约成本。通过三维模型将二维图纸可视化，大大提高了相关人员的读图识图能力，提高了图纸交流沟通的效率。

土建模型

工程量查询

随着Revit土建模型的建立，Revit能统计混凝土量，借助BIM5D平台查看、统计工程量更加方便直观。

工程量查询

进度管理

将进度与模型关联，施工模拟中实际滞后进度会突出显示，警示技术人员采取有效措施，及时调整进度安排，有效进行进度管控。

利用BIM5D平台开展进度管理

成本管理

将清单与模型关联，方便查询成本信息，分析三算对比，及时掌握项目盈亏和节超情况，及时调整，提高成本管理效率。

利用BIM5D平台辅助成本管理

技术交底

利用BIM模型进行施工节点的细化，运用相应的施工模拟动画进行情景演示、模拟演练，并辅以文字说明，生动形象地进行施工工艺技术交底，更好地指导施工并进行施工工艺质量控制，降低了施工风险。

漫游

该工程中扣拱和导洞的钢格栅连接是重点部位、难点工序，其施工过程需要予以重视。利用绘制的钢格栅三维模型，对其进行扣拱与导洞连接处的细节放大展示，并将施工过程制作成模拟动画，方便工人理解操作流程，提高技术交底质量。预先利用钢格栅模型协助进行施工方案的整改与修补措施的编制。  

模拟施工

质量安全跟踪

利用互联网云平台和手机端，将现场记录的照片、音频、文字等信息与BIM模型关联，通过数据共享和集中分析，方便信息传递到相关责任人和主管领导处，及时进行整改与审批，实现质量、安全跟踪实时管理。

利用BIM技术辅助技术管理

利用BIM技术进行施工过程、关键工艺模拟，实现过程提前预控，将处于地下环境的地铁区间施工可视化，逼真度、准确度高。BIM模型与专业软件互联，利用BIM5D平台进行进度、成本协同管理，在进度优化、计量核算、降低施工成本方面提高管理效率。辅助施工质量、安全管理，有效减少二次施工，降低施工风险。该项目获得第二届中国建设工程BIM大赛单项三等奖。

参考文献    

赵富壮，张元春. BIM技术“联姻”地铁暗挖风道[J].中华建设，2017(5)：34-35.

谢校亭，赵富壮，张元春. BIM技术在地铁暗挖风道施工中的应用[J].市政技术，2016(6)：105-108.

张元春，赵富壮，谢校亭. 浅谈地铁暗挖施工项目的BIM建模方法[J].城市建筑，2016(29)：92