BIM案例:BIM技术在地铁施工管理中的应用研究
如今的BIM技术广泛应用于我们全国各地的基建设施当中,而随着我们轨道交通技术与城市化进程不断发展,我们也在众多的地铁建设中应用到BIM技术。接下来就让我们一起根据实际案例,看看BIM技术在地铁施工中的应用吧。
一、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。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。
二、工程概况
深圳市地铁9号线向西村站、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,站点基坑开挖面积大。
针对深圳地铁项目工程技术难点,并结合地铁施工特点,仅凭经验处理施工现场的难题很难达到理想的效果。因此,本工程项目部决定采用BIM技术指导施工。
三、BIM技术在地铁施工中应用
1、施工中的生产管理
施工进度控制与吊装施工方案模拟传统的施工流程与采用BIM技术的施工流程,看出BIM技术具有很大的优势。
传统的施工流程依据现场情况分析得到的施工方案,是根据施工进度计划安排。随着工程的有序推进,难免会遇到施工技术问题,如设计变更、各专业工序连接、碰撞检测等问题,这样会让施工进度计划推迟。特别是地铁施工地下空间有限,如何完成盾构机的安装成为本工程一大技术难题。深圳地铁项目部得到设计图纸后,建立了与现场施工流程一致的三维模型,通过碰撞检测、工程量统计分析、模型参数调整等过程得到最优模型,采用BIM技术将最优的三维模型在Navisworks中进行4D动画模拟,并确定最优施工方案,力求在施工前期排除施工中遇到的各种问题,并指导施工。
2、地铁管线的碰撞检测
地铁管线的排布是一个十分复杂的事情,通过各个专业的模型叠加进行碰撞检测,用专业知识结合项目现场的情况全面复合管线布置情况,提出最优化的碰撞检测后的管线模型。
深圳地铁项目BIM团队建立管线模型时,通过碰撞检测后发现各专业管线存在碰撞问题,在碰撞检测前,通风管与水管产生碰撞,经过BIM技术调整后水管向上绕过通风管,使地铁空间得到合理布置,提前解决了管线安装过程中的问题。
3、施工中的技术管理
图纸的会审传统的二维图纸基于平面表达,图纸会审时很难发现空间设计上的问题。对于涉及的专业众多、施工构件种类繁多、地下施工空间有限等诸多技术难点的地铁工程,在图纸会审时,难以让建设、施工、监理单位能直接地理解设计方案。采用BIM技术进行三维可视化模型的建立对解决这些技术问题会有明显的优势。通过BIM模型对整个地铁设计图纸进行动态的可视化展示,从而减少识图时间。
具体流程如下:深圳地铁项目部得到施工设计图纸后,将图纸分配给BIM技术团队,BIM团队按专业不同将图纸分配给不同的BIM建模小组,通过各专业的模型建立,最后完成整体三维模型的组装并进行图纸三维校核,分析模型中出现的问题,及时将设计变更反馈给BIM技术团队,完成图纸会审。
4、三维可视化交底
在深圳地铁工程施工前期,图纸及设计变更都需要以交底的形式将设计意图传递给施工单位。传统的二维图纸表达能力有限,由于地下工程施工构件多、地下空间狭窄、各专业的配置情况复杂等问题,加上施工人员技术水平、经验有限,导致施工图纸交底的内容难以具体体现,为了解决这些问题,深圳地铁项目部充分利用BIM三维可视化的特点,先对施工复杂的节点进行空间上的三维定位,然后通过BIM模型展示复杂节点的三维视图。
这种三维可视化的模型交底可以让施工单位更好地理解设计方的设计意图,更能直观地反映车站内部的配置情况,施工单位施工过程中节省大量识图时间。
5、云计算技术处理模型信息
采用BIM数据库的一个好处在于BIM构件是一个信息模型。该模型包含大量可用工程信息,包括构件的几何尺寸、构件类型、构件材质、工程量等信息,BIM技术与云计算结合可实现地铁BIM数据创建应用一体化解决方案及跨区域数据共享。深圳地铁工程项目部将计算机云计算技术连入BIM系统,将几何数据、属性数据导出至数据库形成一个统一的网络数据库,从而使几何数据库大大的简化,在更改设计方案时节约了不少时间。
施工中的成本管理施工前期,根据施工安排和设计图纸建立与施工现场工序相匹配的三维模型。对于复杂的施工节点,利用revit软件统计节点的工程量与现场实际材料消耗量对比,及时发现错误,真正做到施工成本控制。
具体流程如下:建立三维模型后进行碰撞检测,如果发现问题及时进行设计变更,得到最优预算模型,选择施工所需的材料参数并自动生成材料明细表,然后列出材料计划,最后将材料计划导入预算成本控制管理系统进行成本动态控制。
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