BIM技術(shù)在地下建筑建造中的應用研究

附件大?。?.18MB所屬分類(lèi)：BIM資料分享會(huì )員：芳華分享時(shí)間：2021-09-10最后更新：資源簡(jiǎn)介/截圖： 介紹了 BIM 技術(shù)以及其在地下建筑建造中應用的現狀，以實(shí)際地鐵 BIM 應用工程為例，提出了目前 BIM 技術(shù)在地下建筑建造中應用的問(wèn)題以及解決的一些思路，為推動(dòng) BIM在我國地下建筑更廣泛深入的應用提供重要參考價(jià)值。 目前 BIM 技術(shù)在地下建筑中的應用主要集中在火車(chē)站的地下部分（如站前廣場(chǎng)）以及地鐵站點(diǎn)工程等方面。就火車(chē)站建設和改造項目而言，哈爾濱西站東廣場(chǎng)以及濟南西站站前廣場(chǎng)等工程在建造過(guò)程中均應用了BIM 技術(shù)。管線(xiàn)綜合、施工模擬等方面的BIM 技術(shù)應用為工程提供了質(zhì)量保證并節省了可觀(guān)的工期。地鐵工程的 BIM 應用而言，香港地鐵到目前在全港八十二座地鐵車(chē)站中 , 己經(jīng)完成了二十多座的 B IM 建模，部分已經(jīng)在開(kāi)展應用 B IM 實(shí)現采光、能耗、煙霧、人流和可視化碰撞檢測等 BIM 更深層次應用，并取得了很好的經(jīng)濟效果和社會(huì )效果。國內而言北京、深圳地鐵目前也有多座建成或正在建設的站點(diǎn)在建造過(guò)程中采用了 BIM 技術(shù)，整體而言，BIM 應用深度較香港地鐵，還多處于 3D 建模與可視化碰撞檢測以及施工模擬階段。經(jīng)過(guò)和這些站點(diǎn)建設部門(mén)的了解，這些運用 BIM 技術(shù)的地鐵站點(diǎn)多為試點(diǎn)性質(zhì)，雖然試用的效果很好，但目前還沒(méi)有在整條線(xiàn)路推廣采用 BIM 技術(shù)的意向。 地鐵工程建設任務(wù)繁重，建設條件復雜，工程要求嚴格，對地鐵工程的復雜空間表達、多專(zhuān)業(yè)（涉及 22 個(gè)專(zhuān)業(yè)）融合力不從心，而圖紙之間信息的割裂也使“錯漏碰缺”藏身其中，有香港學(xué)者統計，每 10m2 建筑面積圖紙上就會(huì )有一個(gè)錯誤。另外，用橫道圖、網(wǎng)絡(luò )圖表示施工進(jìn)度計劃也無(wú)法準確表達出工程實(shí)體、人工材料設備等資源以及工程場(chǎng)地之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而使風(fēng)險管理的有效性大為降低。 以北京某地鐵站 BIM 應用項目為例。該地鐵站由站臺與站廳兩層組成，有 4 個(gè)出入口，其中兩個(gè)出入口通過(guò)地下通道與地鐵站相連。地下建筑面積約 2.5×104m2。由于工期緊業(yè)主采取了平行發(fā)包方式，土建、機電等參建單位多達數十家，另外由于地處繁華地帶，施工場(chǎng)地東側緊鄰一所小學(xué)，南北兩側均為高層居民樓，東側為一正在建造的商場(chǎng)，施工場(chǎng)地狹小，建造初期由于部分拆遷尚在進(jìn)行中，出入施工場(chǎng)地只有一條道路。因此對施工技術(shù)和管理水平提出了很高的要求，另外工期緊張，業(yè)主要求施工階段不能有過(guò)多或較大的變更。為了提高決策的準確度和效率，業(yè)主決定從設計階段開(kāi)始即采用 BIM 技術(shù)，通過(guò) BIM 技術(shù)減少設計變更，通過(guò) BIM 模型指導項目施工。