BIM技术在市政工程的应用之厦门地铁轨道1号线工程

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项目介绍

厦门地铁1号线(Xiamen Metro Line 1)是厦门地铁第一条开通运营的线路,于2017年12月31日开始试运营,代表色是橙红色。厦门地铁1号线起于镇海路站,经过思明区、湖里区、集美区,贯穿集美新城、厦门北站,止于岩内站,大致呈南北走向。厦门地铁1号线全长30.3千米,其中地下段25.6千米,地面段1.9千米,高架段2.8千米;共设24座车站,除集美学村站其余均为地下站;采用6节B型编组列车。

厦门地铁1号线共设置车站24座,平均站间距离1.3km。其中,岛内设置车站14座,平均站间距离1.0km;跨海段设置车站1座,平均站间距离3.3km;岛外设置车站9座,平均站间距离1.4km。全部车站中共有7座换乘车站。厦门地铁1号线起于思明区镇海路站,沿镇海路、文园路、湖滨中路、湖滨南路、嘉禾路敷设,在高集海堤、集杏海堤则以高架和地面方式跨海出岛;过海后又重新沿地下敷设,沿杏锦路、诚毅大街、规划中的珩山路,到达集美区后溪镇铁路厦门北站北侧的岩内站。

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BIM应用

1、临建工程建模

采用测量仪器,精确测定出邓江区间U型槽铺轨基地框架坐标,在CAD里按坐标绘制出平面图,然后导入Revit软件里,按照广州地铁临建设施相关要求,建立U型槽铺轨基地模型。临建施工时,利用模型进行仿真模拟,节约了大量资源,为施工带来极大的便利。

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临建模型图

2、建立轨道工程标准族库

BIM在铁路方面的应用不同于房建项目,基于Revit软件开发的族库尚未包含轨道工程方面,这就需要建模人员把这方面族库创建完善,才能进行后续的BIM应用。建模人员按照设计图纸及行业相关BIM建模标准进行族库存储归档体系的建立, 制作的标准族库如下,同时完成了厦门地铁1 号线工程涉及的扣件、道床、道岔、接触轨、疏散平台、轨道等附属构件的自动建模。

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主要BIM模型

3、BIM图纸会审

在项目开工前期,项目管理方监督施工方用设计院提供的全套施工图纸来进行建立模型工作,这样基于模型的多专业设计图纸校核,在正式施工前消除施工图上“错、漏、碰”。以上问题通过图纸会审得到解决,在施工前已通知设计院进行设计变更。类似这样的问题的及时处理,除避免在正式施工的时候发生怠工、返工等现象以及杜绝产生废料等情况的发生,也提高了工程质量,避免工期和成本的浪费,同时也提高一次性安装的合格率。

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道床BIM模型

其次,基于BIM的图纸会审,审人员通过在三维模型中进行漫游,以顾客的视角对模型内部进行查看,发现轨道工程扣件安装、道床形式、接触轨安装、机电工程互相间的交叉问题。通过搭建模型进行漫游,能够更直观清晰的发现轨道、机电工程、接触轨安装、下部结构、人防与防淹工程、隧道排水沟、等专业间的碰撞图纸问题,减少变更,节约工期和成本。

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模型与实际效果对比

4、BIM三维技术交底

项目采用精细化模型、施工过程三维动画演示、虚拟漫游技术实现铺轨基地建设过程模拟、轨排组装、钢弹簧浮置板钢筋笼组装、普通道床施工模拟、浮置板道床施工过程模拟,进行三维动画交底。避免因交底不清楚,带来的窝工、材料浪费、返工及施工质量缺陷等问题。

