BIM技術(shù)在鐵路公網(wǎng)設(shè)備安裝中的應(yīng)用

池熙霖

（中鐵二十四局集團上海電務(wù)電化有限公司，上海 200000）

1 引言

隨著社會經(jīng)濟及科技的發(fā)展，移動電子設(shè)備如智能手機和平板電腦的迅速普及，移動支付、網(wǎng)絡(luò)社交等網(wǎng)絡(luò)活動使人們的生活更便捷、豐富多彩，人們對無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量提出了更高的要求，為滿足乘客對無線網(wǎng)絡(luò)的需求，增加市場競爭力，移動公司對福廈、廈深鐵路的隧道進行公網(wǎng)（TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)）無線信號全面覆蓋，對原設(shè)備站點進行500米增站補強施工作業(yè)。

設(shè)備安裝及布放纜線是本項目最重要的施工環(huán)節(jié)之一，直接影響站點開通率及網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。本項目屬于營業(yè)線施工，存在施工計劃申報流程繁雜、施工天窗申請不可控、施工天窗點內(nèi)時間短、工效低等困難。通過研究使用先進的BIM技術(shù)，可以有效提高天窗點施工效率，有效利用寶貴的天窗點時間，科學、合理、美觀地安裝設(shè)備及布放纜線。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM)是基于三維數(shù)字技術(shù)的建筑業(yè)信息化發(fā)展技術(shù)，具有強大的三維可視化、協(xié)同性和信息提取的特點，它以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)計圖紙及現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)，建立三維立體的數(shù)據(jù)模型，將傳統(tǒng)二維平面圖線條式的構(gòu)件轉(zhuǎn)化成三維的立體實物圖形，呈現(xiàn)在工程技術(shù)管理人員的面前，使工程技術(shù)人員更加深入理解設(shè)計意圖，并高效制定出最佳的施工方案，在提供施工效率、縮短工期的同時，減少返工，節(jié)約施工成本，實現(xiàn)精細化管理。BIM技術(shù)因其具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等優(yōu)點，必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙，引發(fā)建設(shè)領(lǐng)域新變革。

2 工程概況及重難點

2.1 工程概況

福廈鐵路北起福建省省會福州市，向南途經(jīng)福清市、莆田市、泉州市到達廈門市，線路全長287.882km，共有隧道43座，覆蓋隧道總長約為49.427km，占線路長度的17.17%。廈深鐵路北起福建省廈門市，途經(jīng)漳州市后進入廣東省潮州、汕頭、揭陽、汕尾、惠州到達深圳市；其中福建段線路長度99.977km，共有隧道18座，覆蓋隧道總長約為32.691km，占線路長度的32.70%。福廈鐵路及廈深鐵路將福建經(jīng)濟最活躍的城市與長三角、珠三角相連，是福建海西經(jīng)濟區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的大動脈，為福建海西經(jīng)濟騰飛奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.2 工程難點

營業(yè)線必須申請?zhí)齑?，必須在天窗時間內(nèi)施工作業(yè)，導(dǎo)致營業(yè)線施工難度大，表現(xiàn)在：（1）天窗點施工效率低，天窗時間均為凌晨12點至凌晨4：00。這個時間段是人體睡眠時間，因此在此時段施工體力下降、注意力無法集中，導(dǎo)致施工效率低。（2）天窗申請且天窗時間無法預(yù)計，天窗時間只能在每天下午4：30分才能確定，為確保施工進度，施工人員必須每天待命，導(dǎo)致誤工率非常高；（3）天窗時間短，每個天窗時間最多只有4個小時，導(dǎo)致可施工時間非常短；（4）線路長，柵欄進口距離施工作業(yè)地點遠，在寶貴的天窗點時間內(nèi)，步行到達施工作業(yè)地點耗費大量時間，導(dǎo)致可施工時間進一步縮短。

