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1、 2022 年 11深圳市城市軌道交通工程深圳市城市軌道交通工程BIM應用指南應用指南(第一版)(第一版)(征求意見稿)(征求意見稿)月 前前 言言 本指南主要內容包括:1.總則;2.基本規定;3.規劃 BIM 應用;4.勘察 BIM 應用;5.設計 BIM 應用;6.施工 BIM 應用;7.運營 BIM 應用;8.軌道交通 BIM 平臺要求根據深圳市人民政府辦公廳印發的關于加快推進建筑信息模型(BIM)技術應用的實施意見(試行)的通知(深府辦函2021103 號)的相關要求,深圳市住房和建設局組織有關單位編制了深圳市城市軌道交通工程 BIM 應用指南(第一版),以指導城市軌道交通工程全生命期
2、 BIM 技術應用。編制組以現行相關國家標準、地方標準為基礎,經廣泛的調查研究,積極采納城市軌道交通工程建設、設計、施工、運營、咨詢、科研、軟件等相關單位的意見和建議,緊密結合深圳市城市軌道交通工程的特點,制定了本指南。隨著城市軌道交通工程應用需求的變化以及 BIM 技術發展,將適時修訂本指南版本。本指南由深圳市住房和建設局提出、業務歸口及批準發布。主 編 單 位:參 編 單 位:主 要 起 草 人 員:主 要 審 查 人 員:業務歸口單位主要指導人員:目目 錄錄 1 總 則.1 2 基本規定.2 2.1 一般規定.2 2.2 BIM 組織管理.2 2.3 BIM 模型創建.5 2.4 BIM
3、 應用規劃.6 2.5 BIM 軟件應用.9 3 規劃 BIM 應用.10 3.1 一般規定.10 3.2 規劃研究.10 規劃符合性分析.10 服務人口分析.13 征地拆遷分析.15 投資估算分析.18 4 勘察 BIM 應用.22 4.1 一般規定.22 4.2 工程勘察.22 勘探管理.22 地質條件分析.26 場地分析.30 剖切出圖.33 挖填方計算.33 5 設計 BIM 應用.38 5.1 一般規定.38 5.2 總體設計.38 規劃方案表現.38 線站位綜合比選.41 5.3 初步設計.44 協同設計.44 建筑設計方案比選.49 交通疏解和管線遷改模擬.52 景觀效果分析.5
4、6 換乘方案模擬.59 車站凈高優化.64 車站照明分析.67 室內通風模擬分析.71 5.4 施工圖設計.75 建筑方案優化.75 客流與應急疏散模擬.78 管線綜合與碰撞檢查.81 預留預埋檢查.85 工程量計算.88 裝修效果仿真.91 6 施工 BIM 應用.95 6.1 一般規定.95 6.2 施工準備.95 土建深化設計.95 機電深化設計.99 裝修深化設計.103 施工場地布置.107 關鍵、復雜節點工序模擬.111 大型設備現場運輸模擬.115 6.2.7 裝配式車站構件生產與拼裝模擬.119 6.3 施工實施.123 征拆管理.123 區間隧道盾構施工管理.126 裝配式機
5、房深化.129 形象進度管理.133 工程量統計與投資控制.138 三維掃描質量復核.142 機電設備驗收管理.145 6.4 竣工交付.148 竣工移交.148 7 運營 BIM 應用.152 7.1 一般規定.152 7.2 運營應用.152 運維管理.152 應急指揮管理.156 安保區管理.160 商業管理.163 8 軌道交通 BIM 平臺要求.168 8.1 一般規定.168 8.2 數據初始化.168 8.3 成果管理.168 8.4 成果應用.170 附錄:流程圖圖例說明.171 引用標準和指引的目錄.172 條文說明.173 1 1 總總 則則 1.0.1 為指導城市軌道交通
6、工程全生命期各階段BIM技術應用,規范應用成果,實現各階段信息的有效傳遞,制定本指南。1.0.2 本指南適用于深圳市城市軌道交通工程在規劃、勘察、設計、施工、運營全生命期各階段的BIM技術應用。1.0.3 深圳市城市軌道交通工程BIM技術應用,除應符合本指南外,尚應符合國家、行業、廣東省、深圳市現行有關標準規范的規定。2 2 基本基本規定規定 2.1 一般規定一般規定 2.1.1 在城市軌道交通工程BIM應用前,宜編制BIM應用策劃,包括組織管理、模型創建要求、應用規劃、軟件平臺選用等,明確各參與方BIM應用職責,并根據BIM應用策劃開展過程管理和成果控制。2.1.2 城市軌道交通工程BIM應
7、用參與方應采取合同、協議或約定等方式確定BIM應用過程中的協同管理方式、數據共享機制和交付成果要求。2.1.3 城市軌道交通工程BIM應用參與方宜通過統一的BIM協同管理平臺開展BIM應用計劃管控、協同作業、成果歸檔等管理。2.1.4 為保證城市軌道交通工程BIM模型數據在不同階段、不同單位之間的有效數據傳遞,其BIM模型數據應符合深圳市現行標準建筑信息模型數據存儲標準SJG 114中關于城市軌道交通工程部分的要求。2.1.5 城市軌道交通工程各參與方應保證交付的BIM模型及應用成果的準確性、完整性和有效性。2.2 BIM組織管理組織管理 2.2.1 在城市軌道交通工程BIM應用實施前,應明確
8、各參與單位的職責權限,包括建設單位、運營單位、BIM總體單位、勘察設計單位、施工單位、監理單位、設備供應商等,各參與單位職責宜符合表2-1的要求。表表 2-1 城市軌道交通工程參與單位職責城市軌道交通工程參與單位職責 序號 單位類型 主要職責 1 建設單位(1)負責建立項目全過程的 BIM 實施總體目標與計劃,審批各參與單位的BIM 實施計劃。(2)負責對項目全過程 BIM 實施進行質量監控,對 BIM 應用進行全過程監督與決策。(3)負責協調 BIM 應用過程中各參與單位的職責與關系,統籌組織各單位的考核評價。(4)根據應用實際需要,階段性抽查 BIM 成果并反饋審查意見。3 序號 單位類型
9、 主要職責(5)組織建設單位各業務管理人員參加 BIM 技術培訓與交流,提高 BIM 應用管理能力。(6)組織建設單位各業務管理人員利用 BIM 成果開展設計審查、接口協調、現場管理、質量監督等業務管理工作。2 運營單位(1)負責制定運營單位在運營階段 BIM 技術應用的管理辦法。(2)負責組織運營單位管理人員利用 BIM 成果開展運維管理、空間管理、客流管理等工作。(3)運用 BIM 模型及其成果參與項目前期建設過程的方案討論、審查等工作,將運營需求前置,保證項目方案滿足后期運營需求。(4)組織運營單位各業務管理人員參加 BIM 技術培訓與交流,提高 BIM 應用管理能力。3 BIM 總體單
10、位(1)根據業主要求,負責項目的 BIM 技術應用策劃并推進執行。(2)負責對項目全過程 BIM 應用進行質量管理,對各階段 BIM 成果進行BIM 技術審查。(3)負責審查各參與方提交的 BIM 實施計劃,對參與方進度計劃的執行情況進行跟蹤、統計、分析與考核,協調參與方及時修正 BIM 實施計劃。(4)審查并督促各參與方提交 BIM 應用成果,負責對各階段的 BIM 應用成果進行 BIM 技術審查。(5)根據建設單位需求,提交各參建方 BIM 應用工作考核評價,供建設單位作作為合同價款支付、考核評價等依據。(6)根據業主要求,組織開展各參與單位關于 BIM 理論體系、技術應用、標準指南和軟件
11、使用等培訓工作。(7)負責組織項目 BIM 應用其他的日常管理工作。4 勘察設計單位(1)接受建設單位或 BIM 總體單位就 BIM 相關工作的管理、指導、監督和檢查。(2)根據 BIM 應用方案和進度要求,推進設計 BIM 工作,并完成相應 BIM成果。(3)對設計相關 BIM 成果進行專業技術審查,形成專業技術審查意見。(4)負責利用設計 BIM 成果,對設計圖紙與設計方案開展自檢工作,減少圖紙錯誤,優化設計方案。(5)參與審查施工階段深化模型并給出優化建議。(6)參與 BIM 竣工移交工作。(7)負責組織項目設計 BIM 應用其他的日常工作。5 施工單位(1)接受建設單位或 BIM 總體
12、單位就 BIM 相關工作的管理、指導、監督4 序號 單位類型 主要職責 和檢查。(2)根據 BIM 應用方案和進度要求,推進施工 BIM 工作,并完成相應 BIM成果。(3)對施工相關 BIM 成果進行專業技術審查,形成專業技術審查意見。(4)負責建立施工范圍內的施工 BIM 模型,并根據現場實際情況完成模型深化與維護。當工程項目發生變更,經建設單位、監理單位、設計單位等審核通過后,負責施工 BIM 模型的更新。(5)基于軌道交通 BIM 平臺及時更新施工現場狀態和進度,保障施工 BIM應用的準確性、有效性。(6)參與 BIM 竣工移交工作。(7)負責組織項目施工 BIM 應用其他的日常工作。
13、6 監理單位(1)運用 BIM 模型開展各方的監督管理工作,通過 BIM 模型及其成果審核并控制工作質量,保障項目有序執行。(2)督促項目各方按照 BIM 應用方案執行,并提交相應 BIM 應用成果。(3)協助建設單位或 BIM 總體單位對 BIM 模型和審查意見成果進行匯總歸檔。(4)協助建設單位或 BIM 總體單位落實對參建單位 BIM 工作的考核和評價。7 設備供應商(1)根據相關 BIM 標準要求,負責創建設備 BIM 模型。(2)負責將設備設計、生產、安裝、測試、驗收及移交過程中的工作計劃、相關資料、圖紙、模型錄入軌道交通 BIM 平臺。(3)向現場施工單位提供專業設備的安裝方案。對
