摘要：BIM技术是对建筑工程信息的数字化承载和可视化表达，BIM技术的应用是解决轨道交通工程体量巨大、参与单位众多、环境错综复杂的重要手段。文章就BIM技术在地铁工程建造过程的应用价值进行了分析，研发了轨道交通BIM施工管理系统，并依托滨海新区B1线工程在安全监测、隐患排查、现场监控、盾构监测、施工协同等多个环节开展了应用实践，验证了平台应用的可行性和价值，提升了轨道交通管理质量和效率。
关键词：轨道交通；BIM；信息系统；施工阶段
1BIM技术在施工阶段的应用现状
相比较于日本、欧美等发达国家，我国的BIM技术起步相对较晚，不管是从理论标准还是到具体工程实践需逐步完善。像基于BIM的项目信息集成管理、建造过程一体化确定都处于探索阶段。BIM在房建领域的应用方式要远优于其他工程领域。随着BIM普及与发展，近些年与之相关的技术开始在地铁项目中广泛应用。BIM与AR技术结合应用于工程现场管理，将大量的BIM信息数据与现场的环境进行实时交换，完善设计、施工、运营的信息流转；也有以空间坐标为定位基准，以时间参数，利用BIM模拟施工，预测地铁施工过程中各个位置的沉降、倾斜变化，实施周边建筑加固；基于BIM不仅可以对建造全过程中质量、进度、成本等方面进行动态化管理，还可以延展到前期项目决策及后期维护等建设全寿命周期的应用。这些研究充分体现了BIM技术在工程施工阶段中的应用价值和前景。
2BIM技术在城市轨道交通的应用分析
2.1地铁施工特点
作为城市轨道交通设施的重要组成部分，影响地铁建造的因素很多，像场地、周边环境等，并且对工程质量要求严格，这给施工过程带来了很大挑战，主要突出特点有：工程地质复杂、施工机械种类繁多、施工现场风险性大、工程协调难点多。
2.2BIM在城市轨道交通施工中的应用价值
2.2.1提高沟通效率城市轨道交通工程建设涉及多个单位和专业人员之间的相互配合，通过BIM软件可以将二维的平面图纸转化成更加生动直观的三维立体模型，给人以真实感和直接的视觉冲击，能有效节省读图和汇报时间，便于非工程类专业人员理解设计及汇报意图，从而便于加强各参建单位之间的沟通质量和效率，更利于施工问题的解决。2.2.2设计优化，减少返工。利用BIM的三维可视化功能再加上时间维度，模拟施工过程的重点，将设计图纸施工过程中存在的问题提前发现，并及时在施工前与相关设计单位进行沟通处理，减少不必要的返工和人员、机械、材料的浪费。2.2.3精确计划，减少浪费。BIM数据库的数据可以精细化到构件级别，为施工单位快速、准确、全面地获得工程的基础数据，为制定更详尽的人员、机械、设备投入计划提供了有效支撑，为减少浪费和实现消耗控制提供了技术支撑。2.2.4多算对比，有效管控。为了加强对项目成本风险的有效控制，可以通过BIM数据库实时快速获取工程基础信息，分析在建项目的运营盈亏，包括计划与实际的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，以及消耗量有无超标、进货分包单价有无失控等问题。2.2.5提高施工质量。通过BIM模型的展示，可以使得参建各方更加直观、清楚地理解设计的意图，排查施工重难点及风险源，从而协同各方采取针对性措施，同时结合施工方案、施工模拟和现场实时监测，对工程施工的质量、安全及进度进行有效控制。2.2.6节省施工成本和工期。利用BIM的三维特点，让施工方、监理方、不同专业的管理人员，可以随时随地、直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，有效降低沟通与管理成本。
3轨道交通BIM施工管理平台应用
3.1项目概况
滨海新区轨道交通B1线一期工程（黄港车辆段至于家堡站段）北起黄港车辆段南至于家堡站，全长约22.465km，设15座车站，全为地下站。线路北端黄港欣嘉园东侧设置车辆段与综合基地一座。设主变电站两座，分别与Z2线共用海平路站主变，与B7线共用塘沽站主变。本项目依托滨海新区B1线建设工程研发了轨道交通BIM施工管理系统，在安全监测、隐患排查、现场监控、盾构监测、施工协同等多个关键环节开展了应用实践，验证了平台应用的可行性和价值，提升了轨道交通管理质量和效率。
3.2项目应用
3.2.1安全监测。系统将监测点添加到三维场景，可以直观地呈现工点与风险源的空间位置。与传统二维风险监控平台相比，优化了二维表述的纵向重叠等表述不直观问题。在设备设施编码的基础上将监测点信息与BIM模型联动，对监测点每日的数据进行监控，通过查看监测数据，分析现场风险源的状态，对基坑的安全进行实时监控。每一个监测点都能够反映出基坑的安全状态，见图1。3.2.2隐患排查。现场巡查人员通过移动端上报隐患，平台自动识别上报位置并闪烁。平台通过将隐患信息与BIM模型建立关联，施工单位可在场景查看隐患详细信息和位置，24小时内对现场进行整改。整改结束后，监理单位到现场确认整改合格，并在手机APP上进行隐患消除。完成隐患的发现、整改、确认、消除，实现对隐患排查的管理闭合。3.2.3视频监控。将现场视频摄像头位置与场景模型建立关联，与模型建立空间联系。点击摄像头图标查看现场施工详情，支持云镜控制、监控点信息、紧急录像、抓拍、连续抓拍、放大和对讲等功能。监理单位通过对在施工点摄像头进行定期巡查，实现对现场情况和施工风险的实时监控，见图2。3.2.4盾构监测。通过点击盾构机图标，进入盾构监测详情界面。主要包括推进系统、土压、同步注浆系统、螺旋机数据、铰接油缸、盾尾油脂、气体检测、盾尾油脂压力、盾构姿态数据、水平偏差、垂直偏差、泡沫、膨润土等参数，见图3。3.2.5施工协同。平台实现基于“站点-构件”的业务协同。平台建立了设备设施编码体系，将业务数据包括施工安全、施工质量、变更、施工进度、图纸方案等与从前期-勘察-设计-施工-竣工、周月报等文档资料与模型相关联，通过权限管理，实现不同参与单位的区别管理。通过业务协同，提升了施工安全管理水平，实现了建设精细化管理。
4结束语
本项目将BIM技术应用到轨道交通施工阶段管理，在轨道交通安全监测、隐患排查、视频监控、盾构监测、施工协同等关键环节进行了应用实践。实践证明在轨道交通施工管理系统引入BIM技术，实现了三维化、信息化、协同化、精细化的施工管理。通过建立施工阶段协同工作机制，让参建单位及不同专业人员，全面掌握建造过程，并形成一致认同，有效地提升了轨道交通工程管理质量和效率。
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作者:王朋霞 李禄为 单位:天津滨海新区轨道交通投资发展有限公司 北京城建勘测设计研究院有限责任公司