地鐵工程周邊環(huán)境復(fù)雜，交通流量大，與市政管線以及周邊建筑物具有較大的干系，同時(shí)具有施工工序繁雜、結(jié)構(gòu)物形式多樣、施工組織困難、施工風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)]。以天津地鐵4號(hào)線某車(chē)站項(xiàng)目為例，通過(guò)BIM技術(shù)輔助，實(shí)現(xiàn)地鐵車(chē)站施工中前期的場(chǎng)地布置、主體結(jié)構(gòu)施工中的方案優(yōu)化，提前策劃解決風(fēng)險(xiǎn)控制的重難點(diǎn)，確保地鐵車(chē)站施工進(jìn)度與質(zhì)量，從而有效提高了施工效率。
1.1工程概況
天津地鐵4號(hào)線某車(chē)站項(xiàng)目為地下兩層島式站臺(tái)車(chē)站，主體結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)190.4m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.7m，高13.51m，大小里程端頭井段寬24.7m，高15.21m，站臺(tái)中心處底板埋深為16.71m，覆土厚度約為3.2m。車(chē)站采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)型式，主體結(jié)構(gòu)為兩層三跨矩形框架結(jié)構(gòu)，車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，明挖法施工；車(chē)站兩端區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，大小里程端均為盾構(gòu)始發(fā)井。
該車(chē)站項(xiàng)目附屬及外掛區(qū)包含1號(hào)、2號(hào)風(fēng)享及A1、C出入口，基坑長(zhǎng)度約190m，基坑寬度不一，呈不規(guī)則形狀，基坑自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為4級(jí)。基坑標(biāo)準(zhǔn)段深10.1m，通道部分局部加深段坑深為12.3m。圍護(hù)方式采用“SMW工法樁+內(nèi)支撐”形式，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為SMW工法樁，共設(shè)兩道支撐。
1.2工程施工重難點(diǎn)
①周邊環(huán)境復(fù)雜�；娱_(kāi)挖過(guò)程中影響范圍內(nèi)包括：高壓電塔，郵區(qū)中心局大樓，距離車(chē)站基坑?xùn)|側(cè)1.6m有一條輸配水管（埋深1.29m）、4.4m有一條雨污合流管（埋深3.66m）、8.9m有一條天然氣管（埋深1.20m），均對(duì)地鐵車(chē)站順利施工具有一定的制約。
②地鐵車(chē)站南側(cè)附屬及外掛區(qū)為異形結(jié)構(gòu)，由于節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，細(xì)部處理存在困難，異形結(jié)構(gòu)對(duì)于附屬及外掛區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐架設(shè)存在一定的難度，需要對(duì)各個(gè)支撐進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)分析。
③工期緊張，施工任務(wù)重，車(chē)站西側(cè)必須按照工期節(jié)點(diǎn)移交盾構(gòu)，東側(cè)必須按照工期節(jié)點(diǎn)進(jìn)行場(chǎng)地還原并移交郵區(qū)中心局。
④地鐵車(chē)站人防區(qū)域涉及過(guò)多的人防預(yù)埋件，且均需要一次預(yù)埋成型，對(duì)人防施工要求嚴(yán)格，同時(shí)人防門(mén)等設(shè)備安裝與土建部分施工存在交叉作業(yè)問(wèn)題，如果未提前進(jìn)行合理的工序計(jì)劃安排，容易出現(xiàn)窩工、怠工。
2.地鐵車(chē)站施工BIM應(yīng)用
BIM三維模型的建立是決定BIM技術(shù)應(yīng)用的前提，天津地鐵4號(hào)線某車(chē)站項(xiàng)目依據(jù)CAD設(shè)計(jì)圖紙，采用Revit軟件對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行了模型建立。通過(guò)創(chuàng)建地鐵車(chē)站施工場(chǎng)地、既有道路、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐體系及結(jié)構(gòu)主體的模型，進(jìn)行施工過(guò)程中的工程部位參數(shù)化模擬和可視性展示達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)及施工工序的優(yōu)化，減少不必要的返工，從而提高了工程進(jìn)度、質(zhì)量安全及成本管控能力]。
通過(guò)建立地鐵車(chē)站施工場(chǎng)地布置模型圖（圖1），并進(jìn)行虛擬施工模擬，可以在進(jìn)場(chǎng)之初（正式施工前）對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行更加合理的布置，避免施工過(guò)程中，因場(chǎng)地狹小及運(yùn)輸?shù)缆凡粷M(mǎn)足運(yùn)輸要求等需要對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行重新布設(shè)，引起二次搬運(yùn)等問(wèn)題，有利于項(xiàng)目整體施工進(jìn)度及生產(chǎn)成本的控制。
2.1圖紙審核
