BIM技术在南昌地铁四号线上的应用

BIM是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业信息及状态信息，而且还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信息。借助这个富含充分建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程信息的集成化程度，这就为建筑工程项目的相关利益方都提供了一个工程信息交互和共享的平台。这些信息能够帮助建筑工程项目的相关利益方增加效率、降低成本、提高质量。结合更多的相关数字化技术，BIM模型中包含的工程信息，还可以被用于模拟建筑物在真实世界中的状态和变化，使得建筑物在建成之前，项目的相关利益方就能对整个工程项目的成败作出最完整的分析和评估。

随着BIM在中国被逐渐认识与应用，特别在国内工程建造行业高速发展的背景下，BIM已在国内一些大型工程项目中得到积极应用，涌现出很多成功案例，充分展现了BIM在建筑工程行业的应用价值。

一、项目概况

南昌市轨道交通4号线工程土建施工01合同段包含四站六区间，即：白马山站、白马山站（含站后折返线）～裕丰街站、裕丰街站、裕丰街站～璜溪站、璜溪站、璜溪站～中堡站、中堡站、中堡站～礼庄山站区间（含高架段及明挖段）、出入线段，线路总长度6.64km。区间及车站采用高架形式，并于中堡站～礼庄山站明挖区间段由高架转为地下。

白马山站为地上三层高架半鱼腹岛式车站，总长度144m，主体建筑面积6558.2㎡，附属建筑面积995.4㎡，总建筑面积7553.6㎡。裕丰街站总长度118m，主体建筑面积4310.17㎡，附属建筑面积2955.17㎡，总建筑面积7265.34㎡。璜溪站总长度118m，主体建筑面积4310.17㎡，附属建筑面积2955.17㎡，总建筑面积7265.34㎡。中堡站总长度118m，主体建筑面积3826.18㎡，附属建筑建筑面积2760㎡，总建筑面积7216.12㎡。

二、项目重难点分析

参与本项目建设的参与方众多，包括业主及其设计团队、总承包商和各专业承包商、运营管理团队等等。这些参与方在项目的各个阶段，其所关注的要点不同，有一致，有交叉，有的甚至相矛盾。因此，如何有效的支持和加强各参与方之间相互的协调配合，就显得极为重要。在项目的实施过程中，需要有一个共同的信息交互平台，在技术和组织上协调解决各类协调配合问题，并且将各参与方的信息互相传递，并保持一致。BIM技术可将平面的CAD图纸转换为三维的立体图纸，直观准确的反应建筑构件之间的空间关系，同时利用BIM所具有碰撞检测能力，自动的发现设计问题，有效的提高设计质量。

BIM技术是完整的建筑信息的载体，可记录丰富的设计信息，这些信息在模型中传递，大大降低设计到施工的沟通成本，有效的提高沟通效率。利用BIM的4D技术，可将构件与进度计划进行对接，方便的模拟项目的建设实施；通过多次的模拟比对和调整，我们将得到最为合理可行的人员、机械、材料的调配计划，同时BIM技术可将实际的进度与计划进度进行比对，迅速的发现进度偏差，方便管理人员及时调整各类资源的调配，降低实施风险。

三、BIM应用点

1、模型构建

本项目中的模型建立分为两部分：地铁站模型和地铁线路模型，其两部分模型应用的侧重点不尽相同，故模型构建的精细程度也有差异。针对地铁站模型，由于地铁站内涉及建筑、结构、水、暖、电等各个专业，空间关系较为复杂，模型侧重于各专业模型的整合，减少错漏碰缺的问题。针对地铁线路模型，由于其重点在在于结构专业，我们将侧重点放到结构专业，利用Dynamo和Revit构建出准确的结构模型，详细的绘制出桥梁结构内钢筋模型。

地铁站整体BIM模型图

地铁站局部BIM模型图

地铁线路BIM模型（局部）

部分Dynamo节点

局部钢筋模型

2、碰撞检测

依据前期收集图纸、各专业基于二维图纸所建并通过审核的模型及相关规范等，整合建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业模型，形成整合的BIM模型。根据相关规范设定冲突检测及管线综合的基本原则，使用BIM软件等手段，检查发现并调整各专业BIM模型中的冲突和碰撞，提出问题报告与碰撞报告，与设计院进行交流、沟通，提前解决各种问题。应用BIM技术检查施工图设计阶段各专业模型，发现并调整冲突与碰撞，以减少设计错误传递到施工阶段造成安装工程的返工。

设备房BIM模型图

依据BIM模型出图标准、图纸目录及表达方式以及通过审批的有效结构施工图、设计文件参照的国家规范和标准图集及设计变更（包括各专业协调优化设计方案修改）等数据来源，深化设计的专业施工图设计模型，通过二维剖切或二维为主、三维辅助表达的方式导出施工图。二维施工图应添加相应标识和标注，使之满足国家规定的施工图设计深度。对于局部复杂空间，宜增加三维透视图和轴测图辅助表达，复核图纸，确保图纸的准确性。

施工图BIM模型辅助设计出图

碰撞报告截图

3、进度模拟

项目方案施工前，利用三维电脑技术把建筑施工的过程以视频形式提前预演出来，这样可以给在建筑施工或者工程施工带来详细和全面的了解，有了提前制作施工动画可以避免在施工过程出现的一些错误可提前做修改及调整，这样可以给工程施工带来安全及质量的保证。本项目中使用的施工模拟动画包括：施工方案比选和施工工艺模拟动画。

施工方案的模拟有助于提升施工质量和减少施工返工。传统工作流程下，技术总工与深化设计成员、施工人员、业主等进行沟通时都是图纸，但受限于每个人的专业与经验的不同，每个人的理解经常会出现偏差。但通过三维可视化的方案交底，沟通的效率大大提高，模拟动画成为施工过程中的交流工具，也大大提升了施工方案优化的质量与效率。

在进度控制上可将施工进度计划与BIM模型构件关联使模型具备实现虚拟建造的条件，这个过程直观的反应了建造的合理性，可根据现场、材料、人员等实际情况的变化进行调整，再模拟，经过多次的迭代，形成最为合理的施工计划。有了完备的施工计划之后就是对计划的跟踪，采用相同的方法将实际的施工进度与模型构建相结合，就可在模型中直观的反应实际施工进度，将实际进度和计划进度进行对比，直观的找到偏差，将这些偏差进行总结后再调整计划进度以控制整体项目的进度。

（某项目桩基施工部分数据）

红色：施工完成        绿色：本周完成          蓝色：未开始施工

设备运输模拟图

4、虚拟仿真漫游

基于计算机的可视化, 带阴影的三维视图、 照片级真实感的渲染图、 动画漫游,这些设计可视化方式可以非常有效地发现管线走向不合理，或者存在隐患的地方，提前更改。

四、结语

从建筑的全生命周期来看，BIM的应用对于提高建筑行业规划、设计、施工、运营的科学技术水平，促进建筑业全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景。在项目立项规划前期BIM能够帮助企业建立一整套项目管理的信息平台，有助于企业控制整个工程项目的进度、成本、风险、品质；在项目的设计阶段，BIM有力的协同参与设计的各个专业工作，通过三维的界面协调各个专业的配合，优化项目设计，有效的避免专业间的错、漏、碰、缺；进入工程施工阶段，借助BIM的三维模型，对施工中各种管线，构件进行模拟定位，优化排布，精确统计工程材料数量，通过模型模拟指导工程施工；在物业运维过程中，基于集成数据的BIM模型，有效的提升运维管理的效率，降低运维管理的成本。