BIM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計中的應(yīng)用探究

回顧我國近幾年的發(fā)展，“科技強(qiáng)國”“經(jīng)濟(jì)大國”等稱謂已是實(shí)至名歸，國際地位上也讓其他大多數(shù)國家望而生畏；但不可否認(rèn)隨之而來的也有私家車數(shù)量的急劇增長，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，我們將主要針對地鐵工程設(shè)計中的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，地鐵工程建設(shè)已經(jīng)走過了近百年風(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)目施工時有著大規(guī)模、高風(fēng)險、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)城市才有能力開通地鐵?？梢哉f，我國的地鐵工程發(fā)展進(jìn)程緩慢，還有漫漫長路等著趕。

各國之所以會都選擇迎難而上，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題

一直以來，我國人口都有著基數(shù)大的特點(diǎn)，再加上經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的推力，我國早已無法擺脫“人口大國”的命運(yùn)。城市人口密度大的問題使得土地面積嚴(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。

1.2  節(jié)能減排的有效利器

進(jìn)入新世紀(jì)以來，能源問題以及環(huán)境問題在世界范圍內(nèi)引起很大關(guān)注，可以說，“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，迎面駛來的車輛探照燈過亮?xí)绊懙剿緳C(jī)的視覺，若有不慎，便會駛錯方向，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，還有對降低噪聲污染的考慮；有了地鐵工程的展開，可以說也起到了減少地面行車時噪聲污染的作用。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)展都不會是絕對的，我們也必須認(rèn)識到地鐵工程建設(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)周期會很長，而且，大規(guī)模的建設(shè)必然有著高風(fēng)險，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，施工風(fēng)險與技術(shù)難度的大大增強(qiáng)也會影響到整個地鐵工程的建設(shè)安全。

2  傳統(tǒng)工程設(shè)計中二維設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，二維設(shè)計是主體，主要依靠圖紙來對某一建筑構(gòu)件對象進(jìn)行多視角描繪，并且施工時還要依賴于設(shè)計人員的空間想象力來還原出構(gòu)件的立體圖形，難免會有所偏差。此外，若是出現(xiàn)要對構(gòu)件進(jìn)行些許變更的情況，便要大動干戈，對多個視圖都要進(jìn)行重新繪制，也會對其它工序的進(jìn)行造成影響。

總體來說，二維設(shè)計的不足之處在于數(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，BIM技術(shù)所代表的三維設(shè)計的發(fā)展解決了整個建設(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)勢簡析。

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)字來銜接起整項(xiàng)建筑工程中的設(shè)計、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”，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)工作人員會對BIM技術(shù)予以厚望。

詳細(xì)來說，利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維建筑模型數(shù)據(jù)信息庫，其中囊括了建筑設(shè)計、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)計中的應(yīng)用。

4.1  在前期規(guī)劃方面的應(yīng)用

我們常說“做大事者，要有所謀略”，同理的，在地鐵工程設(shè)計中，前期規(guī)劃可以說是奠基者了，做好了前期規(guī)劃工作，可以說對于整項(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，各個部門要試著運(yùn)用BIM技術(shù)的核心思想來構(gòu)建出城市交通的三維模型，借以做好對工程項(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)計方面的應(yīng)用。

BIM技術(shù)突破了工程設(shè)計中傳統(tǒng)的二維設(shè)計模型的桎梏，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)計方案上也不再受概念設(shè)計的局限，呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展；并且在地鐵工程的前期設(shè)計中，BIM技術(shù)可以協(xié)助設(shè)計人員構(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)的一體化開發(fā)。

4.3  在協(xié)同設(shè)計方面的應(yīng)用。

在軌道工程的協(xié)同設(shè)計方面，BIM技術(shù)能夠集中工程建筑、實(shí)體結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備等在一個平臺上，來進(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，來幫助設(shè)計人員及管理人員進(jìn)行信息文件的查閱與交換。

4.4  在設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的二維設(shè)計手段，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長，很有可能導(dǎo)致施工延誤情況的發(fā)生；再加上施工時工程實(shí)物有時會與二維工程圖出現(xiàn)些許偏差，便會造成工程返工的境況。但這些問題，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)計時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，遇到有問題需要修改的情況時，便會自動反饋并及時修改，不僅減少了設(shè)計環(huán)節(jié)中的人力消耗，還能將出現(xiàn)施工錯誤的可能降到最低，大幅度提升了項(xiàng)目工程的施工效率。

4.5  在碰撞檢測中的應(yīng)用

在地鐵工程設(shè)計中，應(yīng)用BIM技術(shù)的碰撞檢測功能能夠?qū)?xiàng)目工程中的管線施工和設(shè)備應(yīng)用等進(jìn)行即時檢測，反饋給地鐵工程設(shè)計者直觀可靠的信息、建議等，有助于他們設(shè)計出最優(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)計中的發(fā)展趨勢

信息化的發(fā)展在創(chuàng)意、思維等方面為工程設(shè)計工作者提供了強(qiáng)大助力，打破了傳統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)在創(chuàng)作上對設(shè)計者的限制，動搖了先前設(shè)計模式的固有化。在競爭局勢日趨火熱化的工程設(shè)計行業(yè)，BIM技術(shù)發(fā)展必將為其帶來一場曠日持久的變革戰(zhàn)。想要獲取最大程度的競爭優(yōu)勢，可以選擇跟緊時代前進(jìn)的步伐，加強(qiáng)自身理論儲備，深入發(fā)展、應(yīng)用BIM技術(shù)體系。

近幾年來，在城市軌道交通工程設(shè)計中，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)計還有項(xiàng)目施工設(shè)備、管線等的碰撞測試環(huán)節(jié)上?？梢哉f， BIM技術(shù)發(fā)展前景可期，并且可以預(yù)測在未來的軌道交通工程中，該技術(shù)在整個工程的前期設(shè)計、項(xiàng)目施工以及成果運(yùn)營等各環(huán)節(jié)發(fā)揮的作用都不容小覷。

6  結(jié)語

明日之“子”—BIM技術(shù)?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)進(jìn)入一個信息化時代，BIM技術(shù)的橫空出世，正是時代所需；同時也是城市建設(shè)進(jìn)程中，工程設(shè)計行業(yè)向信息化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。至目前來看，在我國，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，相信用不了多久便能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的推廣。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://xwlcp.cn/w/qk/21223.html