14、于大型專業設備,與施工單位制定現場安裝方案并實施。(4)配合設備安裝及裝修工程 BIM 技術的數字化移交工作,設備 BIM 模型與相關資料應滿足運維管理工作需求。(5)負責組織項目設備 BIM 應用其他的日常工作。2.2.2 城市軌道交通工程各參與方按照BIM應用策劃開展BIM模型創建、應用和管理工作,并按要求向建設單位交付相關模型和成果。2.2.3 城市軌道交通工程各參與方應配置具有一定BIM技術能力的BIM應用團隊,宜包括BIM應用工程師、BIM應用支撐人員等角色,其職責宜符合表2-2的要求。5 表表 2-2 城市軌道交通工程城市軌道交通工程 BIM 應用團隊各角色職責應用團隊各角色職責
15、序號 類型 說明 職責 備注 1 BIM應 用工 程師 按照“誰實施、誰 BIM”的 原則,宜由相應專業的技術人員具體實施 BIM應用任務。(1)根據項目進度和應用需求,創建所需的 BIM模型。(2)維護 BIM 模型,并根據審核意見,及時修改并解決 BIM 模型相關問題。(3)完成不同階段和專業 BIM 應用實施,保證BIM 模型及其應用成果的質量。(4)參加與 BIM 相關的會議及培訓,保障 BIM應用的合規性和符合性。宜具有相關BIM 證書 2 BIM應 用支 撐人員 為保障 BIM 應用實施,可配備BIM 平臺開發、BIM 技術攻關等支撐人員。(1)根據項目應用需求,開發相應 BIM
16、平臺或插件工具,亦可采用建設單位統一規定的 BIM 平臺。(2)落實項目 BIM 應用所需的軟硬件、網絡等資源。(3)研究 BIM 應用過程中的關鍵技術,形成解決方案。(4)開展支撐 BIM 應用的其他工作。2.3 BIM模型創建模型創建 2.3.1 城市軌道交通工程BIM模型創建宜采用統一的坐標系、基點和度量單位。其中,平面系統應采用2000國家大地坐標系。2.3.2 城市軌道交通工程各階段BIM模型的創建應符合深圳市現行標準的規定,其中,在建工程的BIM模型應符合 城市軌道交通工程信息模型表達及交付標準 SJG 101的有關規定,既有運營工程的BIM模型應符合深圳市既有重要建筑建模交付技術
17、指引-軌道交通分冊的有關規定。2.3.3 根據BIM應用內容和數據需求,宜在城市軌道交通工程BIM模型的基礎上添加BIM應用所需的信息。在滿足BIM應用需求的前提下,BIM模型的創建宜采用較低的模型精細度。2.3.4 城市軌道交通工程BIM應用影響范圍內的周邊建構筑物、地下管線、地質地貌等模型的創建,應符合以下規定:1 周邊建構筑物、地下管線、地質地貌等模型宜按照工程部位(如車站、區間)的劃分進行創建,并應符合深圳市現行有關 BIM 標準的要求;2 周邊建構筑物、地下管線、地質地貌等模型精細度在滿足城市軌道交通工程 BIM 應用需求的前提下,可采用較低的模型精細度;6 3 城市軌道交通工程 B
18、IM 應用所涉及的周邊模型數據宜優先采用深圳市現有的模型數據(若有),可根據相關流程和要求進行申請。2.4 BIM應用規劃應用規劃 2.4.1 城市軌道交通工程各參與方應根據項目規劃、合同協議等要求,明確項目實施的BIM應用模式及其相應的BIM應用。2.4.2 根據項目應用需求,可選擇城市軌道交通工程單階段或多階段的BIM應用模式,可通過合同或協議等方式具體約定。根據使用階段不同,將BIM應用模式分為以下幾種:1 單階段應用模式。根據參建方類型,可選擇規劃、勘察、設計、施工或運營某個階段開展 BIM 技術應用;2 多階段應用模式。根據項目類型,選擇規劃、勘察、設計、施工或運營兩個或兩個以上階段
19、開展 BIM 技術應用,如設計與施工、設計與運營等,并應考慮階段之間的數據傳遞、成果交付;3 全生命期應用模式。從項目規劃開始,同時在勘察、設計、施工、運營等階段開展BIM 技術應用,并考慮各階段之間的數據傳遞、成果交付,拉通全生命期鏈條。2.4.3 城市軌道交通工程各參與方在BIM應用中的工作職責應符合表2-3的要求。表表 2-3 城市軌道交通工程城市軌道交通工程 BIM 應用工作職責應用工作職責 序號 階段 應用項目 建設單位 運營單位 BIM 總體 單位 勘察設計 單位 施工單位 設備供應商 1 規劃 研究 規劃符合性分析 審查 BIM 技術審查 負責 2 服務人口分析 審查 BIM 技
20、術審查 負責 3 征地拆遷分析 審查 BIM 技術審查 負責 4 投資估算分析 審查 BIM 技術審查 負責 5 工程 勘察 勘探管理 審查 BIM 技術審查 負責 6 地質條件分析 審查 BIM 技術審查 負責 7 場地分析 審查 BIM 技術審查 負責 8 剖切出圖 審查 BIM 技術審查 負責 7 序號 階段 應用項目 建設單位 運營單位 BIM 總體 單位 勘察設計 單位 施工單位 設備供應商 9 挖填方計算 審查 BIM 技術審查 負責 10 總體 設計 規劃方案表現 審查 參與 BIM 技術審查 負責 11 線站位綜合比選 審查 參與 BIM 技術審查 負責 12 初步 設計 協同
21、設計 審查 BIM 技術審查 負責 13 建筑設計方案比選 審查 參與 BIM 技術審查 負責 14 交通疏解和管線遷改模擬 審查 BIM 技術審查 負責 15 景觀效果分析 審查 參與 BIM 技術審查 負責 16 換乘方案模擬 審查 參與 BIM 技術審查 負責 17 車站凈高優化 審查 參與 BIM 技術審查 負責 18 車站照明分析 審查 參與 BIM 技術審查 負責 19 室內通風模擬分析 審查 參與 BIM 技術審查 負責 20 施工圖 設計 建筑方案優化 審查 參與 BIM 技術審查 負責 21 客流與應急疏散模擬 審查 參與 BIM 技術審查 負責 22 管線綜合與碰撞檢查 審
22、查 BIM 技術審查 負責 23 預留預埋檢查 審查 BIM 技術審查 負責 24 工程量計算 審查 BIM 技術審查 負責 25 裝修效果仿真 審查 參與 BIM 技術審查 負責 26 施工 準備 土建深化設計 審查 BIM 技術審查 協助 負責 27 機電深化設計 審查 BIM 技術審查 協助 負責 28 裝修深化設計 審查 BIM 技術審查 協助 負責 29 施工場地布置 審查 BIM 技術審查 負責 8 序號 階段 應用項目 建設單位 運營單位 BIM 總體 單位 勘察設計 單位 施工單位 設備供應商 30 關鍵、復雜節點工序模擬 審查 BIM 技術審查 負責 31 大型設備現場運輸模
23、擬 審查 BIM 技術審查 負責 負責 32 裝配式車站構件生產與拼裝模擬 審查 BIM 技術審查 負責 負責 33 施工 實施 征拆管理 審查 BIM 技術審查 負責 34 區間隧道盾構施工管理 審查 BIM 技術審查 負責 協助 35 裝配式機房深化設計 審查 參與 BIM 技術審查 負責 負責 36 形象進度管理 審查 參與 BIM 技術審查 負責 37 工程量統計與投資控制 審查 參與 BIM 技術審查 負責 38 三維掃描質量復核 審查 參與 BIM 技術審查 負責 39 機電設備驗收管理 審查 參與 BIM 技術審查 負責 協助 40 竣工 交付 竣工移交 審查 審查 BIM 技術
24、審查 協助 負責 協助 41 運營 管理 運維管理 負責 協助 協助 42 應急指揮管理 負責 協助 43 安保區管理 負責 協助 44 商業管理 負責 協助 2.4.4 城市軌道交通工程各參與方可在本指南規定的BIM應用基礎上擴展新增其他BIM應用,并按照應用場景、應用要點、應用流程、應用價值等方面規定新增的BIM應用要求。2.4.5 部分BIM應用不僅可以在單一階段實施,也可以在其他階段實施,即具有持續性、連貫性等特點。由于BIM應用流程基本相同,結合該BIM應用在不同階段的深度、范圍等要求,選取某一階段闡述該BIM應用,其他階段不作贅述,可參照執行。例如,考慮施工圖階段的模型精細度較高,
25、在施工圖階段規定工程量計算BIM應用的要求,總體設計階段、初步設計階段可參照執行。9 2.5 BIM軟件軟件應用應用 2.5.1 城市軌道交通工程涉及的工程類型多、規模大、難度高,應充分考慮軟件的安全性、專業性、易用性、經濟性等要求,選擇滿足項目BIM應用要求的軟件。2.5.2 城市軌道交通工程全生命期各階段涉及不同BIM應用,BIM建模軟件能夠完成初步的計算分析應用,專項應用可能需要采用專業軟件。部分BIM建模軟件已具備與專業軟件之間的數據接口,或采用插件的方式實現數據共享與轉換,有利于以BIM模型為基礎的專業應用與分析。城市軌道交通工程相關參與方宜根據軟件之間BIM模型數據交互能力(如IF
26、C數據交互),選取合適的建模軟件、專業軟件。10 3 規劃規劃 BIM 應用應用 3.1 一般規定一般規定 3.1.1 在城市軌道交通工程規劃研究階段,可應用BIM技術對項目總體方案、運營功能、工程規模、工程投資等輔助規劃分析和模擬,驗證城市軌道交通規劃方案的合理性、適用性和經濟性,為城市軌道交通項目建設決策提供依據。3.1.2 在規劃研究階段,可運用GIS、BIM、云計算等技術輔助城市軌道交通線網規劃、近期線網建設規劃分析,開展規劃符合性、服務人口、征地拆遷、投資估算等應用,比選最優方案,開展區域化的規劃控制管理。3.1.3 規劃研究階段BIM交付成果應滿足相應應用場景要求,基于BIM、GI
27、S等技術產生的成果文件應滿足各類型文件的編制要求。3.2 規劃規劃研究研究 規劃符合性規劃符合性分析分析 1、應用場景、應用場景 為發揮城市軌道交通線路價值,最大程度地滿足區域發展、人口服務等要求,避免重復建設,同時也為后期發展提供靈活空間,可應用 GIS、BIM 等技術針對線路規劃控制因素進行模擬分析,分析對城市軌道交通線路規劃的制約程度,輔助軌道交通線路規劃。根據規劃線路周邊環境數據,應用 GIS、BIM 技術進行協調性檢查及環境影響分析,驗證城市軌道交通線路規劃方案的可行性、符合性。2、應用要點、應用要點 城市軌道交通線路規劃必須與城市綜合交通體系規劃、城市公共交通專項規劃相協調,與城市