項目初期業(yè)主對 BIM 工作組訂立的具體目標為和常規設計相比減少50% 以上的設計變更以及縮短工期 1 個(gè)月。BIM 在該項目中主要應用內容包括兩個(gè)方 面 : 建立基于 BIM 技術(shù)的地鐵站點(diǎn)工程全專(zhuān)業(yè)模型，對整體工程進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)間碰撞檢查；對整體工程進(jìn)行虛擬仿真及 4D 施工模擬。 通過(guò)建立工程模型，真實(shí)反映各專(zhuān)業(yè)的空間分布和交叉關(guān)系以及各專(zhuān)業(yè)之間的布線(xiàn)情況和交叉關(guān)系，通過(guò)軟件自動(dòng)捕捉碰撞點(diǎn)位置。 根據甲方提供的二維圖紙通過(guò) BIM軟件搭建三維模型，模型中包括建筑、結構、水暖電等各個(gè)專(zhuān)業(yè)。下圖 1 為項目整體模型圖，圖 2 是將建筑、結構半透明化后的整體模型圖。本工程模型搭建中使用的是歐特克的 Revit 軟件。 碰撞檢查包含三個(gè)層面的檢測。土建模型內部的不合理碰撞：即土建之間布局不合理；管線(xiàn)與土建的碰撞 ( 見(jiàn)圖 3)；管線(xiàn)之間碰撞：即電氣、水、暖通設備管線(xiàn)布局的不合理 ( 見(jiàn)圖 4)。在設計階段采用 Revit 軟件碰撞檢查功能，對管線(xiàn)模型進(jìn)行自動(dòng)檢測，再由具有施工經(jīng)驗的工程師對檢測出的碰撞挑選出有必要調整的部分，形成書(shū)面報告，交由項目部處理。通過(guò)這樣多輪處理，將極大的減少 施工階段出現設計變更的問(wèn)題。 4D 施工模擬能反映施工過(guò)程和各構件的進(jìn)度安排，即用三維形式表示出的項目在各時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)。4D 施工模擬在早期設計階段就發(fā)現后期真正施工階段所會(huì )出現的各種問(wèn)題，通過(guò)提前處理，為后期施工活動(dòng)打 下堅固的基礎。模擬施工的視頻在后期施工時(shí)能作為施工的可行性的指導或實(shí)際指導，以便項目部提供合理的施工方案及人員，材料的合理配置，從而在最大范圍內實(shí)現資源合理運用。 （1）針對該地鐵站建筑結構復雜、設備管線(xiàn)密集情況，經(jīng)過(guò)統計采用 BIM 技術(shù)共檢測出碰撞點(diǎn) 875 處 , 其中站臺層部分碰撞點(diǎn)詳見(jiàn)表 1。經(jīng)具有豐富施工經(jīng)驗的班組長(cháng)篩查后，施工前修改了其中影響較大的 297 處設計圖紙問(wèn)題，避免了這些設計錯誤出現在施工過(guò)程中，從而減少了施工過(guò)程模擬，打破了傳統項目管理和施工模式，通過(guò)施工模擬計算出地鐵站建造過(guò)程中對材料的準確需求量，從而避免了施工現場(chǎng)大量施工材料的堆放。在項目實(shí)際施工過(guò)程中，現場(chǎng)只保留兩天的材料預留，與常規施工過(guò)程相比，大大的減少了材料的堆放場(chǎng)地，從而有效解決了施工場(chǎng)地狹小，運輸道路緊張等問(wèn)題。通過(guò)制作的施工模擬視頻資料，對地鐵站內復雜位置的施工工人進(jìn)行指導，使工人很快掌握了施工方案的要點(diǎn)，從而提高了工作效率并保證了工程質(zhì)量。 （3）工程完工后，統計最終數據表明，項目最終完成的目標為較常規設計減少設計變更達 86%，縮短工期 34 天，可以說(shuō)很好的證明了 BIM 技術(shù)在地下建筑建造中的應用效果。