BIM技术在长沙地铁5号线工程施工中的应用
随着我国城镇化进程的加速推进，越来越多的城市开始修建地铁。然而，地铁施工条件复杂，各专业间的交叉作业多，传统的基于二维图纸的管理方式已经难以满足地铁工程的项目管理。因此，引入BIM技术，辅助地铁工程施工项目管理十分有必要。一方面，BIM技术的强大数据存储、分析、处理能力为地铁项目的施工提供了强有力的支撑；另一方面，BIM技术为项目的各参建方提供了一个统一、高效的协同工作与交流平台。
BIM技术在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面可发挥重要作用，越来越多的设计单位、施工单位和业主等开始在各类工程项目管理中应用BIM技术。BIM技术在地铁类项目的应用起步虽然较晚，但应用价值日益凸显。
以下以长沙地铁5号线项目为例，介绍BIM技术在地铁项目施工过程中的实际应用情况。
长沙地铁5号线工程概况
长沙市地铁5号线是长沙市轨道交通“米”字型骨干网络的南北向主干线，北起星马安沙镇，途径万家丽路、环保大道，接入暮云组团，线路全长35.7 km，共设车站26座、1段1场、主变电站2座，控制中心利用2号线杜花路控制中心（与1、2、3、4号线共享）。轨道交通5号线在洪山路与3号线、在晚报大道与7号线、在万家丽广场站与2号线、在人民东路与6号线、在劳动东路与4号线、在木莲冲路与9号线、在湘府东路与8号线、在韶山南路与7号线、在中信新城站与1号线共形成9处换乘，此外在中信新城站与长株潭城际铁路换乘。
鲁班软件负责BIM技术在长沙地铁5号线工程中木莲冲站与劳动东路站2个地下车站工程中的实施应用，工程项目总承包方为中铁航空港集团第二工程有限公司。
车站土建结构BIM模型
工程施工前期应用
模型创建 依据项目建模标准、交互规范和应用要求分别采用鲁班土建、鲁班钢筋完成土建、钢筋专业模型建模工作，在将二维图纸转换为三维可视化模型的同时，也保证了模型整合、信息传递的流畅性。
图纸问题发现 通过BIM模型的建立，发现图纸在设计阶段存在部分问题，对于相应的问题在现场施工前予以解决，可以很好的为项目节约人力、物力、财力。目前该项目部已核实图纸问题共计68个。
工程碰撞检查 工程碰撞一直是施工难以全部杜绝的重点，最直接的影响就是材料浪费、成本增加及工期延误，若前期能够发现全部的碰撞点，则对工程产生极大的价值，可以保证施工顺利实施，杜绝碰撞，若碰撞地方无法返工，则可提前与设计进行沟通，避免工期延误。鲁班工程顾问在该项目部工程部的全力配合协助下，通过鲁班BIM的碰撞检查对工程主体与钢柱之间完成一次碰撞分析，共发现并确认了33个碰撞点。
车站结构钢筋BIM模型
工程施工过程应用
工程成本管理 将木莲冲站以及劳动东路站清单综合单价录入BIM系统中。将造价信息与模型相关联，便于成本管理部门快速统计项目各阶段直接工程费用。另外，通过MC可直观快速地将本项目计划成本与实际成本进行对比，发现成本上存在的问题，调整策略，及时纠偏。
施工场布及漫游 根据施工场地以及周边道路情况，该项目模拟了整个施工场地布置，以便合理安排施工区域、材料堆场、施工车辆进出门位置等。通过综合场布BIM模型，对施工场地进行科学的三维立体规划，包括施工区、结构加工区、材料仓库现场材料堆放场地、现场道路等的布置，可直观地反映施工现场情况，减少施工用地、保证现场运输道路畅通、方便施工人员的管理，有效避免二次搬运及事故的发生。
高大支模查找 高大支模部位的支模支撑施工，是施工的重点及难点，对保证施工质量，确保施工安全至关重要。结合高支模区域筛选条件，对木莲冲地铁站进行筛选，通过BIM平台输入筛选条件，在自动查找生成的区域中再次复核，为专项施工方案的编制与需要专家论证的高支模区域提供依据。据不完全统计，在木莲冲地铁站-1、-2、-3层共筛选出81处高大支模。
施工模拟建造 通过BIM技术完成三维建造模拟用于指导施工，在真实施工之前优化出最佳的施工方案，尽最大可能实现“零碰撞、零冲突、零返工”，从而大大降低返工成本，减少资源浪费、作业冲突及施工安全问题。
根据开挖施工方案，利用BIM模拟土方开挖，可预先了解方案的可实施性，利于多方案比选，确定最终的开挖方案。也利于与班组进行三维交底开挖方案，提高工作效率。
据支撑拆除施工方案，利用BIM模拟劳动东路支撑拆除全过程，可预先了解方案的可实施性，有利于多方案比选，确定最终的支撑拆除方案，也有利于与班组进行三维交底支撑方案，提高施工现场安全管理。
工程进度管理 据现场所提供计划进度安排，通过与BIM模型进行管理，对现场施工进度进行形象模拟，过程中与实际进度进行结合，通过模型对实际进度与计划进度进行直观对比。通过这种施工模拟可以很好地控制生产周期，提前准备好人材机，能有效地减少工期及材料，人力等浪费。
工程资料管理 基于BIM技术的业主方档案资料协同管理平台，可将施工过程、项目竣工和运维阶段需要的资料档案（包括验收单、合格证、检验报告、工作清单、设计变更单等）等列入BIM模型中，实现高效管理与协同。2017年5月已上传资料175份。
BV应用及管理 采用移动终端（智能手机、平板电脑）采集现场数据，建立现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料，与BIM模型即时关联，方便施工中、竣工后的质量缺陷等数据的统计管理。经过严格筛选及确认被授权的管理人员通过BIM浏览器实时得到通知并查看。在安全、质量会议或者每周例会上统一讲解、统一解决，大大提高了工作效率，为班组进行绩效评估提供了重要的依据。
有效实现全员参与安全质量管理：多方参与单位的相关人员，如业主方监察人员、监理人员、施工单位施工员、安全员等；缺陷问题的可视化；现场缺陷通过拍照来记录，一目了然；缺陷直接定位于BIM模型上；让管理者在办公室即可随时掌握现场的质量缺陷安全风险因素；有效的协同共享，提高各方的沟通效率；实施周期短，便于维护。2017年5月已上传相关照片50份。
BIM建模检查结构碰撞点
工程应用效益
通过应用BIM技术，为中国中铁航空港长沙轨道交通5号线项目带来了实实在在的效益，主要体现在4个方面：1）成本管理。通过工程量计算、两算对比、施工段提取工程量以及利用5D模型进行成本管理。创造直接及间接效益共计30万元。2）虚拟建造。通过图纸问题核对、碰撞检查、施工场布模拟及钢支撑拆除模拟等创造直接及间接效益共计40万元，节约工期25天。3）综合管理。通过资料管理、BV应用管理以及钢筋现场管控等创造直接及间接效益20万元。减少各方沟通时间20天。4）社会效益。自BIM技术实施以来，得到了业主、设计及监理的一致好评，树立了企业及项目科学管理、技术先进的品牌形象。
（通讯员 朱伟 琚艳芳）
注：本文刊载于《市政技术》2018年第2期，第4、5页。