基于BIM的地铁施工进度管理方案研究与应用

基于BIM的地铁施工进度管理方案研究与应用

江源

天津路驰工程咨询有限公司     天津市300100

摘要：近年来，建筑、铁路、公路等行业的众多项目将BIM及信息技术进行融合并应用于建设管理过程，取得了较好的成效。

关键词：BIM；地铁施工；进度管理

前言

目前BIM发展至今已逐渐向正向设计发展，而所谓的BIM正向设计就是在项目从草图设计阶段至交付阶段全部在三维环境里进行设计，利用三维模型和其中的信息，自动生成所需要的图档，模型数据信息一致完整，并且后过程都是由BIM三维模型完成。BIM信息不断传递，下游单位将模型作为生产和施工的依据一直延续到交付阶段。正向设计有明显的优势，首先利用BIM多软件协同的特点，一个模型可以在不同软件间进行疏散，消防，结构计算等多方面的分析，不同的设计人员可以在一个模型上进行实时协作。

1BIM技术在地铁施工的优势

地铁车站机电安装工程是在多专业同步施工平行作业的情况下进行的，BIM技术通过自身特有的优势,例如：可视化展示、不同专业之间的协调、方案可行性模拟、优化原有设计方案等，在施工前，创建全专业机电三维模型，所有管线全部集中在可视化模型中。通过可视化直观的呈现出各专业二维图中的管线三维布置，不用靠多张二维图纸想象现场实际场景，施工前在可视化状态下各专业人员对管线排布和空间利用进行进一步分析，优化存在的矛盾，优化管线形式，在模型中直接可进行调整修改，弥补二维图纸的局限性。BIM模型可根据需要导出各种深化的平面及剖面图纸，剖面图纸可直接根据模型自动生成,且可根据模型的改变而自动改变,降低出错概率，避免施工阶段发生冲突，确保协调有序作业。

2地铁进度管理问题分析

2.1数据间协同效率低

传统施工进度管理基于二维CAD图纸编制施工组织计划，利用进度管理工具进行统计，只能抽象表达进度实况，无法实时跟踪实际施工进度，难以实现各专业之间的协同；此外，编制及优化进度计划时计算复杂，计划排查耗费大量时间成本，且不能直观地对实际进度进行及时、准确地统计和分析，难以为施工总承包模式的管理者提供突出问题导向的决策依据。

2.2缺乏形象化表达方式

各类工程项目由于工程特点等原因，对于施工进度管理的方式不尽相同，BIM建模标准和基于信息技术的管理手段还须针对具体项目进一步完善才能落实，运用BIM技术辅助施工总承包模式的进度管理，需要充分分析项目工程特点和传统地铁施工进度管理关键要素，解决BIM建模标准与分解尺度问题，实现BIM单元与现场施工进度相匹配，模型信息与项目进度管理要素相结合，发挥BIM技术形象化、精细化特点，提高进度管理水平。

3总体方案

通过分析研究传统地铁施工进度管理方法，总结得出传统进度管理方法是通过工法分部分项将合同、产值与现场进度相结合进行管理。本研究将传统依据工法分部分项的施工进度管理与以BIM为主的施工进度管理新方式相结合，通过研究地铁工程的工法分部分项，建立地铁模型工程分解结构（EBS，EngineeringBreakdownStructure），基于模型EBS制定地铁施工模型定位及命名规则，用于指导地铁施工BIM建模，形成与EBS分解颗粒度相匹配的开挖体、墙体、桩柱、梁体等BIM数据，同时与传统的工法分部分项构成映射关系，实现模型、计划、进度数据的整合，打通新旧2种管理方式的连通通道，构建协同高效的地铁施工进度管理方案。

3.1数据基础建立

2012年以来，住房和城乡建设部陆续发布了6份BIM国家标准，分别为应用标准、分类和编码标准、存储标准、交付标准、设计应用标准和施工应用标准。各地区也根据当地BIM发展需求对标准进行完善，已初步形成国家标准、地方标准、行业标准、企业标准4级标准体系。本文根据基于BIM的地铁施工进度管理的模型需求，结合已有的国家、地方和行业BIM标准，针对性地补充梳理了地铁模型EBS，制定模型定位及命名规则并形成分部分项与模型映射关系。

