地鐵風(fēng)水電安裝碰撞檢測(cè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

陳靖

摘 要：BIM技術(shù)的核心原理在于有多維建筑思想替代原有的二維建筑思想，將其應(yīng)用于地鐵風(fēng)水電安裝工程的碰撞檢測(cè)工序中能夠顯著提高施工效率。本文將對(duì)地鐵風(fēng)水電安裝工程中的BIM技術(shù)進(jìn)行分析，探究地鐵風(fēng)水電安裝碰撞檢測(cè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用，以期推動(dòng)國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);碰撞檢測(cè);安裝工程

一、地鐵風(fēng)水電安裝工程中的BIM技術(shù)

（一）工程及BIM技術(shù)應(yīng)用概況

某城市地鐵線路全長(zhǎng)約21公里，均為地下線路，最大的地鐵站間距為2.3公里，最小站間距為0.7km，平均站間距為1.2km。該工程涉及室外工程、停車場(chǎng)工程，涵蓋了采暖技術(shù)、通風(fēng)技術(shù)、設(shè)備安裝、排水施工以及消防技術(shù)。施工團(tuán)隊(duì)采用REVIT MEP，構(gòu)建給排水系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)以及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的BIM模型。在模型建立過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)各專業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分，除了工程本身包含的風(fēng)水電安裝工程，在對(duì)其余項(xiàng)目開展碰撞試驗(yàn)前，需要根據(jù)各系統(tǒng)的實(shí)際情況構(gòu)建專業(yè)圖紙與結(jié)構(gòu)圖，確保BIM模型能夠?qū)⒌罔F工程各專業(yè)系統(tǒng)的真實(shí)情況充分的展示出來(lái)，以便于對(duì)工程項(xiàng)目的管線結(jié)構(gòu)開展碰撞檢測(cè)。

在實(shí)際施工階段，技術(shù)人員為增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析工作質(zhì)量，需要依托REVIT MEP，對(duì)空調(diào)設(shè)備、風(fēng)機(jī)設(shè)備以及管線設(shè)施等信息進(jìn)行收集、整理、構(gòu)建。在對(duì)上述分析進(jìn)行系統(tǒng)性地核對(duì)、檢驗(yàn)、分析后，技術(shù)人員應(yīng)利用相關(guān)軟件綜合性地分析工程項(xiàng)目的管線結(jié)構(gòu)，進(jìn)而建立BIM模型。技術(shù)人員主要借助軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)工具，提升管線容差值計(jì)算結(jié)果的精確性，盡可能地滿足管線設(shè)備與保溫層所需的操作空間。借助BIM模型，技術(shù)人員主要針對(duì)風(fēng)水電專業(yè)工程、車站建筑以及各專業(yè)系統(tǒng)開展碰撞測(cè)試分析，根據(jù)顯示出的分析結(jié)果，確定車站存在的碰撞點(diǎn)的數(shù)量以及位置。若碰撞點(diǎn)位于已完成的結(jié)構(gòu)和工程項(xiàng)目中，技術(shù)人員需要重新對(duì)土建信息進(jìn)行適當(dāng)修正，核對(duì)碰撞點(diǎn)位置;經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的碰撞點(diǎn)主要源自于管線設(shè)備與噴淋系統(tǒng)管道的碰撞，為盡可能地避免此類沖突，施工技術(shù)人員應(yīng)適當(dāng)調(diào)整噴淋系統(tǒng)管道的標(biāo)高位置;在經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的溝通、設(shè)計(jì)、調(diào)整后，在充分滿足消防要求的前提下，對(duì)噴淋系統(tǒng)中的管線設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，再次開展碰撞檢測(cè);檢測(cè)結(jié)果表明經(jīng)過(guò)了調(diào)整后的碰撞檢測(cè)結(jié)果顯示的碰撞點(diǎn)數(shù)量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。

（二）通風(fēng)系統(tǒng)