28、的經濟發展、環境保護和人民生活水平相協調。在規劃符合性分析應用中,宜分析城市軌道交通線路方案與城市總體規劃的符合性,實現城市軌道交通線路建設與城市發展的協同。運用 GIS、BIM 等技術,模擬分析線網與周邊環境、交通、工程項目等關系,從經濟、社會等方面分析線路規劃方案的有效性,重點論證項目建設的必要性和可行性。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 11 線網項目周邊環境模型數據,尤其是與所規劃線路方案關系密切的要素,如線路沿線的重大管線、高壓線及鐵塔、鐵路、軌道、高速公路、基本農田、生態保護區、水源保護地、林地、水系等重要邊界條件或影響因素;規劃線路需求資料,如城市規劃資料、
29、沿線區域規劃資料。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 規劃符合性分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Unreal Engine、超圖等應用軟件):1)模型數據集成;2)空間三維數據分析;3)環境協調性檢查,分析控制因素;4)模擬分析過程,輸出視頻文件。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)以城市級三維環境模型為數據底座,創建軌道交通線網的簡模,可通過項目要求的BIM+GIS 平臺集成城市軌道交通線路項目數據和項目周邊環境數據;2)運用 GIS、BIM 等技術,三維呈現線路模型與沿線城市地上地下的現狀關系
30、,模擬分析地形地貌、既有重大工程項目、環境生態保護、人口分布等控制因素對軌道交通線路規劃的影響;3)依據相關控制因素,比選城市軌道交通項目不同規劃方案,評估線路走向、項目選址的科學性、合理性,形成規劃符合性分析報告及相應的 GIS/BIM 成果文件,確定最優方案。規劃符合性分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始收集資料,數據準備規劃符合性分析報告建立城市軌道交通線路簡模結束相關模擬視頻比選不同城市軌道交通線路規劃方案規劃線網需求資料線網周邊環境模型數據運用GIS/BIM分析線路規劃符合性,輔助方案決策在GIS地圖上集成城市軌道交通線路模型影響因素分析地形地貌既有建筑項目環境生態人口分布 城市
31、軌道交通線路規劃方案用地規劃 圖圖 3-1 規劃符合性規劃符合性分析分析 BIM 應用流程應用流程 12(4)應用成果要求)應用成果要求 1)規劃符合性分析報告,包括城市軌道交通線路項目各類影響因素的分析說明,為規劃方案決策提供依據;2)城市軌道交通線路規劃方案,通過 GIS、BIM 等技術分析形成的規劃方案;3)相關分析過程中形成的模擬視頻成果。4、應用價值、應用價值 傳統的城市軌道交通線路規劃方案的符合性分析主要通過資料收集,包括客流量調查、現場踏勘等,采用二維方式進行社會效益、經濟效益等方面分析,存在工作量大、表達不直觀、資料不一致等問題。采用 GIS、BIM 等技術開展規劃分析,可融合
32、城市軌道交通線路項目所涉及的周邊數據,采用三維可視化的方式呈現規劃方案,輔助規劃方案影響因素的分析與判斷,優化城市軌道交通線路方案。同時,運用 GIS、BIM 技術開展的線路規劃方案,有利于積累城市軌道交通工程的數字資產,便于后續新建線路的分析與模擬。5、應用案例、應用案例 深大城際位于深圳市北部,呈東西走向,線路起自深圳市寶安機場,途徑深圳市寶安、龍華、龍崗和坪山四區,終至惠州市大亞灣。其中深圳段全長 61.8km,設站 11 座、1 座車輛基地,包括 T4 機場站、五和站、白泥坑站、大運站等四個大型綜合樞紐。圖圖 3-2 深大城際鐵路工程線路概況深大城際鐵路工程線路概況 在深大城際線路項目
33、中,創建線路三維簡模,采用 BIM+GIS 一體化平臺,導入并集成項目周邊環境的三維模型數據,將規劃控制線、選址范圍內的水源保護區、森林公園、生態紅線等進行總集成。運用 BIM+GIS 的三維展示優勢,綜合分析不同線路方案與項目所涉及的城市區域、周邊環境、既有重要工程項目等因素之間的干涉關系、影響程度等,輸出模擬分析視頻,并形成規劃分析報告。圖 3-3 展示了深大城際線下穿水荷立交的不同方案情況。在 GIS+BIM 的13 數據底座上,三維展示了規劃線路方案與既有重要立交之間的關系,將不同的規劃條件邊界導入到 BIM+GIS 平臺,將各類規劃控制要素與規劃方案進行綜合比對,提升了溝通效率,提高
34、了線路規劃方案質量。圖圖 3-3 深大城際深大城際規劃規劃符合性分析符合性分析 服務人口分析服務人口分析 1、應用場景、應用場景 在城市軌道交通線路規劃、站位選址等過程中,應充分考慮線路沿線、車站周邊人口密度、客流量,以及未來人口發展趨勢。在 GIS 地圖上集成城市軌道交通線路與站點 BIM 模型信息,結合線路周邊一定范圍內的建筑物的人口信息與分布,評估軌道交通輻射區域,并用于客流量和服務人口的預測分析。2、應用要點、應用要點 在個人信息脫敏的情況下,接入城市人口數據庫、城市社會事業數據庫及移動人口數據庫等數據庫,采集規劃線路沿線的人口信息,模擬預測不同線路和站位規劃下,對客流量和服務人口的影
35、響,評價站點的服務壓力等級。在預測分析中,應適當超前預測后期人口增長的可能性,保障規劃線路和站點能夠滿足沿線人口服務能力。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)沿線城市人口信息;2)線路 BIM 模型,BIM 模型應包含出入口及各類服務人口的設施設備。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 14 服務人口分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Legion、Massmotion、Pathfinder 等客流模擬分析軟件):1)模型數據集成;2)客流量模擬分析;3)人口預測分析。(3)應)應用
36、流程要求用流程要求 1)在 GIS 地圖上集成城市軌道交通線路模型,并布局各站點及其出入口位置;2)將規劃線路沿線的城市人口信息導入模擬分析軟件,創建人口服務分析模型。結合線路 BIM 模型數據,模擬預測不同線路方案下,對沿線人口服務影響程度,評估線路服務人口水平;3)通過線路規劃方案、站點布局調整等,根據人口服務水平優化線路規劃方案,并生成服務人口分析報告。服務人口分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始收集資料,數據準備優化的城市軌道交通線路模型結束人口服務模擬視頻比選不同規劃線路方案的人口服務水平城市人口發展報告線路BIM模型根據人口服務分析結果調整線路規劃站點布局在GIS地圖上集成城市
37、軌道交通線路模型服務人口分析報告沿線城市人口信息接入城市人口分析信息庫,創建人口服務分析模型結合線路模型,預測分析客流和服務人口 圖圖 3-4 服務人口分析服務人口分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)優化后的城市軌道交通線路模型方案;2)服務人口分析報告,分析城市軌道交通線路規劃后對沿線人口發展影響;3)人口服務模擬視頻,在城市軌道交通線路服務人口分析過程形成的分析模擬視頻。4、應用價值、應用價值 運用 BIM、GIS 技術集成城市軌道交通線路模型及周邊環境,通過接入城市人口分布數據庫獲取人口現狀信息,可形象直觀模擬規劃線路對周邊人口影響,為規劃線路方案的決策1
38、5 提供依據。進一步,基于線路 BIM 模型結合城市總體規劃和人口發展趨勢,優化線路走向、站點布局,滿足一定時期城市發展需求,提高規劃線路的適應性、合理性。5、應用案例、應用案例 黃木崗樞紐位于深圳市福田區華富路、泥崗西路和筍崗西路交叉口,是既有 7 號線、14號線和規劃 24 號線三線換乘樞紐,占地面積約 13.5 萬 m2,建筑面積約 18.27 萬 m2。黃木崗交通樞紐是集道路交通、地鐵、公交、慢行、地下商業于一體的新時代大型綜合交通樞紐,毗鄰華強北商業中心、筍崗八卦嶺消費中心,是深圳市重要的軌道交通換乘樞紐及道路交通點。通過 Revit 系列軟件建立前期 BIM 模型,收集深圳市城市人
39、口密度和人口流動數據,接入深圳市城市人口分析信息庫,獲取人口性別、年齡、職業等信息,采用 VR、Lumion等軟件開展客流仿真模擬,分析并預測站點的客流量和服務人口。通過數據整合與轉化,建立各類人口主題庫,生成服務人口分析報告,為黃木崗樞紐可行性研究提供重要的依據。(a)黃木崗樞紐周邊人口布局分析 (b)黃木崗樞紐方案模型 (c)黃木崗樞紐人口服務分析 圖圖 3-5 黃木崗樞紐服務人口分析應用黃木崗樞紐服務人口分析應用 征地拆遷分析征地拆遷分析 1、應用場景、應用場景 16 在三維數字地形的基礎上,建立城市軌道交通線路和站點模型,附加線路和站點周邊現狀建筑物模型,并賦予用地權屬、建構筑物運維等
40、信息,模擬分析軌道交通模型與周邊建構筑物的空間沖突關系,可視化、形象化地模擬分析征拆遷場地范圍、涉及建筑等,為城市軌道交通線路和站點建設的征地拆遷工作提供依據。2、應用要點、應用要點 在征地拆遷分析中,集成規劃地鐵沿線的城市用地規劃、建(構)筑物等情況,采集建筑面積、周邊人口分布等征拆指標信息,分析拆遷的建(構)筑物的數量、面積、產權單位和拆遷成本等,為后期的征地拆遷管理提供依據。在征地拆遷作業過程中,通過軌道交通BIM 平臺及時管理征地拆遷進度動態,尤其是對重點征拆對象開展實時管控,保證征地拆遷作業的有效開展。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)工程模型,能夠體現城市
