BIM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

回顧我國(guó)近幾年的發(fā)展，“科技強(qiáng)國(guó)”“經(jīng)濟(jì)大國(guó)”等稱謂已是實(shí)至名歸，國(guó)際地位上也讓其他大多數(shù)國(guó)家望而生畏；但不可否認(rèn)隨之而來(lái)的也有私家車數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，造成了地面交通的嚴(yán)重?fù)頂D，影響到人們的日常生產(chǎn)生活。因此，打通地下空間，發(fā)展地鐵工程，正是緩解緊張的交通現(xiàn)狀的明智之舉。本文中，我們將主要針對(duì)地鐵工程設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探究。

1  地鐵工程發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析

在我國(guó)，地鐵工程建設(shè)已經(jīng)走過(guò)了近百年風(fēng)風(fēng)雨雨的歷程。由于受城市經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的制約，再加上地鐵工程不同于一般的建筑工程，項(xiàng)目施工時(shí)有著大規(guī)模、高風(fēng)險(xiǎn)、涵蓋領(lǐng)域多且復(fù)雜、易受施工地點(diǎn)周邊環(huán)境影響等特點(diǎn)，到目前為止，僅有一線及部分二線發(fā)達(dá)城市才有能力開(kāi)通地鐵。可以說(shuō)，我國(guó)的地鐵工程發(fā)展進(jìn)程緩慢，還有漫漫長(zhǎng)路等著趕。

各國(guó)之所以會(huì)都選擇迎難而上，極力主張發(fā)展地鐵工程，主要是因?yàn)榈罔F的以下三方面功能特點(diǎn)：

1.1  有效舒緩地面交通擁堵問(wèn)題

一直以來(lái)，我國(guó)人口都有著基數(shù)大的特點(diǎn)，再加上經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的推力，我國(guó)早已無(wú)法擺脫“人口大國(guó)”的命運(yùn)。城市人口密度大的問(wèn)題使得土地面積嚴(yán)重不足，限制了城市發(fā)展的腳步。而地鐵工程建設(shè)的開(kāi)展，很大程度上緩解了地面交通壓力，又節(jié)約了地面空間，很受城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)官方的喜愛(ài)。

1.2  節(jié)能減排的有效利器

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，能源問(wèn)題以及環(huán)境問(wèn)題在世界范圍內(nèi)引起很大關(guān)注，可以說(shuō)，“綠色出行、節(jié)能減排”已經(jīng)成為當(dāng)下人們生產(chǎn)生活的行為準(zhǔn)則。除了騎行、乘坐公交等，乘坐地鐵也成為了城市居民尤其是上班族的首要交通選擇之一，因?yàn)榈罔F運(yùn)行有著穩(wěn)定又快速的特點(diǎn)。而且，地鐵每日運(yùn)行客流量大，既能減少燃油車輛的使用，又能起到減少能源消耗的作用，自然能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功效。

1.3  減少干擾及噪聲污染

地鐵運(yùn)行除了能夠緩解地面交通堵塞的壓力外，在一定程度上，也大大降低了交通事故的發(fā)生概率，因?yàn)?，有一部分交通事故便是因?yàn)槭苘囕v間的干擾而造成的，例如：黑夜中，迎面駛來(lái)的車輛探照燈過(guò)亮?xí)绊懙剿緳C(jī)的視覺(jué)，若有不慎，便會(huì)駛錯(cuò)方向，釀成交通事故大禍。

像地面道路兩旁的綠化帶，除了起到美化環(huán)境的作用外，還有對(duì)降低噪聲污染的考慮；有了地鐵工程的展開(kāi)，可以說(shuō)也起到了減少地面行車時(shí)噪聲污染的作用。而且，隨著地鐵建設(shè)進(jìn)程的深入，技術(shù)上的提高，地鐵運(yùn)行噪聲也能盡可能控制減小。

當(dāng)然，任何事物發(fā)展都不會(huì)是絕對(duì)的，我們也必須認(rèn)識(shí)到地鐵工程建設(shè)也是有弊端的，例如：進(jìn)行一項(xiàng)地鐵工程，需要投入高額的成本，并且建設(shè)周期會(huì)很長(zhǎng)，而且，大規(guī)模的建設(shè)必然有著高風(fēng)險(xiǎn)，我們也不能完全避免新的安全隱患的產(chǎn)生等等。此外，若是碰到地鐵施工遇上復(fù)雜環(huán)境的典型案例時(shí)，施工風(fēng)險(xiǎn)與技術(shù)難度的大大增強(qiáng)也會(huì)影響到整個(gè)地鐵工程的建設(shè)安全。