按傳統(tǒng)的二維圖紙進行設(shè)備安裝及布放纜線，存在以下困難：

（1）現(xiàn)場測量占用寶貴的天窗時間，降低施工效率。在傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙、配線圖中的纜線等均為預(yù)估長度，與現(xiàn)場實際使用情況存在較大偏差，無法應(yīng)用于實際施工，因此，需現(xiàn)場施工人員先進行現(xiàn)場測量后，方可安裝設(shè)備及敷設(shè)纜線。然而，現(xiàn)場施工人員只能在有限的天窗時間內(nèi)方可進行測量，占用寶貴的天窗時間，從而降低施工效率。

（2）線槽、鋼管對纜線長度的精確度要求高。以往同類工程項目中，纜線在布放過程中需滿足相關(guān)規(guī)范標準的彎曲半徑，布放完畢后若有冗余，可直接盤繞固定在墻壁上或者重新裁剪，但本項目的設(shè)計方案使用線槽、鋼管固定及防護纜線，冗余的纜線無法在有限的線槽、鋼管內(nèi)盤繞，重新裁剪纜線不僅造成材料浪費，也浪費寶貴天窗時間，因此，本項目對纜線長度的精確度要求高。

（3）纜線易交叉?，F(xiàn)場施工人員迫切地想在有限的天窗時間內(nèi)完成工作，由于設(shè)備安裝完畢后，所需布放纜線種類較多，如：尾纖、電源線、地線、1/2饋線等?，F(xiàn)場施工人員在有限天窗時間內(nèi)進行現(xiàn)場測量后，憑借傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙及自身經(jīng)驗進行預(yù)估纜線長度及布放纜線，偶爾出現(xiàn)纜線交叉，需進行返工，極大地浪費人力、物力、天窗時間，降低施工效率。

（4）天窗申請難，難以進行深入的技術(shù)交底。由于本項目點多線長，涉及建設(shè)單位的五個地市分公司，如福州市、莆田市、泉州市、廈門市、漳州市，營業(yè)線施工存在施工計劃申報流程繁雜、施工天窗申請不可控等制約因素，因此，難以深入地對各地市現(xiàn)場施工人員在寶貴的天窗時間內(nèi)進行技術(shù)交底。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

通過使用BIM技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，將傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖變?yōu)楦庇^、更全面的三維立體圖，在天窗時間以外就可進行設(shè)備安裝及布放纜線的方案模擬，不僅可以全面深入地考慮設(shè)備最小安裝間距、纜線彎曲半徑、整潔美觀度等因素，還可以提前發(fā)現(xiàn)方案中存在的各類問題，優(yōu)化調(diào)整最佳的纜線敷設(shè)方案。

（1）設(shè)置場景。由于設(shè)備安裝于隧道內(nèi)的洞室內(nèi)壁或隧道外通信機房外壁，因此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，需在BIM模型中設(shè)置不同場景，以便切實地確定設(shè)備及纜線布放方案，而非紙上談兵。

（2）設(shè)備最小安裝間距。為滿足散熱及維護空間的要求，RRU拉遠設(shè)備存在最小安裝間距的要求，因此，在BIM模型中首先應(yīng)設(shè)置RRU拉遠設(shè)備，然后，再設(shè)置其他設(shè)備，其他設(shè)備與RRU拉遠設(shè)備的間距需符合要求。

（3）模擬纜線布放。由于在實際施工中，必須先安裝線槽及鋼管后，方可進行纜線敷設(shè)，否則，無法比選不同的纜線敷設(shè)方案，二次施工還可能損壞已敷設(shè)的纜線，嚴重降低施工效率。通過使用BIM技術(shù)，可以不拘泥于現(xiàn)場實際施工工序，脫離線槽的束縛，首先，進行模擬纜線布放，若纜線布放方案不理想，還可以調(diào)整相關(guān)設(shè)備的安裝位置。通過比選不同的纜線布放方案，全面深入地考慮纜線彎曲半徑、美觀度等因素，從而優(yōu)化調(diào)整出最佳的纜線敷設(shè)方案，提高工作效率。