地鐵工程項(xiàng)目的通風(fēng)系統(tǒng)主要包括設(shè)備管理區(qū)域的排煙系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)，公共區(qū)域的排煙系統(tǒng)與通風(fēng)空調(diào)。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，具有代表性的碰撞沖突為系統(tǒng)軸與站廳各項(xiàng)的碰撞沖突。經(jīng)過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管與橋架存在碰撞沖突點(diǎn)，通過(guò)對(duì)橋架的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，能夠有效避免此類沖突;若橋架的標(biāo)高已經(jīng)達(dá)到極限位置，難以繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整，那么技術(shù)人員可以借助對(duì)橋架的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，完成碰撞沖突的避免工作，盡可能地避免拆掉風(fēng)管后出現(xiàn)的工程項(xiàng)目返工。

在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的安裝作業(yè)進(jìn)程中，排風(fēng)管與消防管也會(huì)存在一定程度的碰撞沖突。通過(guò)分析BIM碰撞檢測(cè)模型可以發(fā)現(xiàn)排風(fēng)管道與消防管道的碰撞沖突較為嚴(yán)重，為避免兩者沖突，在安裝排風(fēng)管后應(yīng)對(duì)消防管道的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整;通過(guò)分析BIM碰撞檢測(cè)模型，可以提前判斷排風(fēng)管道與消防管道的碰撞沖突位置，進(jìn)而提出有效的解決方法，確保在后續(xù)的施工作業(yè)中盡可能地避免此類沖突。

通過(guò)分析BIM碰撞檢測(cè)模型，還可以發(fā)現(xiàn)在通風(fēng)系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，電纜橋架與排風(fēng)管道也會(huì)出現(xiàn)碰撞沖突;為避免此類碰撞沖突出現(xiàn)，應(yīng)在排風(fēng)管道與電纜橋架出現(xiàn)接觸前，降低排風(fēng)管道標(biāo)高，借助BIM碰撞檢測(cè)模型的推演，在圖紙上標(biāo)注出電纜橋架與排風(fēng)管道的碰撞位置，并給出相應(yīng)的解決辦法。

（三）給排水系統(tǒng)

地鐵工程項(xiàng)目的給排水系統(tǒng)主要由給排水系統(tǒng)與消防水系統(tǒng)共同構(gòu)成。給水系統(tǒng)包括生活用水、循環(huán)用水以及生產(chǎn)用水，主要運(yùn)用冷卻水泵設(shè)備實(shí)現(xiàn)冷卻循環(huán)用水，主要負(fù)責(zé)空調(diào)制冷，用于制冷循環(huán)水系統(tǒng)當(dāng)中。在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，冷卻水與循環(huán)水相遇，能夠?qū)崿F(xiàn)降溫目標(biāo)。排水系統(tǒng)主要有廢水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)以及污水處理系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)地鐵工程項(xiàng)目的BIM碰撞檢測(cè)模型進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)給排水系統(tǒng)的水管與橋架存在碰撞沖突的可能，而消防水管與弱電橋架也有著一定概率出現(xiàn)碰撞沖突。

（四）動(dòng)力照明系統(tǒng)

地鐵工程項(xiàng)目所使用的動(dòng)力照明系統(tǒng)主要為TNS系統(tǒng)，由地鐵車站的降壓變電所實(shí)現(xiàn)對(duì)車站動(dòng)力照明系統(tǒng)的供電。與此同時(shí)，由動(dòng)力照明系統(tǒng)向各專業(yè)系統(tǒng)提供負(fù)荷電源。通過(guò)分析BIM模型的推演結(jié)果，技術(shù)人員可以發(fā)現(xiàn)在動(dòng)力照明系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，電纜橋架與系統(tǒng)線路會(huì)出現(xiàn)碰撞沖突;為避免此類碰撞沖突出現(xiàn)，技術(shù)人員應(yīng)在系統(tǒng)線路與電纜橋架出現(xiàn)接觸前，調(diào)整系統(tǒng)線路的安裝路線;借助BIM模型的推演，在圖紙上標(biāo)注出電纜橋架與系統(tǒng)線路的碰撞位置，及時(shí)制定相應(yīng)的解決辦法，確保在后續(xù)的施工作業(yè)進(jìn)程中，施工人員能夠有效避免系統(tǒng)線路與電纜橋架出現(xiàn)碰撞沖突，降低施工作業(yè)成本，節(jié)約人工與物料，避免動(dòng)力照明系統(tǒng)的安裝作業(yè)出現(xiàn)返工問(wèn)題。