41、軌道交通線路走向、站點布局的體量模型;2)三維實景模型;3)征遷信息,如用地、建筑物、紅線邊界等信息。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 征地拆遷分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Unreal Engine、超圖等應用軟件):1)模型數據集成;2)空間三維數據分析;3)征拆指標分析;4)征遷進度動態管理。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據三維實景模型、工程模型、紅線邊界創建征地拆遷模型,并結合用地性質、用地權限、用地面積、建筑物性質等信息完善模型;2)基于 BIM+GIS 技術整合模型數據,對城
42、市軌道交通線路周邊擬建工程占用土地及附屬建筑等進行全方位模擬,校核紅線與用地之間的關系、構造物與建筑之間的關系、紅線與建筑物之間的關系、用地及拆遷數統計,進行征地拆遷方案規劃,并生成征地拆遷分析報告。17 征地拆遷分析流程參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始征地拆遷模型創建三維實景模型 工程模型征拆信息輸入用地、建筑物等信息紅線與用地關系構筑物與建筑關系用地、拆遷數統計紅線與建筑關系征地拆遷分析審核確定征地拆遷方案結束征地拆遷分析報告可視化模擬文件用地性質、權限、面積等建筑物結構類型、占地面積、層數等征地拆遷方案優化數據準備征地拆遷校核是否 圖圖 3-6 征地拆遷分析征地拆遷分析 BIM 應用
43、流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)征地拆遷分析報告,應說明征地拆遷方案前后變化;2)可視化模擬文件,在征地拆遷過程中運用 BIM、GIS 技術形成的相關模擬文件。4、應用價值、應用價值 傳統征地拆遷分析以平面形式為主,存在建筑物特性及拆遷體量不直觀等問題。通過基于 GIS、BIM 等技術的征地拆遷分析,注重項目新建構造物與現狀建筑物空間關系的高度還原,開展更為直觀、量化的征地拆遷分析,可視化模擬反映方案征拆情況,便于方案決策,提高征拆方案決策的合理性。5、應用案例、應用案例 石巖中心站位于寶石東路與石巖大道交叉口設置,與在建 13 號線、規劃深莞增鐵路換乘,為三線換乘車站;深大
44、線與 13 號線通道換乘;與規劃深莞增鐵路 T 字換乘。深大城際新建石巖中心站涉及拆遷量大,為滿足建設條件,需要對周邊建筑房屋進行拆遷。深鐵設計將 BIM 模型、傾斜攝影模型、交通疏解方案等要素在 GIS 地圖上進行整合,采集周邊建構筑物的年代、權屬、高度、面積和基礎形式等屬性,掌握拆遷范圍。通過 BIM模型直觀反映車站建筑與周邊建筑的關系,包括出入口設置,提升征拆方案的準確性。通過分析新建車站周邊的建構筑物關系,對不同階段的拆遷范圍及需要拆遷的建筑物進行可視化模擬,直觀反映新建石巖中心站的站位關系及涉及建筑拆遷的必要性?;?BIM技術形象展示各個階段的拆遷范圍和需要拆遷的建筑類型,方便在可
45、研階段結合拆遷情況對車站的站址、出入口布置、車站規模等進行更加直觀生動的綜合研判。經過基于 BIM 的征18 拆遷方案模擬,優化了石巖中心站征拆遷方案,減少了因工程帶來的房屋拆遷 6315 m2,優化工期約 3 個月。圖圖 3-7 石巖中心站征地拆遷分析石巖中心站征地拆遷分析 BIM 應用應用 投資估算分析投資估算分析 1、應用場景應用場景 BIM 模型不僅可準確表達工程項目各專業工程量,還承載了全過程信息,采用 BIM 技術可輔助投資估算。運用 BIM 模型生成指標信息庫,建立并完善城市軌道交通項目數據庫,基于信息全面的數據庫,可為城市軌道交通項目的投資成本提供更為準確的估算。同時,基于 B
46、IM 的投資估算分析,可為項目后期的前期工程實施、施工方案選取、設備材料采購等提供依據,控制投資。2、應用要點、應用要點 采用 BIM 技術輔助線路投資研究,開展經濟評價。投資估算應充分考慮城市軌道交通項目在征地拆遷補償、交通疏解、管線改移、綠化遷移等前期費用,以及下穿房屋、鐵路、道路、橋梁、湖泊、河流、水庫、地鐵、管線等建(構)筑物施工安全措施費和加固措施費等。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)地形、地貌、周邊建筑,以及方案關鍵控制因素等信息;2)工程造價相關的計費標準及造價指標,便于進行投資估算及造價分析;3)城市軌道交通線路模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求
47、 投資估算分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及廣聯達、魯班、斯維爾等算量軟件):19 1)模型數據集成;2)空間三維數據分析;3)工程量統計;4)投資估算分析報告生成。(3)應用流程要)應用流程要求求 1)結合城市軌道交通線路沿線周邊環境、工程項目等信息,創建投資估算 BIM 模型;2)采集城市軌道交通工程造價相關的計費標準及造價指標,生成指標信息庫,與 BIM模型進行綁定,生成不同方案投資數據;3)組織投資估算方案審查,若審核通過導出投資估算分析報告,若審核不通過則重新修改調整,保障城市軌道交通工程項目
48、的經濟合理性、方案可行性、工期有效性。投資估算分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始建立完善的企業數據庫,形成指標信息庫地形地貌、周邊建筑、方案關鍵控制因素等工程造價計費標準及指標城市軌道交通線路模型建立投資估算BIM模型投資估算方案審核確定投資估算方案結束投資估算分析報告基于BIM的投資估算分析數據準備是否將BIM模型與造價指標綁定 圖圖 3-8 投資估算分析投資估算分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 投資估算分析報告,宜包括城市軌道交通項目不同方案下的投資分析數據,增強投資管控可信度與合理性。4、應用價值、應用價值 城市軌道交通工程涉及范圍廣、界面多,傳統的投
49、資估算需要投入大量的人力物力進行統計分析,統計結果不直觀、不形象,且發生變更時,不能及時快速響應,容易導致投資管控不準確等問題。通過 BIM 模型結合周圍現狀實景,可視化分析城市軌道交通項目涉及范圍,運用 BIM 模型承載的空間位置、尺寸等信息,有利于投資造價的準確計算。同時,在規劃階段的投資估算分析,可為后期方案比選、建安成本計算等方面提供依據,達到成本控制、節約投資的目的。20 5、應用案例、應用案例 六約北站位于紅棉路與深峰路交叉口,沿紅棉路東西方向布置,為標準地下雙層島式車站。紅棉路為東西向主干道,規劃路寬 50m,現狀車道寬 35m,雙向 8 車道,車流量較大;深峰路為南北向次干道,
50、規劃路寬 40m,現狀車道寬 21.3m,為雙向 6 車道?,F狀地塊標高為 69.9573.49m,兩條路均已實現規劃。結合項目相關設計依據,采用 Revit 軟件建立工程造價 BIM 模型,根據算量編碼規則,賦予 BIM 模型相關設施設備編碼,并運用算量造價軟件將造價指標信息與 BIM 模型進行綁定,套用現有的概算計價標準投資估算及造價分析,關聯 BIM 模型和投資估算生成六約北站的投資估算分析報告,為后期的設計方案、施工實施提供重要的依據,有效控制了六約北站的投資成本。圖圖 3-9 六約北站投資估算分析應用六約北站投資估算分析應用 21 掃碼可觀看本章規劃 BIM 應用視頻 22 4 勘察
51、勘察 BIM 應用應用 4.1 一般規定一般規定 4.1.1 城市軌道交通項目范圍廣,涉及地質復雜,宜采用BIM技術開展勘察應用?;贐IM技術將前期的勘察、巖土工程設計、后期施工以及業主運營管理貫通,實現項目全生命期各參與方在同一地質BIM模型的數據共享,為項目全過程的方案優化和科學決策提供依據。4.1.2 基于地質BIM模型直觀展示工程建設場地地層巖性、巖土體形態特征、地質構造、水文地質等條件。4.1.3 可基于地質BIM模型進行設計方案對比分析,合理選擇相關巖土工程參數和數值分析模型,提高城市軌道交通項目巖土工程設計分析的可靠性。4.2 工程勘察工程勘察 勘探管理勘探管理 1、應用場景、
52、應用場景 適用于城市軌道交通工程初勘、詳勘階段及施工和運營期間的勘察工作。通過 BIM+GIS技術結合,精準定位鉆探孔位,輔助地質分析,統計勘探進度,為實施勘探管理及鉆孔數據管理提供技術支持。2、應用要點、應用要點 運用 BIM+GIS 技術開展勘探管理,可在地面場地、地下管線、地下構筑物等基礎上開展工作,保證施工安全與地下管線及構筑物在鉆探施工期間的安全運行?;?BIM 的勘探管理宜包括勘察外業、土工試驗、內業數據處理、勘察報告、巖土 BIM 等方面,為相關政府監管部門、審查單位、業主單位在勘察領域的決策管理提供技術支撐。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)既有區域