在模型創(chuàng)建過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)大量圖紙問(wèn)題，包括設(shè)計(jì)存在缺陷，圖紙出現(xiàn)錯(cuò)誤，個(gè)別圖紙遺漏等。具體包括：結(jié)構(gòu)圖紙與建筑圖紙構(gòu)件尺寸之間存在差異；平面圖個(gè)別位置未繪制詳細(xì)剖面圖；建筑圖與結(jié)構(gòu)圖中樓梯剖面圖存在很大差異等。建模過(guò)程中，對(duì)各專(zhuān)業(yè)圖紙進(jìn)行了詳細(xì)審核，過(guò)程管控全面到位，將過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行匯總，及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通反饋，減少了設(shè)計(jì)變更，避免了不必要的返工，在項(xiàng)目正式開(kāi)工前就節(jié)約了大量生產(chǎn)成本。
2.2BIM三維模型構(gòu)建
建立基于BIM技術(shù)的地鐵車(chē)站工程全專(zhuān)業(yè)模型.通過(guò)模型指導(dǎo)項(xiàng)目施工，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行4D施工模擬，能夠反映整個(gè)施工過(guò)程的進(jìn)度安排，建立BIM模型與進(jìn)度計(jì)劃之間的關(guān)聯(lián)，從而能夠在項(xiàng)目初始階段發(fā)現(xiàn)后期施工所要面臨的一系列問(wèn)題。通過(guò)模擬施工，提前預(yù)判并進(jìn)行事前控制，提出更加合理可行的施工方案，合理安排人員、材料、機(jī)械設(shè)備，最大限度實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
使用Revit軟件建立模型，地鐵車(chē)站項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)模型如圖2-圖4所示，地鐵車(chē)站項(xiàng)目附屬及外掛區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系模型如圖5所示。利用模型可以對(duì)異形附屬及外掛區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)工法樁構(gòu)件以及水平支撐體系的鋼支撐構(gòu)件有更直觀的認(rèn)識(shí).有利于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工打樁以及架設(shè)鋼支撐的施工質(zhì)量控制。
2.3BIM技術(shù)應(yīng)用效果
由于該車(chē)站周邊環(huán)境復(fù)雜，地鐵車(chē)站施工過(guò)程中必須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)模型、現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)測(cè)信息三者的融合，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息集成類(lèi)的BIM應(yīng)用。通過(guò)BIM技術(shù)模擬人防區(qū)預(yù)留預(yù)埋施工，可以提高施工單位與施工隊(duì)伍之間的溝通效率；通過(guò)創(chuàng)建的預(yù)留預(yù)埋模型以及施工工藝模擬，可以對(duì)工人進(jìn)行更加直觀的交底，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)遺漏，從而實(shí)現(xiàn)繁瑣復(fù)雜的預(yù)留預(yù)埋施工技術(shù)簡(jiǎn)化。后期施工完畢，質(zhì)量管理人員可以模型為基礎(chǔ)對(duì)質(zhì)量進(jìn)行檢查。
與傳統(tǒng)施工管理模式相比，基于BIM技術(shù)的4D施工模擬能夠精準(zhǔn)計(jì)算出各施工階段對(duì)原材料的需求計(jì)劃，避免出現(xiàn)材料堆積，最大限度節(jié)省施工場(chǎng)地，解決因場(chǎng)地狹小所引起的一系列問(wèn)題。與此同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)精細(xì)化管理，合理安排土建施工與人防設(shè)備安裝之間的交叉作業(yè)，實(shí)現(xiàn)人工、材料以及機(jī)械設(shè)備的合理配置，避免不必要的浪費(fèi)[]。建模完成后項(xiàng)目部組織技術(shù)部、工程部、物資部對(duì)模型進(jìn)行會(huì)審，將直觀模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)融合，進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，后期通過(guò)對(duì)施工工序進(jìn)行模擬，提前驗(yàn)證已優(yōu)化施工方案在實(shí)施過(guò)程中的可行性以及實(shí)施過(guò)程中可能面臨的困難，有利于指導(dǎo)實(shí)際施工，切實(shí)提高施工效率，既解決了工期緊張的問(wèn)題，同時(shí)保證了工程質(zhì)量。
3.結(jié)語(yǔ)
目前全國(guó)正在大力發(fā)展城市軌道交通建設(shè)，本文以天津地鐵4號(hào)線某車(chē)站項(xiàng)目為例，介紹了BIM技術(shù)在地鐵車(chē)站施工中的應(yīng)用。BIM技術(shù)目前仍處于探索發(fā)展階段，未來(lái)需不斷總結(jié)其在軌道工程中的應(yīng)用，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)。