（五）碰撞結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)地鐵工程項(xiàng)目的BIM碰撞檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)在大量的碰撞沖突點(diǎn)中，有部分沖突點(diǎn)較為嚴(yán)重，必須向設(shè)計(jì)單位通報(bào)。技術(shù)人員在對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化后，再度修改設(shè)計(jì)圖紙，經(jīng)過(guò)地鐵工程項(xiàng)目BIM碰撞檢測(cè)分析，進(jìn)一步對(duì)各處碰撞沖突點(diǎn)優(yōu)化調(diào)整，確保管道線路安裝能夠有效避免碰撞沖突的出現(xiàn)。具體可以通過(guò)對(duì)風(fēng)管規(guī)格、橋架結(jié)構(gòu)、橋架標(biāo)高進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。在施工作業(yè)階段，技術(shù)人員可以分析施工記錄，應(yīng)用BIM碰撞檢測(cè)模型，盡可能地降低各施工階段所產(chǎn)生的碰撞摩擦，有效避免在地鐵風(fēng)水電工程項(xiàng)目安裝作業(yè)期間出現(xiàn)部分項(xiàng)目的返工問(wèn)題，顯著增強(qiáng)施工效果，提升施工效率，大幅提高風(fēng)水電安裝工程的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

二、地鐵風(fēng)水電安裝碰撞檢測(cè)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

在開展碰撞檢測(cè)作業(yè)前，技術(shù)人員需要首先建立土建結(jié)構(gòu)圖與各系統(tǒng)的專業(yè)圖紙，便于應(yīng)用BIM技術(shù)開展現(xiàn)場(chǎng)的碰撞檢測(cè)分析，增強(qiáng)效果的真實(shí)性，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)與管線碰撞檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。技術(shù)人員應(yīng)借助REVIT MEP，建立專業(yè)管線支架橋架、空調(diào)設(shè)備、風(fēng)機(jī)的相關(guān)信息，并將其與施工圖紙進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)，確保雙方的一致性。還應(yīng)借助軟件，構(gòu)建BIM模型分析管線結(jié)構(gòu)，設(shè)置管線容差值，借助MANAGE軟件與BIM模型綜合分析風(fēng)水電工程項(xiàng)目的保溫層厚度、操作空間，進(jìn)一步模擬分析風(fēng)、水、電專業(yè)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)車站建筑的碰撞模擬;根據(jù)分析結(jié)果，確定實(shí)際的碰撞沖突點(diǎn)，剔除完工建筑的碰撞沖突點(diǎn)，對(duì)工程項(xiàng)目信息進(jìn)行修正，核對(duì)碰撞沖突點(diǎn)，開展分析統(tǒng)計(jì)工作，確定各系統(tǒng)管道與專業(yè)管線的碰撞沖突占比[2]。通過(guò)調(diào)整標(biāo)高避免碰撞沖突，在滿足消防要求的前提下，對(duì)支管高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)一步降低碰撞沖突的發(fā)生概率。

在實(shí)際的地鐵風(fēng)水電安裝工程的施工階段，技術(shù)人員為增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析工作質(zhì)量，需要對(duì)空調(diào)設(shè)備、風(fēng)機(jī)設(shè)備以及管線設(shè)施等信息進(jìn)行收集整理，進(jìn)而建立BIM模型。在對(duì)工程項(xiàng)目的各類信息進(jìn)行系統(tǒng)性地整理、分析后，技術(shù)人員會(huì)借助專業(yè)軟件綜合性地分析地鐵風(fēng)水電工程項(xiàng)目的設(shè)備、管線、結(jié)構(gòu)，逐步完善BIM模型。技術(shù)人員還會(huì)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)工具，增強(qiáng)各專業(yè)系統(tǒng)管線容差值計(jì)算結(jié)果的精確性，盡可能地滿足管線設(shè)備與保溫層所需的操作空間。