53、地質資料、既有勘察資料、前期勘察階段的地質模型;2)工程范圍內三維實景模型;3)地下管線、構筑物及勘察對象 BIM 模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 23 勘探管理 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 OpenRailDesigner、理正工程地質勘察軟件、秉睦地質三維建模與分析系統等地質建模軟件,或相關 BIM 平臺):1)整合地質模型和其他專業提供的三維實景模型及地下構建筑物、勘察對象模型等;2)實現地勘成果的查閱與分析,可實現模型成果的二維、三維查看與瀏覽;3)可單獨建立鉆孔模型,并分層顯示;4)可基于鉆孔等基本數據快速創建初步的地勘模型成果;5)基于模型剖切生成剖面,且剖面可
54、在移動端展示與調整,輔助現場編錄;6)碰撞檢查與分析。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)應根據深圳地區標準地層或項目工程地質、水文地質特征建立標準地層表,輔助鉆孔實時編錄;2)收集周邊既有地質資料,依據初步模型掌握建設場地地質概況,并指導勘探計劃的制定;3)對地面場地三維實景 BIM 模型及地下管線、構筑物、勘察對象 BIM 模型進行綜合分析,在綜合分析的基礎上優化勘察方案,調整鉆探布置,定位鉆探點位,保證施工安全和市政管線在施工期間的安全運行;4)應建立鉆孔 BIM 模型,同時運用鉆探設計方案與現狀地下模型進行碰撞檢查,在整合模型的基礎上設計優化鉆探方案,設置地下管線保護措施;5)勘探管
55、理可分為外業數據采集系統、內業生產系統:勘探外業數據采集移動端可發揮智能移動設備的功能特性,提供外業編錄、現場拍照、定位、視頻實時傳輸等功能,取代紙質記錄,將鉆孔分層數據以及巖層照片影像等及時上傳,為后續內業工作提供數據基礎;自動獲取時間位置,杜絕資料造假;數據實時上傳,有效監管,實現外業行為的全過程信息化作業與監督管理;勘探內業生產可結合 GIS 地圖,進行數據匯總和分析。通過物聯感知與移動端系統互聯互通,數據共享,可實現多種數據導入,輸出相關數據用于地質模型創建。6)根據地質 BIM+GIS 技術精確定位鉆孔點位,實時展現鉆孔分布情況及鉆探進度,實時動態優化勘探方案及調整進度。24 勘探管
56、理參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始結合場地周圍建構筑物,設計勘探方案既有地下結構圖紙/模型初步設計方案勘探內業數據處理結束勘探外業數據采集數據準備是否勘探方案實施模型標準、指導文件碰撞檢查并審核勘探方案優化勘探方案鉆孔數據和巖層影像上傳系統生成地質模型基于地質模型開展項目沿線地質分析實時動態開展勘探管理鉆孔數據和巖層影像地質模型勘察報表 圖圖 4-1 勘探勘探管理管理 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)鉆孔數據和巖層影像成果;2)基于鉆孔數據生成的三維地質模型;3)基于地質模型形成的勘察報表等資料。4、應用價值、應用價值 傳統勘探管理大量依靠人力進行現場作業,鉆
57、探孔位的分布調整、勘探進度等信息無法及時、直觀地反饋至技術管理人員,現場管理和勘查技術人員時常脫節,導致勘探管理存在錯漏。采用 BIM 技術進行鉆探方案設計,對地下管線與構筑物進行綜合分析,輔助管線改遷方案、管道臨時改遷措施、保護措施進行模擬和優化,精確定位鉆探點位,保證施工安全和市政管線系統在施工期間的安全運行。利用鉆探設計方案與現狀地下模型進行碰撞檢查,在整合模型的基礎上設計優化鉆探方案,設置管線保護措施?;?BIM 技術開展勘探管理,可實現地質模型的三維可視化管理,輔助項目參與人員全面了解工程周圍地質情況,減少外業重復勞動,提高勘察效率。5、應用案例應用案例 深圳至深汕合作區鐵路位于廣
58、東省南部,起于深圳樞紐西麗站,經深圳市南山、龍華、羅湖、龍崗、坪山等區,惠州市至深汕合作區赤石鎮,引入廣汕鐵路赤石站,再利用廣汕鐵路至汕尾,沿線設西麗(不含)、清水河、坪山、惠州南、惠東、深汕等站。深汕鐵路全線采用鐵四院自研智能勘探 AI 管理平臺進行勘探管理,現場鉆機均配備智能勘探機器人進行現場管理。智能勘探機器人可實時傳輸、存儲現場勘探視頻、照片,能夠25 根據 GPS 實時反饋鉆孔位置。在智能勘探 AI 管理平臺上,集成勘察地質 BIM 模型數據及相關資料,在勘探管理過程中可實時追蹤現場機組數量、鉆探進度、鉆機分布等信息,可查驗各孔現場實時情況,能夠及時上傳巖心照片、原始報表等原始資料,
59、并在平臺上記錄孔內測試、巖性描述、取樣記錄等基本信息?;?BIM 技術的勘探管理可極大地減輕現場勘探管理的負擔,提高現場管理效率,減少勘探過程的安全和技術隱患,使勘探全過程具備可溯源性。圖圖 4-2 鐵四院智能勘探鐵四院智能勘探 AI 管理平臺實時監控畫面管理平臺實時監控畫面 圖圖 4-3 平臺實時查看現場鉆探情況(外業作業)平臺實時查看現場鉆探情況(外業作業)26 圖圖 4-4 鉆孔原始資料及線上記錄情況(內業處理)鉆孔原始資料及線上記錄情況(內業處理)地質條件分析地質條件分析 1、應用場景、應用場景 綜合鉆探、物探等數據形成三維地質模型,對工程地質、水文地質等進行三維形象化呈現,并基于地
60、質模型進行數值分析,為軌道交通工程安全施工提供技術依據。通過三維地質模型的構建和分析,更加直觀、準確地展現實際工程地質條件情況,尤其是針對滑坡、巖溶等不良地質現象,便于與工程相關的非地質人員溝通,有效輔助工程決策,確保工程設計和施工的合理性。2、應用要點、應用要點 三維地質建模需由勘察設計單位在地形測量、地質測繪、勘探、物探、試驗、觀測工作及成果分析的基礎上,開展數據收集與處理、數據庫建立、三維模型建立、模型編輯與修改、模型檢查、成果交付等。其中,三維地質模型的建立應符合以下要求:1)依據深圳地區標準地層或依據項目工程地質、水文地質特征建立標準地層表,包括地層名稱、時代成因、地層編號、地層時代
61、、成因類型、巖土名稱、風化程度、地層描述等信息,標準地層表應當能夠全面準確地展示工程范圍內地層信息;2)根據標準地層建立地層顏色體系,采用統一的 RGB 體系區分不同地層,宜按照 深圳地鐵地質勘察編號與命名及建模用色方案 執行,統一深圳市城市軌道交通沿線地質的顏色表達;3)地質 BIM 模型應包含主要水文地質信息、主要巖土物理力學參數等信息,為設計27 專業分析和現場施工提供基礎支持。對于孤石、溶洞、透鏡體、斷層等非成層的巖土體及不良地質體,宜建立專門的模型數據,以便后續資料更新查詢。地質 BIM 模型應具有便于集成、管理、更新、維護以及快速檢索、調用、傳輸、分析和可視化等特點。應根據城市軌道
62、交通建設項目工程需要,統一地質模型的數據格式,實現各參建方、各設計專業之間數據格式和交換標準統一、數據信息無損傳遞和共享。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)既有區域地質資料、既有勘察資料;2)工程范圍內場地三維實景模型;3)現場勘察獲取的地質測繪、勘探鉆孔、物探、巖土試驗等數據。需嚴格控制地質建模的源數據,優選地質事實型數據,其次是描述性數據、分析結果型數據,最后是解譯性數據;4)勘察報告等其他資料。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 地質條件分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 OpenRailDesigner、理正工程地質建模軟件、秉睦地質三維建模與分析系統
63、、EVS、Geostation 等地質建模軟件):1)具備三維建模、地層面曲面插值、模型編輯、模型剖切、模型展示、數據管理等功能;2)地質 BIM 模型的格式應支持與主流數值分析軟件交互。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)收集既有工程勘察資料,并轉換為城市軌道交通工程項目所需的勘察數據;2)對勘察資料進行完整性、準確性、適用性檢查,對數據進行預處理,將原始資料轉換為適用于地質 BIM 建模所需數據;3)輸入勘察范圍,確定建模范圍,按照標準地層表及其對應的顏色標準體系要求,建立三維地質模型。針對孤石、溶洞、透鏡體、斷層等非成層巖土體及不良地質體宜單獨建模;4)針對不同巖土層 BIM 模型賦予
64、水文地質信息、主要巖土物理力學參數,并根據下游專業需要補充調整相關參數;5)基于地質 BIM 模型分析城市軌道交通項目的地質巖土條件,提出經濟合理、技術可行的巖土治理方案建議與施工注意事項。28 地質條件分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始鉆孔及底層數據錄入及預處理既有地質勘察資料現場勘察數據結束數據準備模型審核形成地質模型基于BIM模型的地質條件分析三維地質模型巖土工程勘察報告勘察數據庫文件場地實景模型勘察報告等資料數據檢查建模范圍鉆孔與地層數據特殊地質體屬性與參數數據庫管理三維地質模型創建提出地質處理建議指導后期設計與施工是否地質模型說明文件模型工程視圖 圖圖 4-5 地質條件分析地質
65、條件分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)三維地質信息模型,應包含地層巖性、地質構造、水文地質條件、不良地質現象、各類勘探/測試/取樣點位置的三維數據和測試數據,以及地質信息模型的基礎數據。模型能真實地反映場地地質條件與水文信息,視覺效果直觀,便于開展巖土工程設計應用與分析;2)地質信息模型說明文件,應包括項目名稱、建模依據、建模軟件、格式標準、地質評價等;3)勘察數據庫文件,應為標準通用格式,并通過數據庫校驗地質信息模型鉆孔的完整性、真實性;4)巖土工程勘察報告;5)模型工程視圖,應包含鉆孔柱狀圖,重點部位二維及三維剖切面視圖,模型整體三維視圖,對工程影響性較大