3.1.1地铁工程模型EBS标准

EBS指在工程系统功能分析的基础上，按功能、专业、技术将工程系统分解为一定细度的工程子系统而形成的树状结构。本文提出按照工程系统结构分解准则，结合地铁工法分部分项原则，按照单位工程、分部（分专业）工程、分项（工种、工序、材料、设备类别和施工工艺等）工程划分并梳理出地铁模型EBS。

3.1.2模型定位命名规则

为开展基于BIM的地铁工程施工进度信息化管理，地铁工程模型定位及命名规则针对全国所有类型轨道交通项目中的三维模型构件建立唯一检索ID，便于后续在功能应用中对模型构件进行快速检索调用。

模型检索ID是由数字0～9、字母A～Z组成的以中划线“—”隔断的数个表示特定含义的字符串构成。检索ID按规则划分为4级：第1级定位到单点工程单个专业；第2级为构件定位编码；第3级为细部构件，根据模型EBS，表达一级定位所指定的专业中某一构件的类型；第4级定位为流水号码，表示某种构件在一个2级定位区域中的编号。

3.1.3模型映射关系

根据地铁施工进度管理颗粒度，在分项工程层级与模型EBS的构件类型间形成对应关系，即通过建立分部分项编码与模型EBS编码的关联关系实现映射。通过手动和自动映射2种方式实现两者的关联。其中，自动映射即通过分部分项与构件类型名称进行自动匹配；手动映射通过条件筛选分部分项、模型EBS手动勾选方式，建立分部分项与模型EBS的映射关系，形成关系映射表。

3.2进度管理设计

3.2.1功能设计

（1）分项管理模块是对地铁工程工作项目的分解，工作项目是包括一定工作内容的施工过程，是施工进度的基本组成单元。工作项目划分的粗细程度，需满足指导施工作业、控制施工进度的要求。

（2）模型管理模块是基于三维模型的施工信息数据库，包括工程结构、工序、材料等信息。

（3）施工计划模块是主要是基于工序的计划，解决项目工作在时间上的先后衔接问题，以达到在保证质量、安全的基础上，充分实现合理安排工期的目的。该模块根据构件工序需要的人员、设备、材料得到具体的产值计划、形象进度计划、人员计划、设备计划及物料计划。

（4）施工报表模块主要包括施工日报、周报、月报等各种报表。施工报表的数据来自分项管理、模型管理及施工计划模块。

（5）进度统计模块可通过BIM展示开工情况、完工情况、滞后情况，并通过文字、图表展示施工产值、形象进度、设备使用及物料消耗。

3.2.2实现逻辑

（1）关联EBS：将工法分部分项与EBS分项建立映射关联；（2）创建模型：根据EBS分解的分部分项和设计图纸建立详细的车站/区间模型，并在模型的构件信息中附加“人、机、料”等信息；（3）分解工序：将地铁BIM的构件进行工序分解，并梳理是否属于形象进度、产值计算、计划等管理属性；（4）实例化工点分部分项：施工单位根据工法分项和施工图纸得到具体的单位分部工程分项，根据概算、图纸得到附加分项的产值、设计量及单价；（5）制定施工计划：根据工序的“人、机、料”施工属性，制定工序计划，得到产值计划、形象进度计划、人员计划、设备需求计划、材料需求计划等；（6）填报进度：工点录入单位工程的工序施工完成情况，填报分部分项的完成情况；（7）统计生成：自动将施工完成情况与施工计划对比，将施工进度情况反映至地铁BIM上；（8）报表生成：根据分部分项施工完成情况自动汇总，生成施工日报、月报、季度报表，并根据施工工序的完成情况分析得到开工情况、完工情况、进度滞后情况、产值情况、设备使用情况及物料消耗情况。

结束语

BIM技术目前在地铁机电安装领域，尤其是综合管线施工中的应用已基本成为行业共识，确实能够解决实实在在的问题。在本项目中，通过应用BIM技术，将综合管线碰撞、机房整体布局、砌筑预留孔洞等施工过程中的问题前置，提前提出解决方案，减少了设计、施工变更，确保了施工进度，降低了施工成本。

参考文献：

[1]李海鹏,赵映锋.地铁机电安装管线综合排布技术要点探究[J].现代隧道技术,2021,58(S2):211-215.

[2]李浩.BIM技术在地铁车站综合管线中的应用研究[D].中国矿业大学,2021.