技術(shù)人員主要借助BIM模型針對(duì)風(fēng)水電專業(yè)系統(tǒng)、車站建筑開展碰撞測(cè)試分析，根據(jù)顯示出的分析結(jié)果，確定車站存在的碰撞點(diǎn)的數(shù)量及位置。若碰撞點(diǎn)位于已完成的結(jié)構(gòu)和工程項(xiàng)目中，技術(shù)人員需要重新對(duì)土建信息進(jìn)行適當(dāng)修正，核對(duì)碰撞點(diǎn)位置;經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的碰撞點(diǎn)主要源自于管線設(shè)備與噴淋系統(tǒng)管道的碰撞，為盡可能地避免此類沖突，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整噴淋系統(tǒng)管道的標(biāo)高;在經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的溝通、設(shè)計(jì)、調(diào)整后，在充分滿足消防要求的前提下，需要對(duì)噴淋系統(tǒng)中的管線設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，再次開展碰撞檢測(cè);經(jīng)過(guò)反復(fù)的模型檢測(cè)、調(diào)整，能夠?yàn)楹罄m(xù)的施工作業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

BIM技術(shù)的引入、落實(shí)、推廣，有助于幫助技術(shù)人員從三維立體角度觀察各項(xiàng)施工工序，有效監(jiān)測(cè)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)部各專業(yè)系統(tǒng)的碰撞沖突問(wèn)題;將BIM技術(shù)應(yīng)用于地鐵風(fēng)水電安裝工程項(xiàng)目中開展碰撞檢測(cè)分析，有助于防范碰撞沖突。在施工作業(yè)初期，技術(shù)人員借助BIM碰撞檢測(cè)模型，對(duì)地鐵工程項(xiàng)目的機(jī)電安裝工程開展碰撞檢測(cè)分析;在完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)后，技術(shù)人員只需通過(guò)肉眼觀察即可確定具體的碰撞沖突點(diǎn)。在開展碰撞檢測(cè)分析過(guò)程中，應(yīng)用BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于有效檢測(cè)碰撞沖突的硬性節(jié)點(diǎn)，能夠極為顯著地展現(xiàn)出管線與橋架的碰撞檢測(cè)結(jié)果。地鐵風(fēng)水電安裝工程項(xiàng)目工期出現(xiàn)延誤的核心原因在于整體的施工作業(yè)進(jìn)程中出現(xiàn)硬性碰撞沖突。因此，應(yīng)用BIM技術(shù)有助于控制甚至消除硬性碰撞沖突，提高整體的施工效率，確保在工期內(nèi)完成施工項(xiàng)目任務(wù)。此外，在地鐵風(fēng)水電安裝作業(yè)進(jìn)程中應(yīng)用BIM技術(shù)不僅能夠檢測(cè)出硬性碰撞沖突，還能夠?qū)Π惭b過(guò)程中的軟性碰撞進(jìn)行分析檢測(cè)判斷。一般情況下，地鐵在后續(xù)的運(yùn)營(yíng)期間出現(xiàn)亟待整改問(wèn)題的根本原因在于風(fēng)水電項(xiàng)目出現(xiàn)軟性碰撞，工程項(xiàng)目一旦出現(xiàn)軟性碰撞沖突會(huì)大幅提高返工問(wèn)題的發(fā)生概率，嚴(yán)重影響施工項(xiàng)目工期，大幅提高施工作業(yè)成本，增加后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用?；诖?，BIM的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)，能夠有效控制施工作業(yè)成本，降低后續(xù)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，大幅提高地鐵工程的經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)效益。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地鐵風(fēng)水電安裝工程中引入BIM技術(shù)有助于提升項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)利益，提高技術(shù)人員的專業(yè)水準(zhǔn)。BIM技術(shù)能夠?qū)?shí)際的安裝工程量進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，借助模型模擬工程的實(shí)際進(jìn)度，對(duì)項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控，大幅提升地鐵安裝工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱希.BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2020，39（26）：213-214.

[2]卞友艷.BIM技術(shù)在滬通鐵路站場(chǎng)路基設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2020，64（9）：6-9.