66、的夾層、透鏡體、孤石等專項三維視圖。4、應用價值、應用價值 傳統地質勘察成果多以巖土工程勘察報告、工程地質平面圖、工程地質橫縱斷面圖、鉆孔柱狀圖等二維形式提供地質報告,另附巖土體參數建議值表格等提供相關巖土參數。成果展示不直觀,下游專業無法直接利用勘察成果,不利于設計效率提高?;?BIM 建立項目范圍內的地質三維可視化成果,可有效解決空間地質構造起伏變化大、勘察報告直觀性差、地質空間變化規律展示不充分等問題,為地質工作者分析研究工程地質現象和掌握巖土結構規律提供一種全新的研究手段和方法,可實現城市軌道交通項目龐大地質數據高效管理、快速查詢分析,避免不必要的重復勘察工作。29 通過三維展示,可
67、進一步整合市政地下管線、地下建(構)筑物等其他模型,形成三維可視化數據庫,清晰了解城市軌道交通工程建設范圍內的邊界條件,實現基于三維狀態下的工程風險源預判,為方案設計和具體實施提供新的技術支持。積累的地質模型數據可形成 BIM 數字資產,逐步完善城市勘察地質庫,為后續新建的城市軌道交通項目提供準確有效的數據基礎,有利于降低后期勘察成本。5、應用案例應用案例 深圳市城市軌道交通 6 號線支線二期工程華夏站位于光明區光僑路與華夏路交叉口,車站主體結構采用明挖法施工,華夏站路口東側為荒地,西北角為綠地,西南角為體育中心網球場。車站沿光僑路南北向敷設,為裝配式結構車站。運用鉆孔數據,中鐵四院對華夏站勘
68、察成果進行鉆孔和地質的三維 BIM 建模。建成的BIM 模型能夠直觀展現場地范圍內下伏巖土層分布情況,能夠直接查看設計需要的巖土體容重、粘聚力、內摩擦角等巖土體物理力學參數,并且支持剖切出圖。通過地質 BIM 模型和車站 BIM 模型的分析,項目人員可形象地查看工程項目所涉及的地質條件,為方案設計、后期施工提供依據。(a)鉆孔模型 (b)地質模型 圖圖 4-6 華夏站場地地質模型情況華夏站場地地質模型情況 圖圖 4-7 華夏站標準地層表及其巖土體物理力學參數華夏站標準地層表及其巖土體物理力學參數 30 圖圖 4-8 華夏站三維地質模型剖切出圖華夏站三維地質模型剖切出圖 場地分析場地分析 1、應
69、用場景、應用場景 城市軌道交通項目一般在城市區域內建設,涉及范圍大、周邊界面復雜,基于 BIM 技術開展場地分析,可為施工現場的場地布置、施工組織等提供依據。場地分析還可用于項目展示、建筑設計規劃、工地管理、救援決策、災害評估等方面。采用無人機傾斜攝影、激光點云采集等數字化測圖方式開展場地數據采集,可及時收集項目建設初期地理信息數據與施工過程數據,提供真實直觀的場地信息。2、應用要點、應用要點 利用傾斜攝影技術,可構建地鐵沿線精確的實景模型,直觀、真實、多維度展示場地信息,在城市軌道交通工程建設及運營階段具備廣泛的應用價值,其場地模型建設的要點如下:1)影像或實景的分辨率可達到 2cm(可分辨
70、最小 2cm的實體對象)。根據場地分析需求,可按照 2cm、5cm 等精度創建。生產的影像或實景模型在平面和水平誤差可控制在 20-30cm;2)實景三維模型應能直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性,具有測量精度。建筑物三維體塊模型應內容完整、位置準確,應能反映房屋及外輪廓的基本特征。對于重要的場地位置,宜在局部進行補飛、補拍;3)影像上不應有云、云隱、煙、大面積反光、污點等缺陷。存在少量缺陷但不影響立體模型的連接和三維模型建立,可用于三維模型生產。拼接影像應無明顯模糊、重影、錯位等現象。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 31 1)明確采用的坐標系統;2)地形地物特征信息
71、;3)場地范圍紅線。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 場地分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 OpenRailDesigner、理正工程地質建模軟件、秉睦地質三維建模與分析系統、EVS、Geostation 等地質建模軟件):1)真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性,輸出模型效果逼真、要素全面;2)可對場地模型進行編輯;3)模型格式具備可交互性,能滿足下游專業使用需求。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)獲取本項目所采用的坐標系統、地形地物特征信息、場地紅線范圍等資料;2)當采用無人機采集場地數據,應首先按流程申請空域,在允許的空域范圍內進行無人機航拍作業;3)制定詳細的無人機航拍
72、方案,開展航空攝影、像控測量、空三計算等工作,創建三維模型;4)針對模型顯示問題,修補完善實景模型數據,避免影響場地顯示效果。場地分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始根據場地情況制定方案地形地物特征信息結束數據準備模型質量檢查形成場地模型基于場地BIM模型進行場地分析場地實景模型像控資料成果場地范圍紅線提出場地組織建議指導后期設計與施工是否航空攝影影像數據航空攝影測量相關規范三維實景建模規范標準航空攝影像控測量空三計算場地實景模型創建模型調整項目技術設計書 圖圖 4-9 場地分析場地分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)航空攝影影像數據,其質量要求影像清晰、反
73、差適中、顏色飽和、色彩鮮明、色調一致,能辨別與地面分辨率相適應的地物影像;32 2)像控資料成果,中空三加密基本定向點平面位置殘差不大于 0.3m,高程殘差不大于 0.26m。檢查點平面位置誤差不大于 0.5m;高程誤差不大于 0.4m。陰影、攝影死角、隱蔽等特殊困難地塊誤差可適當放寬 0.5 倍;3)場地三維實景模型,其平面精度、高程精度均達到 III 級,平面中誤差不大于 0.8m,高程中誤差不大于 1m。地形(DEM)格網點平地高程中誤差不大于 0.37m。陰影、攝影死角、隱蔽等特殊困難地塊誤差可適當放寬 0.5 倍;4)項目技術設計書,應包括項目概述、項目作業范圍和內容、作業區自然地理
74、概況和已有資料情況、引用文件、成果主要技術指標和規格、設計方案、歸檔成果及其資料等內容。4、應用價值、應用價值 常用的影像數據大多只有地物頂部的信息特征,缺乏地物完整信息。三維實景建模有利于全面了解工程建設場地及周邊環境,便于更準確地進行方案設計與建設場地可行性研究,有效避免重建、返工等工作,為三維模型集成展示、設計方案決策等提供支持。尤其對于城市軌道交通這類涉及范圍廣、周邊場地復雜、界面類型多等大型工程,基于 BIM 技術開展場地分析,有利于支撐城市軌道交通項目場地布置、施工作業等,提高工地現場管理效率。5、應用案例、應用案例 常益長鐵路起自常德市常德站,經漢壽、桃江、益陽、寧鄉至長沙市,正
75、線全長 156.82公里。為保證全線的順利施工,全線進行傾斜攝影航飛,建立全線的三維傾斜模型。在模型中,作為獨立的背景層與地名注明、圖廊線公里格、公里格網及其他要素層復合,制作各種專題圖,可為本項目工程的規劃、設計、前期決策提供科學的依據,為鐵路選線、工程方案比選、集成展示、方案決策等應用場景提供技術支持。三維傾斜模型展示了地物實體,可將現場搬進室內,有助于勘察設計人員提前介入工程,提前掌握工程建設場地及周邊環境情況。(a)常益長鐵路牽引變電所場地選址 (b)基于場地分析的常益長鐵路三維展示 圖圖 4-10 常益長鐵路沿線場地分析概況常益長鐵路沿線場地分析概況 33 剖切出圖剖切出圖 1、應用
76、場景、應用場景 二維剖面圖是工程勘察工作的主要成果之一。城市軌道交通項目涉及范圍廣,地質情況復雜,基于三維地質結構模型任意方向剖切二維視圖,有利于可視化地展示和三維分析判斷場地內斷裂構造及孤石、溶洞、透鏡體等發育情況,為設計提供適配的剖切圖紙。2、應用要點、應用要點 基于三維地質 BIM 模型可沿任意方向剖切二維圖,其中,可沿城市軌道交通線路縱斷面剖切,并根據地質分析、設計斷面、場景演示等需求輸出剖面圖。3、應用流程、應用流程 剖切出圖主要是基于三維地質 BIM 模型生成,屬于地質模型應用的子項,其數據準備、軟件功能、應用流程等方面可參考本指南第 4.2.2 條。其中,應基于三維地質模型生成二
77、維圖紙,輸出的二維剖面圖應滿足相關勘察規范要求。4、應用價值、應用價值 地下地質情況復雜多變,傳統的勘察地質二維圖繪制工作往往耗時耗力,且很難準確表達地下地質情況。城市軌道交通項目涉及范圍廣,且可能存在多種不良地質問題?;诳碧綌祿纬傻娜S地質模型能夠較為準確地反映地質整體情況。采用三維地質 BIM 剖切出圖,可以在三維地質模型的基礎上實現任意方向的模型剖切工作,可以直觀展示不良地質體的幾何形態及發育情況,特別適用于地質條件復雜,要求斷面數量多的情況,提高二維出圖效率?;谀P推是谐蓤D可使工程師將精力集中于地層面和接觸關系的合理性判別,且地質模型可更新的特點有利于降低反復剖切帶來的重復工作量
78、,通過地質 BIM 模型與設計 BIM 模型的交互,可以實現任意設計斷面與地質斷面的匹配。5、應用案例、應用案例 案例部分可參見本指南的 4.2.2。挖填方計算挖填方計算 1、應用場景、應用場景 運用三維地質模型進行剪切,所剪切的部分則為需開挖的土方量。挖填方計算適用于城市軌道交通工程建設中的隧道、基坑、橋涵等工程建設區域的巖土層開挖方量統計。通過三34 維地質模型可查看開挖部分或者回填部分體單元的體積信息,即可獲得開挖或回填的土石方量,甚至不同土(巖)層的開挖量,使土石方工程的造價預算更精準。2、應用要點、應用要點 挖填方計算是在地質 BIM 模型基礎上,按照設計開挖方案模擬土石方開挖過程,