（4）模擬線槽及鋼管防護。通過使用BIM技術(shù)，根據(jù)確定的設(shè)備安裝及纜線布放方案，結(jié)合不同場景，模擬出線槽及鋼管安裝位置及長度，使其能實際運用于現(xiàn)場。

4 本項目中BIM技術(shù)作用

本項目通過使用BIM技術(shù)，按傳統(tǒng)的條件進行設(shè)備安裝及布放纜線存在的問題都迎刃而解，BIM技術(shù)的作用主要體現(xiàn)以下方面：

（1）減少現(xiàn)場測量所需的時間。由于使用BIM技術(shù)模擬的設(shè)備安裝及纜線布放方案，結(jié)合設(shè)計圖紙及現(xiàn)場實際情況，因此，現(xiàn)場施工人員可以將BIM技術(shù)制定的方案直接運用于現(xiàn)場，有效地減少現(xiàn)場施工人員進行測量的時間。

（2）準確地統(tǒng)計出纜線的長度。通過BIM技術(shù)模擬出的模型精度高，可以直接導(dǎo)出各類纜線的使用長度，使得現(xiàn)場施工人員能在天窗時間點前準備好相關(guān)纜線，特別是1/2饋線，可以提前制作接頭，節(jié)省寶貴的天窗點時間，提升施工效率。

確定最佳方案的BIM模型后，可以利用BIM技術(shù)軟件，可以直接導(dǎo)出纜線等材料的使用明細表，結(jié)合項目工期安排、現(xiàn)場施工人員情況等信息，編制出切實可行的物資需求及采購計劃，從而精準把控材料采購時間及數(shù)量，避免因材料采購過多導(dǎo)致浪費，或者因材料不足導(dǎo)致誤工；同時，該使用明細表還為實行限額領(lǐng)料提供依據(jù)，實現(xiàn)精細化管理，達到成本控制目標。

（3）避免纜線交叉。通過使用BIM技術(shù)，在模擬纜線布放方案過程中，能以可視化的方式，對纜線交叉、彎曲半徑等問題進行針對性的優(yōu)化調(diào)整，解決傳統(tǒng)二維平設(shè)計圖無法直觀發(fā)現(xiàn)纜線交叉的問題，避免因纜線交叉而導(dǎo)致返工。

（4）深入的現(xiàn)場交底。利用BIM技術(shù)特點中的三維可視化，可以在天窗時間外可以對五個地市的現(xiàn)場施工人員進行全面深入的技術(shù)交底。通過視頻和圖片的方式，向現(xiàn)場施工人員全面深入地介紹設(shè)備安裝的技術(shù)質(zhì)量要求、施工工藝方法及相關(guān)質(zhì)量安全措施等，使現(xiàn)場施工人員身臨其境，確保所有現(xiàn)場施工人員在施工前對施工的過程認識清晰，做到施工過程中胸有成竹、從容有序，使得現(xiàn)場設(shè)備最小安裝間距、纜線彎曲半徑在滿足相關(guān)規(guī)范標準的前提下，整潔美觀度得到提升，嚴格控制施工質(zhì)量，樹立良好的企業(yè)形象。

圖1 隧道內(nèi)效果圖

圖2 隧道內(nèi)完成情況圖

圖3 隧道外效果圖

圖4 隧道外完成情況圖

5 結(jié)語

本項目利用BIM技術(shù)，將傳統(tǒng)的二維平面圖轉(zhuǎn)化為更直觀、更全面的三維立體圖，高效地尋求出設(shè)備安裝及纜線敷設(shè)方案，深入地進行技術(shù)交底，避免因纜線交叉而造成的返工，很大程度上提高天窗點施工效率，減少了人力物力的浪費，對精細化管理及標準化施工極具建設(shè)意義。