该地铁项目的线路是以市区为主轴，按照南北向主要线路来布置的。城市中心与南、北两部分相结合，城市的重要功能节点与对外交通枢纽相对接。该地铁线路呈南北走向，长约36.232㎞。

BIM技术在地铁项目中的应用

施工模拟

在地铁项目施工阶段，工作人员主要利用BIM虚拟建造、辅助优化施工方案等功能来指导现场施工。工作人员需要利用BIM技术，从建筑、结构、暖通、电气、给排水等专业出发，完成地铁项目三维可视化建模，并且在此基础上真实模拟管线综合施工。工作人员通过三维可视化模拟，能够提前发现施工阶段常见的施工工序问题、安装问题、碰撞问题。针对这些问题，工作人员可以利用BIM技术来进一步优化施工方案，合理设置施工顺序。因此，在地铁项目中，应用BIM技术来模拟施工，有利于缩短工期、节省造价。除此以外，利用BIM模型将整个项目直观地展现出来，有利于施工人员提前找出施工的重难点，有利于对重难点进行深化建模和深度模拟。各专业不仅可以通过BIM平台共同商议制订合理的、实际可行的施工方案，还可以在后期实际施工时，再次利用模型对施工重难点进行方案评审。

优化管线综合排布方案

地铁项目中信息量最复杂、施工内容最多、专业最多的项目就是管线综合排布。管线综合排布的难点是，施工人员需要在有限的空间内，将通风、给排水、暖通、消防、电力等管线与建筑主体结构有效结合在一起，既要保证主体结构的稳定性，又要发挥各个专业的作用。为避免出现碰撞冲突问题，在施工过程中，施工单位经常采用传统二维管线综合排布的方式来协调各专业的管线布置，以保证各专业之间不会发生碰撞。这种法式能解决部分碰撞问题，但它却存在一些弊端：不仅不能显示所有潜在的碰撞冲突问题，还增加了工作量，从而为地铁的后续使用埋下了安全隐患。在该工程项目中，公共区域内的多层管道经常出现的问题表现在相互交叉以及十字连接等管线排布关系方面。二维管线综合排布的方式很难将上述的管线排布关系表达清楚。因此，在地铁项目中，工作人员需要利用BIM技术来消除传统二维管线综合排布方式的弊端。另外，BIM技术的数字化、可视化、真实化等特点，有利于保证管线安装工程的顺利实施，有利于提高施工效率，有利于节省人工成本、降低造价。

在优化管线综合方面，BIM技术另一个突出的优势是减少材料浪费与返工时间。在BIM模型中，所有管道是按照1∶1的比例来建立的，模型的尺寸与施工现场的尺寸相同，从而为检测管线碰撞提供了技术保障。对于传统方式难以表达的复杂管线部分，BIM技术也能够系统直观地将其表达出来并呈现在各个参与方面前。显示隐藏的碰撞问题，有利于施工单位在施工前及时调整管线排布方案。工作人员利用BIM技术将局部轴测图与局部剖切图进行结合之后，就更加了解管线之间的关系。

在管线综合排布中应用BIM技术的目的是，通过碰撞检查来调整管线的布局，进一步优化管线的位置，使管线排布更加合理，降低管线安装难度。工作人员可以利用BIM模型的可视化特点来查看各管线的位置，从而为各个参与方提供准确的三维效果图。利用三维效果图来确定各管线的安装位置，有利于提高各参与方的协调性以及施工效率，有利于减少返工时间，有利于缩短施工周期。

系统平衡校核

在通风和空调系统中，同一个系统中相互连接的风管是一个整体，并且风管必须遵循各支路阻力平衡规律。一旦确定风管的尺寸以及结构形式，在风机的作用下，风管会按照阻力平衡规律自动分配每段风量。在设计时，设计人员如果没有计算阻力平衡值，就会导致实际分配风量与设计分配风量不相符。虽然工作人员可以利用调节风阀的方式来分配风量，但是会出现多余的最不利环路风压。因此，设计人员必须考虑各环路的阻力平衡。

在传统二维设计中，设计人员在计算风道水力与阻力平衡值时，往往凭经验来估算或者看图计算，这种人工计算的方式不仅耗时、耗力，还达不到理想效果。因此，设计人员需要利用BIM技术来深化设计，在模型中输入信息并且校核模型，具体步骤如下：①依次输入并保存各管段的相关参数、逻辑关系，结合技术要求设定各管段的风速值；②根据设定的风速值来计算各管段的阻力损失值以及直径；③以节点逆寻法为思路，确定各管段的路径及阻力损失值，从而找到最不利的环路；④检验计算结果。

预制件加工

BIM技术为后续工业化发展提供了可行的技术手段。目前，在建筑行业机电设备安装工程中，暖通系统多数采用法兰连接工艺，而冷冻机房、水泵房、消防泵房等大多采用卡箍或法兰连接工艺。在建筑行业机电设备安装工程中应用BIM技术，有利于实现工厂化预制和现场流水作业安装，有利于保证管线综合布局的合理性。BIM技术不仅使材料的数据信息更加准确、安装工艺更加标准，还使工程质量、施工效率得到了质的提升。在预制件加工之前，工作人员首先需要优化管线综合排布方案，然后根据优化之后的管线排布方案，在固定场所来标准化加工制作管线。同时，工作人员应确保预制构件不会受到材料、场地、施工等外在因素的影响，从而实现质量控制目标。除此之外，BIM模型可以自动分别不同的材料，并且统计和呈现材料的数量信息。这一功能为材料的采购和加工下料提供了准确的数据。利用预制生产与现场加工相结合的方式，可以实现加工预制构件的安全管理目标，消除潜在的安全隐患。现场加工使用的工具较为简单，工程实施方便，有利于降低施工内容的复杂性和火灾风险。

统计工程量

从整个项目周期角度来看，地铁工程涉及的工程量较多。由于项目在实施过程中的不确定性，工程量的统计需要贯穿于整个项目周期（从勘察设计到工程实施，再到设计变更等环节）。在工程施工前、工程施工中以及工程施工后，工作人员需要多次测量工程量。传统的工程量统计方式主要是安装预算人员利用图纸手工逐一分类统计管道配件、设备、零部件的数量，而BIM技术可以一键将各专业设备构件转化过来，计算后分楼层、分型号、分系统统计形成报表。同时，施工单位还可以提前预览各专业管线空间布局，检查设计图纸合理与否，避免变更，从而降低成本。BIM技术以三维模型所形成的数据库为核心，以三维数字技术为基础，将设计师的设计意图表现得淋漓尽致。

BIM模型包含了从设计到施工再到后续管理整个过程的全部信息，真正实现了数字化、信息化模型的构建。BIM技术不仅能够对建筑物进行数字化表达，还满足了项目建设中的各种运算需求。BIM技术能够整合并关联所有项目信息，为建筑物赋予了“信息”，真正实现了模型与实际工程的深度融合。

出处：《房地产世界》2022/03

作者：李琳 河北石油职业技术大学建筑工程系

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