79、驗證開挖方案的可行性。三維地質模型應包含不同巖土層參數、巖土施工工程分級等信息,以便計算不同土(巖層)挖方量。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)地表環境模型;2)三維地質模型;3)基于三維地質 BIM 模型建立的開挖模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 挖填方計算 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 OpenRailDesigner、理正工程地質建模軟件、秉睦地質三維建模與分析系統、EVS、Geostation 等地質建模軟件,或相關 BIM勘察管理平臺):1)可導入地質模型成果;2)可實現實體或者網格布爾運算,具備裁剪功能;3)具備算量功能。(3)應用流程要求
80、)應用流程要求 1)接收三維地質模型及相關勘察資料,導入挖填方計算分析軟件,檢查地質模型各土層參數。根據挖填方需求賦予巖土層計算體積的相關屬性;2)根據城市軌道交通項目挖填方需求,制定基坑、隧道等挖填方方案,并進行挖填方案模擬仿真;3)按照巖土層挖方方案,結合施工步驟導出開挖區域土石方量計算結果。施工完成后按照填方方案,回填相應體積的巖土層。35 挖填方計算參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始導入挖填方計算分析軟件地表環境模型結束數據準備檢查模型是否準確根據方案開挖巖土層施工完成后根據方案回填相應體積的巖土方量各地層挖填方量模型場地范圍紅線是否各地層挖填方量統計清單勘察地質資料輸入地質地層、鉆
81、孔等屬性信息制定挖填方方案檢查挖填方方案是否 圖圖 4-11 挖填方計算挖填方計算 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)各地層挖填方量統計清單,應準確體現土方計算要求,可根據空間(工程類型)、時間(進度)、區域(標段)等開展挖填土方量統計,根據巖土層屬性參數,可及時、準確地統計工程量數據;2)各地層挖填方量模型,應準確表達土方開挖量的統計結果與相關信息,可配合設計開挖土方量核算與造價等相關工作。4、應用價值、應用價值 基于 BIM 模型的各地層挖填方量計算分析,能夠快速、準確地獲取工程土石方工程量,為設計方案優化及造價預算提供基礎數據,對于方案優化、工程總投資的控制及
82、施工效率的提高具有重要價值?;谌S地質 BIM 模型,根據規劃工程開挖區域范圍、開挖深度等要求,采用三維的土層開挖軟件,對區域范圍內的土層進行裁剪剖切,軟件自動計算各地層開挖土方量,并生成開挖方量報告或清單;設計人員根據不同地層開挖方量統計,優化設計方案和輔助工程造價,并為后續施工土方開挖模擬提供基礎數據參考,合理估算土方開挖工時,提高施工作業效率。5、應用案例 穗莞深城際前海至皇崗口岸段是粵港澳大灣區城際鐵路網主軸穗莞深城際的重要組成部分,是一條承擔著大量城際客流與市內通勤客流的“公交化”特征明顯的城際軌道線路。穗莞深城際皇崗口岸超級總部站區間主要地層為第四系填土、第四系海沖積、沖洪積層、
83、殘積層及花崗巖等,隧道采用雙線單洞盾構通過。36 中鐵四院首先創建穗莞深城際皇崗口岸超級總部站區間沿線的地質三維模型,然后根據隧道工程的管片外徑建立隧道開挖模型,結合地質模型和隧道開挖模型,分別提取三維地質 BIM 模型中的土石界面和隧道開挖界面,利用土石分界面切割隧道開挖模型,進而得到隧道工程施工開挖過程中的土石方開挖方量。圖圖 4-12 基于基于隧道管片外徑建立隧道管片外徑建立的的隧道開挖模型隧道開挖模型 圖圖 4-13 基于基于三維地質模型導出土石界面三維地質模型導出土石界面 圖圖 4-14 切割生成隧道土石方模型切割生成隧道土石方模型(開挖方量)(開挖方量)37 掃碼可觀看本章勘察 B
84、IM 應用視頻 38 5 設計設計 BIM 應用應用 5.1 一般規定一般規定 5.1.1 城市軌道交通工程設計BIM應用的主要目的是根據項目的各項指標要求,在分析場地邊界條件的基礎上,創建項目BIM模型,并通過模擬分析等方法推敲、優化設計方案,為施工提供基礎。5.1.2 城市軌道交通工程設計BIM應用的階段可劃分為總體設計階段、初步設計階段、施工圖設計階段。5.1.3 總體設計階段以總體設計BIM模型為基礎,應充分運用GIS、大數據、云計算、仿真模擬等技術對設計方案進行分析,驗證工程項目可行性、穩定線路占位、做好外部接口協調,以保證設計方案的合理性、適用性和經濟性。5.1.4 初步設計階段以
85、初步設計BIM模型為基礎,應對建筑設計方案、主體結構方案、交通遷改和疏解方案、專項風險工程等重要問題進行綜合分析,論證技術上的可實施性、經濟上的合理性。5.1.5 施工圖設計階段以施工圖設計BIM模型為基礎,深化關鍵節點、管線綜合、預留預埋、算量造價等各方面內容,并宜考慮施工條件和因素,優化方案的技術措施、工藝工法、設備材料用量等,以支撐后期施工安裝作業。5.1.6 設計BIM應用的主要內容在設計階段完成,但其設計行為貫穿城市軌道交通工程整個建設階段,并應配合完成竣工驗收。5.2 總體設計總體設計 規劃方案表現規劃方案表現 1、應用場景應用場景 根據規劃方案創建軌道交通規劃三維展示模型,整合周
86、邊環境模型,開展不同規劃方案的可視化表現,實現軌道交通與城市總體規劃的協同。2、應用要點應用要點 運用 BIM 與 GIS 集成現狀城市軌道交通線網與規劃建設線路模型,分析城市軌道交通工程的區域特征,研究其與周邊建構筑物、交通接駁、站城一體化之間的關系,優化規劃方39 案。在城市 GIS 場景下呈現城市軌道交通工程 BIM 模型方案,為規劃方案的決策與溝通提供可視化表現方法。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求數據準備要求 1)城市軌道交通項目規劃方案;2)城市軌道交通項目規劃方案的 BIM 模型;3)項目周邊環境模型。(2)軟件功能要求軟件功能要求 規劃方案表現 BIM 應用軟件宜具有以下
87、功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Arcgis、超圖等 GIS 平臺):1)宜實現 BIM 與 GIS 模型、信息的集成;2)宜對模型進行流暢的瀏覽與漫游展示;3)宜實現模型的編輯功能,如測量、尺寸標注、剖切、移動調整等。(3)應用流程要應用流程要求求 1)依據多個規劃方案建立相應 BIM 模型,并將周邊環境模型與方案模型進行整合,確保方案設計信息的有效性、協調性,并應核查整合模型的準確性、完整性;2)生成規劃方案表現模型,通過三維可視化效果展示由建設單位組織討論并確認是否進行設計方案變更。若不符合要求,應依據變更意見進行修改,并重
88、新生成模型;3)應基于規劃方案 BIM 模型生成漫游展示視頻、動畫,并進行成果交付。規劃方案表現參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備漫游視頻、動畫規劃方案表現模型生成規劃方案表現模型規劃方案BIM模型符合要求生成漫游展示視頻、動畫方案一BIM模型整合方案二BIM模型整合方案nBIM模型整合否規劃方案結束符合要求是是否周邊環境BIM模型 圖圖 5-1 方案表現方案表現 BIM 應用流程應用流程 40(4)應用成果要求應用成果要求 1)城市軌道交通工程規劃方案表現模型;2)相關漫游視頻、動畫,基于 BIM 模型形成的漫游視頻、動畫等資料,可滿足規劃方案表現等需求。4、應用價值應用價值 城市
89、軌道交通工程涉及范圍廣,與周邊環境、建構筑物存在較多干涉界面,且城市軌道交通工程規模大、技術復雜,需提前確定邊界條件,為后期的詳細設計提供基礎。傳統的規劃方案表現主要采用二維圖的表現方式,能夠在一定程度上呈現城市軌道交通工程項目與周邊環境之間的關系,但空間關系難以形象表達,且不能實現自動測量和快速響應變更。將城市軌道交通工程、建筑、地質、管線、地理信息在“一張圖”整合,在城市 GIS 場景下呈現軌道交通 BIM 模型方案,有利于快速查詢沿線地上地下、工程及周邊環境的空間關系與詳細信息,并可在 GIS 地圖上進行量測。BIM 可視化表現方法有助于城市軌道交通工程規劃方案的溝通與決策。5、應用案例
90、應用案例 深圳市城市軌道交通 6 號線支線起于 6 號線翠湖站東側(與 6 號線換乘),主要沿光明大道-光僑路-公常路敷設,終于武漢大學站后深莞邊界處,預留延伸至東莞的條件。中鐵二局首先采用 BIMGIS 技術,通過傾斜攝影現場采集數據,建立全線實景模型。通過建模插件讀取地質數據,快速創建地質鉆孔模型,在項目前期根據勘察數據創建全線三維地質模型;通過插件快速創建市政管線模型,并為模型賦予材質、管徑、坐標、產權單位等信息。按照規劃方案創建三維線路模型,將現場的實景模型、地質模型以及市政管網模型等在GIS 地圖上集成,直觀反映規劃線路與周邊現有建構筑物、沿線地質以及市政管網的關系。項目各參與方在“