2  傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中二維設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中，二維設(shè)計(jì)是主體，主要依靠圖紙來(lái)對(duì)某一建筑構(gòu)件對(duì)象進(jìn)行多視角描繪，并且施工時(shí)還要依賴于設(shè)計(jì)人員的空間想象力來(lái)還原出構(gòu)件的立體圖形，難免會(huì)有所偏差。此外，若是出現(xiàn)要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行些許變更的情況，便要大動(dòng)干戈，對(duì)多個(gè)視圖都要進(jìn)行重新繪制，也會(huì)對(duì)其它工序的進(jìn)行造成影響。

總體來(lái)說(shuō)，二維設(shè)計(jì)的不足之處在于數(shù)據(jù)傳遞能力有限，很難實(shí)現(xiàn)信息共享，并且在工程施工進(jìn)程中協(xié)調(diào)性與整體性差強(qiáng)人意，很大程度上阻礙了行業(yè)的信息化發(fā)展進(jìn)程。所以說(shuō)，BIM技術(shù)所代表的三維設(shè)計(jì)的發(fā)展解決了整個(gè)建設(shè)行業(yè)的燃眉之急，也被業(yè)界賦予著很高期望。

3  BIM技術(shù)介紹及其優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)析。

BIM技術(shù)，也就是三維建筑信息模型，主要目的在于建立起一體化的建筑物信息系統(tǒng)。當(dāng)然，這就需要有效地利用建筑物的三維數(shù)字來(lái)銜接起整項(xiàng)建筑工程中的設(shè)計(jì)、施工、管理及后期維護(hù)等各環(huán)節(jié)的信息，最好涵蓋其生命周期的每一階段。

我們都知道“勝出必有所長(zhǎng)”，且在發(fā)展日益迅猛的城市軌道交通工程中，BIM技術(shù)能夠占有一席之地，必定有著“過(guò)人之處”。據(jù)了解，BIM技術(shù)具有能夠高度集成信息且傳遞性強(qiáng)的特點(diǎn)，進(jìn)而能充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)在建筑工程中支持并協(xié)調(diào)各部門進(jìn)行溝通的作用。此外，BIM技術(shù)還能夠進(jìn)行在地鐵工程施工中的模擬環(huán)節(jié)，并借此來(lái)采集各種建筑信息；再加上該技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)的一致性與關(guān)聯(lián)性做出保障，有力推動(dòng)了地鐵工程工作的連續(xù)性進(jìn)行，并不難理解相關(guān)工作人員會(huì)對(duì)BIM技術(shù)予以厚望。

詳細(xì)來(lái)說(shuō)，利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維建筑模型數(shù)據(jù)信息庫(kù)，其中囊括了建筑設(shè)計(jì)、使用乃至使用終結(jié)期的所有信息，既能完整、詳細(xì)地供給建筑師、施工者及業(yè)主等查詢，又能保證信息的實(shí)時(shí)更新，協(xié)調(diào)起工程的整體運(yùn)行，大幅提高了工程完成質(zhì)量。

4  BIM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

4.1  在前期規(guī)劃方面的應(yīng)用

我們常說(shuō)“做大事者，要有所謀略”，同理的，在地鐵工程設(shè)計(jì)中，前期規(guī)劃可以說(shuō)是奠基者了，做好了前期規(guī)劃工作，可以說(shuō)對(duì)于整項(xiàng)工程已經(jīng)成功了大半。因此，在進(jìn)行前期規(guī)劃工作時(shí)，各個(gè)部門要試著運(yùn)用BIM技術(shù)的核心思想來(lái)構(gòu)建出城市交通的三維模型，借以做好對(duì)工程項(xiàng)目的可行性研究分析。需要注意的是，這里所構(gòu)建的三維模型，既要能夠充分體現(xiàn)出施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件、管線及建筑物的特征等，也要涉及到人文、科學(xué)等方面的相關(guān)信息；并且，在軌道交通工程設(shè)計(jì)中各種分析、核算工作要建立在完善的信息的基礎(chǔ)上。

4.2  在可視化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。

BIM技術(shù)突破了工程設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模型的桎梏，利用三維數(shù)字化特點(diǎn)基本百分百還原出建筑構(gòu)件的外形特征；在設(shè)計(jì)方案上也不再受概念設(shè)計(jì)的局限，呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展；并且在地鐵工程的前期設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員構(gòu)建三維建筑信息的實(shí)體模型，全方位了解施工地點(diǎn)的地形、道路狀況及建筑物信息等，直觀、可視又可靠，有助于最大可能地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目地點(diǎn)的一體化開(kāi)發(fā)。

