新疆交通职业技术学院 831401
摘要：伴随着我国地铁建设项目的大力开展，地铁建设安全事故也屡见报端，主要原因在于没有协调好地铁施工的时间、地点以及内容。依据相关地铁事故的统计数据，由于地铁施工空间的有限性而导致的安全事故不在少数。伴随着信息技术的发展，采用现代化的技术来解决疑难问题日渐成为了地铁施工的首选。因此文章基于BIM技术的基础上，结合工程实例探讨BIM技术对于地铁施工安全方面的具体应用。
关键词：BIM技术；地铁施工；施工安全；应用
地铁工程作为交通建设中的重点，其优势在于能充分利用地下空间。地铁工程的特点在于工程本身位于地下且空间狭小，地铁的安装工程是要在这狭小的空间内将各类管线、设备进行布局。管线及设备在设计及施工安装过程中极易发生冲突碰撞。利用BIM技术对地下安装工程进行模拟成为探索的重要途径，对各类管线设备进行提前预知安装空间情况，能避免安装过程当中的管线碰撞，从而有效确保地铁施工的安全性。
一、BIM技术简介
BIM即建筑信息模型( Building InformationModeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5个特点。利用三维建模技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制作出一个只存在于电脑里面的数字工程模型，然后通过向这个模型中添加工程的所有相关信息，形成一个工程信息数据库。利用 BIM 技术实现不同专业设计之间的信息共享，实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。用于施工及管理实现动态、集成和可视化的施工管理并实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。
二、BIM技术对地铁施工空间的管理
在地铁施工的过程中，包括空间的移动、材料的制作以及材料的存储等多个环节，施工空间一般包括可使用空间、施工过程空间和施工产品空间三种。然而在施工后期，可用空间会慢慢变少，相应就减少了施工路径，限制了材料处理工作，施工往往难以进行。利用BIM技术，可以在施工之前就提前预测施工过程中的所占空间，进而最大可能的避免空间拥挤而造成的施工不便，从而提高效率，降低安全事故的出现率。利用BIM技术建立模型，可以在施工之前对需求、位置和时间进行一定程度的认知，避免共享空间的出现，从而对施工过程中空间的安排有合理的打算。
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三、利用BIM技术对施工空间进行安全管理
利用BIM技术设计地铁空间的安全应用，一般包括三步：第一步是结合应用目标和设计图纸，利用BIM技术建立三维空间的BIM模型；第二步是利用BIM技术，链接进度计划，进而开始模拟施工；第三步是检查空间冲突，并根据结果对危险区域划分不同的等级。
简而言之，BIM技术就是先建立三维图纸，再根据图纸设计建立立体模型。BIM模型具有重要意义，也是地铁施工中的关键环节，BIM模型包括四个组成部分，即结构模型、机械模型、建筑模型和管道模型。BIM模型是根据应用目标的不同而具备不同的表达属性和特征的，施工模型则是在BIM主体模型的基础上所建立的用于检测空间碰撞情况的模型，举个例子，就像挖掘机或者运土车，它们的机械翅膀只是旋转于一定的半径之内，单单用实体外形3D模型，难以反映其工作的完整状态。BIM模型具备信息的完整性特点，通过应用目的的输入，可以对信息表达的边界和周详度加以确定，进而避免信息混杂或者缺失。BIM模型具备信息的统一性，是应为它所需求的软件是相互串联的，即便BIM模型变换于不同的软件，但所采用的建模工具和信息标准是相同的，因此相同的信息就不需要重复输入。
四、对于地铁施工空间中冲突的检查