项目施工过程中,施工蓝图、设计变更、技术标准、规范及验收标准规范等技术文件资料均在施工管理技术人员手中,管理人员必须通过技术交底的形式施工技术要求和安全操作事项等灌输给具体操作人员。项目基于BIM施工模型,利用多功能移动端、漫游软件、VR设备等三维可视化交底,将项目的BIM施工模型模拟,图文并茂,同时加以必要的视频等,并对重要部位和关键技术进行参数标注,形成三维可视电子文档。现场施工人员可以利用该文档查看三维BIM模型、工程结构信息以及对三维模型进行获取工程数据、或利用三维模型对某一结构进行标注。BIM技术通过对现场施工多维度、多视角三维交底,更好的适应了工程行业操作人员多为民工,素质较低,所以要求交底内容尽可能详尽、针对性强、具有可操作性、要通俗易懂的施工现状。这种技术交底方式不仅效率高,同时保证了工程中的每道工序均能按设计规范及施工规范要求执行,避免了交叉作业混乱,保障工程质量。

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手持端BIM技术交底

5、三维模拟,优化方案

针对不同道床形式及土建结构情况分别建模,同时结合工装机械设备等实际情况,进行施工现场模似分析,确定工装机械设备配置方案,提前找出冲突点优化方案,确保施工顺利进行。

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厦门地铁海景

在厦门地铁1号线项目应用BIM技术,以本课题为基础,上海城轨公司成立BIM工作站,并聘请资深BIM专家对分公司骨干进行培训。目前《BIM技术在厦门地铁1号线轨道工程施工中的应用研究》科研项目已取得初步成果,并代表新运公司参加2017年陕西省第二届“秦汉杯”BIM应用大赛,取得三等奖。三维图纸会审,精细化查找设计图纸中的差错漏碰等情况,发现图纸偏差,通过及时沟通会审变更,避免返工,节省大量机械、材料及人工费用。


BIM应用经验

1、从设计到施工都使用BIM

BIM概念的诞生仅有四十多年,可谓是最前沿的技术之一,在国内地铁建造中已有尝试。相比于其他城市,厦门地铁虽然建设时间较晚,但起点很高。可以说,厦门地铁是国内首个在工程建设“全线路、全系统、全过程”系统性地应用BIM技术的地铁工程。

厦门地铁在设计阶段就引入了BIM技术,把设计从纸变成了三维模型,达到设计可视化。此前国内没有任何一个地方的地铁,从设计到施工都使用BIM技术。

2、遇难题BIM技术差点终止

首次系统性地应用BIM,就意味着“前无古人”,没有经验可以参照。打个比方,若要运用BIM技术建造一个车站模型,涉及到的与地铁建设相关的专业就有三四十种,相当于各行各业的专家要在一张纸上共同作画,才能在电脑上构造出一个与实物一模一样的模型。

但在设计阶段由于缺乏经验,最后做出来的三维模型与平面模型相比,竟产生一万多条问题模型,差点导致BIM在设计阶段就无法继续。为此,专家们花了十天时间,集中力量攻破了这1万多个问题模型,形成了厚厚的一本图模报告。

3、运用BIM可完成多少工作量

使用BIM技术形成了设计三维模型,这已是国内地铁建设史上的一次突破。施工阶段,BIM的技术运用就更加具象。比如,施工人员的工作量都可以关联到车站模型中,达到施工进度可视化,帮助施工单位合理安排工期。

BIM技术的运用不仅可实现标准化施工,提升施工安全性,还可以减少材料浪费。未来,若熟练运用BIM技术,将可以缩短20%左右的施工工期。

4、形成建筑信息模型地方标准

在今后的地铁运营中,BIM技术还将发挥着很大的作用—BIM就像目录一样,可以进行索引,快速准确链接出任意部件的数据信息。当真正实际运用时,才能感受到BIM技术在厦门运用的成功,也得到了全国地铁同行的肯定。

2017年,中国轨道交通领域第一个经过工程实践检验的建筑信息模型地方性技术标准《厦门市轨道交通工程建设阶段BIM模型交付标准》通过了专家评审,升级为厦门市地方标准。

《BIM模型交付标准》是对厦门轨道交通1号线BIM技术应用实践经验的总结,是一个内容全面、条理清晰、易于执行和具有前瞻性的技术标准,对规范厦门BIM技术应用行为、促进厦门BIM技术行业发展具有重要意义。

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