4.3  在協(xié)同設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。

在軌道工程的協(xié)同設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)能夠集中工程建筑、實(shí)體結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備等在一個(gè)平臺(tái)上，來(lái)進(jìn)行信息資源的共享；另外，不同任務(wù)部門的工作人員也可以通過(guò)項(xiàng)目工程下構(gòu)建出的專業(yè)的BIM模型進(jìn)行與項(xiàng)目中心文件的連接以同步并添加信息。整體來(lái)看，這項(xiàng)應(yīng)用能夠整合各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)構(gòu)建起三維建筑模型數(shù)據(jù)信息庫(kù)，來(lái)幫助設(shè)計(jì)人員及管理人員進(jìn)行信息文件的查閱與交換。

4.4  在設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段，傳達(dá)出的建筑工程信息畢竟有限，并且但凡建筑設(shè)計(jì)出現(xiàn)稍許變更，就要重新進(jìn)行多視角手工繪圖，人力消耗巨大且耗時(shí)長(zhǎng)，很有可能導(dǎo)致施工延誤情況的發(fā)生；再加上施工時(shí)工程實(shí)物有時(shí)會(huì)與二維工程圖出現(xiàn)些許偏差，便會(huì)造成工程返工的境況。但這些問(wèn)題，利用BIM技術(shù)便能很大程度上得以解決。

首先，BIM技術(shù)屬于三維數(shù)字信息模型，在設(shè)計(jì)時(shí)便有了一定的空間構(gòu)圖，直觀、可視；其次，BIM技術(shù)有著一體化的建筑物信息系統(tǒng)，具有一致性與關(guān)聯(lián)性，遇到有問(wèn)題需要修改的情況時(shí)，便會(huì)自動(dòng)反饋并及時(shí)修改，不僅減少了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的人力消耗，還能將出現(xiàn)施工錯(cuò)誤的可能降到最低，大幅度提升了項(xiàng)目工程的施工效率。

4.5  在碰撞檢測(cè)中的應(yīng)用

在地鐵工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)的碰撞檢測(cè)功能能夠?qū)?xiàng)目工程中的管線施工和設(shè)備應(yīng)用等進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)，反饋給地鐵工程設(shè)計(jì)者直觀可靠的信息、建議等，有助于他們?cè)O(shè)計(jì)出最優(yōu)的布局方案，達(dá)到最佳的施工效果。

5  BIM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)

信息化的發(fā)展在創(chuàng)意、思維等方面為工程設(shè)計(jì)工作者提供了強(qiáng)大助力，打破了傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)在創(chuàng)作上對(duì)設(shè)計(jì)者的限制，動(dòng)搖了先前設(shè)計(jì)模式的固有化。在競(jìng)爭(zhēng)局勢(shì)日趨火熱化的工程設(shè)計(jì)行業(yè)，BIM技術(shù)發(fā)展必將為其帶來(lái)一場(chǎng)曠日持久的變革戰(zhàn)。想要獲取最大程度的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可以選擇跟緊時(shí)代前進(jìn)的步伐，加強(qiáng)自身理論儲(chǔ)備，深入發(fā)展、應(yīng)用BIM技術(shù)體系。

近幾年來(lái)，在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)深受重視，且應(yīng)用也日益廣泛，尤其是在地鐵車站及其周圍空間的可視化設(shè)計(jì)還有項(xiàng)目施工設(shè)備、管線等的碰撞測(cè)試環(huán)節(jié)上?？梢哉f(shuō)， BIM技術(shù)發(fā)展前景可期，并且可以預(yù)測(cè)在未來(lái)的軌道交通工程中，該技術(shù)在整個(gè)工程的前期設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工以及成果運(yùn)營(yíng)等各環(huán)節(jié)發(fā)揮的作用都不容小覷。

6  結(jié)語(yǔ)

明日之“子”—BIM技術(shù)?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)信息化時(shí)代，BIM技術(shù)的橫空出世，正是時(shí)代所需；同時(shí)也是城市建設(shè)進(jìn)程中，工程設(shè)計(jì)行業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。至目前來(lái)看，在我國(guó)，BIM技術(shù)雖然大體上仍處在起步階段，但其在地鐵工程方面的應(yīng)用已日益顯現(xiàn)出成熟之勢(shì)，相信用不了多久便能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的推廣。

本文來(lái)源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/qk/21223.html