地铁建设的过程中，空间是有一定限制的，因此，在整个施工过程中，难免出现设备的摩擦或者其他空间冲突现象，这也会导致施工进度的减缓和施工效率的地下等问题，甚至有可能引发重大安全事故。举例而言，几乎每一道工序都需要足够充足的空间才能顺利运行，例如施工人员的活动半径和机械臂长的旋转半径之间如果产生摩擦或者冲突，不但不利于施工效率，更有可能造成人员或者财产的损失，后果不堪设想。
BIM技术的运用就可以避免这一损失的出现。通过BIM技术，在施工之前就进行动态施工模拟，从而发现施工过程中可能出现或者存在的问题，并通过比对和研究，寻求可以协调机械行进路线和人员活动范围的最佳运行轨迹，真正从源头上减少人员和财产损失，提高施工的安全系数。BIM技术的运用可以在检测空间冲突之前，对大部分的构件和工序加以描述，并利用边界法对BIM实体外形进行描述，但并不是所有的实体都可以通过外形来描述或预测其所占空间，例如部分机械运输作业的行为，就主要依靠模拟机械活动状态下的旋转转和前进方式，来预估可能发生的所有碰撞的可能性。
五、应用实例
（一）工程概况
某地铁工程项目全长大约为22.45km，总共设置20个车站，全部为地下车站和线路。本项目机电安装工程涵盖轨道工程、常规机电、装饰装修、通信系统、信号系统、供电系统、综合监控系统、安防及门禁系统等多个专业。
（二）BIM应用解决的问题
1.碰撞问题
在将各个专业的模型叠加进行碰撞分析时候，会发现很多问题。在完成车站的整合模型，进行碰撞检查时发现多处各专业管线之间的碰撞。例如给水管与风管产生了碰撞，利用 BIM 技术建模完成发现这一碰撞问题，在安装时将水管向上绕过风管进行安装，避免了后期安装的碰撞问题。调整后水管翻过风管安装，避免了管线之间的碰撞，这样避免后期施工时产生碰撞，提前解决了问题。
2.优化预留洞口
在进行车站砌筑施工之前，首先根据施工图上各专业管线位置，利用 BIM 技术将风管、桥架、水管穿墙位置形象地显示出来，对土建砌筑提出预留洞口的要求; 同时将 BIM 模型用于土建砌筑施工交底，使得工人能直观地了解应该预留的孔洞位置、尺寸，避免安装工程施工对砌体的二次打凿及砌筑工程的返工，保证了墙体的美观。
3.施工工序安排
利用 BIM 技术对工程进行分解，首先将结构及建筑模型完成作为基础，机电各专业在此基础上根据现有的施工图进行建模，从中确定相关管线及主要大型设备位置。在此基础上，再将各个细部关键部位添加进来，将空调风管、消防水管、给水管等添加到主体模型中，并得到优化过的模型成果。根据得到的 BIM 模型，对施工过程当中占用安装空间资源较大的设备及管线进行优先安排施工，对于影响较小的可相对延后其施工。在得到成果后，管线的排布从上至下。根据上述要求，优化了相关的施工工序，管线按上述排布由上往下依次进行施工，这样做到了协调各专业的交叉施工，避免了各专业交叉施工的影响，并有效地节约了支架的用材，保证了安装工程的美观。
总之，地铁建设工程正以其强大的优势得到快速的扩展。然而由于地铁工程属于地下工程，施工空间极其有限，加上各种器械、建筑材料的堆放以及施工人员的聚集，使得施工空间更加有限，存在众多的安全隐患。通过运用BIM技术，构建合适的BIM空间模型，加强对施工空间的严格管路以及动态模拟，能够有效解决管线等的碰撞冲突，确保各个施工工序的良好有序进行，最大限度的避免了安全事故和经济损失的发生，值得在地铁施工中大力推行。
参考文献
[1]朱雄涛.浅议BIM在地铁建设中的应用[J].四川建材,2015,02
[2]梁学艳.BIM技术在沈阳地铁车站设计中的应用研究[J].北方交通,2015,07
[3]马瑞.BIM软件在地铁工程中的应用与发展[J].天津建设科技,2015,S1
论文作者:李红岩
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签：模型论文; 地铁论文; 空间论文; 技术论文; 管线论文; 风管论文; 工程论文; 《基层建设》2016年9期论文;