91、一張圖”上進行溝通協調,借助三維可視化的模擬手段,對比分析不同規劃方案的優劣,調整優化規劃方案,避免規劃方案與現有建構筑物以及市政管網的“錯”、“漏”、“碰”、“差”,避免了返工,有效縮短工期及節約成本。41 圖圖 5-2 現場環境模型采集現場環境模型采集 圖圖 5-3 深圳地鐵深圳地鐵 6 號線支線規劃線路圖號線支線規劃線路圖 線站位綜合比選線站位綜合比選 1、應用場景應用場景 為保障城市軌道交通線路設計的合理性、符合性,宜采用 BIM 模型進行沿線各單項工程的分布合理性分析。同時,基于地質模型、現狀管線模型等基礎資料,可開展地質風險評估、高程分析、坡度坡向分析等場地分析,作為后續施工階段施
92、工方案選定、危險源識別的依據。2、應用要點應用要點 通過 BIM+GIS 平臺集成線路各站點沿線的環境、建構筑物等數據,充分分析線路穿越地層、地下水與不良地質情況,比選不同的線站位布局。依據 BIM 模型核查項目范圍內紅42 線、綠線、河道藍線、高壓黃線以及周邊既有建構筑物間的空間關系,并導入周邊交通出行信息,擬選最佳線位、站位。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求數據準備要求 1)城市軌道交通線路的地層、地下水、不良地質等資料;2)城市軌道交通車站、區間穿越重要節點的周邊環境及場地仿真模型;3)三維地質模型、現狀管線模型;4)車站主體、區間的體量模型,車站模型應能體現出入口、風亭等附屬設施
93、。(2)軟件功能要求軟件功能要求 線站位綜合比選 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Arcgis、超圖等 GIS 平臺):1)宜實現 BIM 與 GIS 模型、信息的集成;2)宜對模型進行流暢的瀏覽與漫游展示;3)宜實現模型初步的編輯功能,如測量、尺寸標注、剖切、移動調整等。(3)應用流程要求應用流程要求 1)根據多個線站位方案建立相應 BIM 模型,并將周邊環境模型與方案模型進行整合,分析線路站位布局合理性,應核查整合模型的準確性、完整性;2)生成線站位綜合比選模型,宜采用模型進行服務人口、征地拆遷等仿
94、真分析,并向建設單位、設計單位等項目參與方展示模型三維成果,輔助方案決策,若不符合要求,根據變更方案重新搭建模型進行比選;3)基于線站位 BIM 模型生成比選方案的視頻、動畫,開展方案對比,編制線站位綜合比選分析報告。43 線站位綜合比選參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備線站位方案綜合比選結束城市軌道交通體量模型符合要求生成漫游展示視頻、動畫方案一線站位BIM模型方案二線站位BIM模型方案n線站位BIM模型地層、地下水、不良地質資料車站、區間模型比選方案視頻、動畫方案綜合比選分析報告符合要求否是否是周邊環境及場地仿真模型地質、地下管線模型 圖圖 5-4 線站位綜合比選線站位綜合比選
95、BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要應用成果要求求 1)優化后的軌道交通工程車站、區間模型;2)線站位比選方案視頻、動畫;3)線站位綜合比選分析報告。4、應用價值應用價值 在線站位比選分析中,傳統方法主要采用二維設計手段,不能直觀體現線路所經區域的復雜自然條件、資源分布、地形地貌等因素。通過 GIS+BIM 技術,可在虛擬的地理環境中集成線站位周邊環境、建構筑物的模型數據,經比選分析,對線路、車站進行最優化布局,實現與周邊交通、環境的協調,有效提高線站位設計質量。5、應用案例應用案例 五和站位于位于五和大道與布龍路交口,沿布龍路布置在布龍路北側地塊內,所在地塊現狀以居住類房屋為主,車站周邊
96、規劃以居住、商業、工業用地為主。與既有地鐵 5 號線、在建地鐵 10 號線、規劃深惠城際和廣深中軸城際換乘;車站受穿越 10 號線及站址地形條件限制,軌頂埋深較深,設計為地下五層島式車站,建筑面積約 20 萬 m2。五和站周邊環境復雜,采用傳統方法難以滿足線站位布局需求。本項目運用 GIS+BIM技術,針對車站站址選擇、出入口方案優化、區間線路走向調整的需求,通過傾斜攝影數據,基于數據盤三維協同,采用快速建模、環境仿真等工具形成線站位方案比選優化模式。運用數據盤協同技術,快速創建車站布局等多個方案,利用出入口參數化建模模塊,快速創建車44 站出入口模型。分析周邊線路站位布局合理性,進行線路方案
97、比選,生成線路方案比選報告及線站位合理性分析報告,為可行性研究階段提供重要的依據,對打造高品質的城市發展空間具有重要意義。本項目采用 GIS+BIM 技術開展線站位綜合比選,基于三維可視化的方式,形象化地表達出不同方案的線站位方案,有效解決了軌道交通工程對土地綜合評估、線路站點腹地覆蓋、建筑拆遷、車站周邊土地開發潛力等線站位比選相關影響因素的空間數據分析問題,使線站位方案更具全面性、合理性、系統性。在城市高速發展的背景下,采用 GIS+BIM 的方式對軌道交通工程線站位布局進行優化調整,有利于合理化解決解決城市日益嚴峻的用地問題、交通出行問題等。圖圖 5-5 五和站線站位合理性分析應用五和站線
98、站位合理性分析應用 5.3 初步設計初步設計 協同設計協同設計 1、應用場景、應用場景 協同設計是各設計師基于統一的模型載體和標準要求,共同完成同一設計項目,協同設計可在不同專業之間開展,如建筑與結構之間的協同,也可在專業內針對不同區域開展,如附屬建筑和主體結構。協同設計應貫穿整個設計過程。隨著項目進程的發展,各專業之間或各區域之間的協調要求越來越高,在項目條件允許的情況下宜盡早開展各專業協同設計。同時,除了項目設計內容的協同,還需要開展項目的45 協同管理,包括進度管理、設計文件統一管理、人員角色權限管理、審批流程管理、分類歸檔等,通過協同管理機制保障協同設計的有序開展。2、應用要點、應用要
99、點 協同設計的本質是信息之間的協同管理,保證各方之間信息的有效傳遞和使用。為保障協同設計的有效開展,在協同設計應用過程中應注意以下事項:在設計協同方面,建立統一的設計標準,包括圖層、顏色、線型、打印樣式等,保證BIM 模型和 CAD 圖紙的準確性、統一性和規范性。同時,宜根據城市軌道交通工程設計特點,建立各專業之間提資內容、深度的標準規范,以保證各專業能夠準確獲取所需的設計內容,輔助本專業設計。在管理協同方面,建設單位宜組織各相關單位采用統一的平臺開展協同設計,減少各專業之間以及專業內部由于溝通不暢或溝通不及時導致的錯、漏、碰、缺問題。BIM 協同平臺宜具有提資管理功能,固化工作流程,可開展管
100、理、審核、歸檔等工作,明確各參與方相關責任和職責,減少接口問題。為保證設計質量和效率,在設計過程中,各專業原則上始終具有本專業設計內容的修改、調整、發布等權限,其他專業可通過申請獲得相關權限,工作完成后自動放棄相應權限。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)城市軌道交通工程各專業 BIM 模型;2)城市軌道交通項目 BIM 協同平臺(若有)。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 協同設計 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE等建模軟件,以及 ProjectWise、Vault 等協同管理平臺):1)可集成城市
101、軌道交通工程各 BIM 模型,并可進行瀏覽、漫游等;2)宜具備分發、過濾、管理、歸檔模型或文件的功能;3)可根據用戶角色進行權限分配;4)可定制管理流程,并具有審核批準功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 協同設計是貫穿整個設計階段,并需要配合后期施工作業,因此,該項工作是持續性的。其流程的主要步驟如下:1)結合城市軌道交通工程特點和項目要求,制定項目工作辦法,以及協同設計樣板文46 件,可存儲至 BIM 協同平臺統一管理;2)各專業設計師按照統一的設計標準規范要求開展本專業設計,并根據項目進度要求,開展碰撞檢查、綜合協調等專業之間或專業內不同板塊之間的協同,根據問題情況及時溝通并修改設計方
102、案。在設計過程中,應按照進度要求上傳設計模型成果至BIM 協同平臺,作為項目其他參與方設計依據和參考;3)按照項目進度要求,應組織項目相關方審核設計成果。設計方案通過后及時發布各專業設計成果,包括 BIM 模型、圖紙,以及相關的設計成果,并歸檔至 BIM 協同平臺;4)設計工作主要在設計階段完成,但設計行為貫通項目全生命期。在施工階段,應做好設計配合項目工作,以保證項目的有序推進。47 協同設計參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備各專業深化設計其他成果各專業深化BIM模型結束各專業模型否是協同管理辦法協同設計要求(標準、樣板文件等)制定項目設計進度計劃開展各專業設計根據計劃開展接口驗證
103、碰撞檢查與校驗根據計劃進行提資模型修改完善根據計劃及要求出圖模型驗證模型驗收與歸檔設計成果移交至施工單位并開展施工配合工作否是 圖圖 5-6 協同設計協同設計 BIM 應用流程應用流程 48(4)應用成)應用成果要求果要求 各專業深化 BIM 模型,以及其他設計成果。4、應用價值、應用價值 城市軌道交通工程專業繁多,基于 BIM 技術的協同設計旨在解決跨專業實時數據協同難、專業內設計過程協同欠缺、設計階段成果與外部參與方協同差等問題。促進專業信息的協同。相比于 CAD 圖紙,BIM 模型具有更豐富的結構化數據,通過設計各專業之間的提資內容,能夠使其他專業從完整的模型中更容易獲取所需的設計信息,
104、即子模型,有助于推進信息共享與轉換,提高設計質量。推進設計管理的協同。采用協同平臺,可以使建設單位、設計單位、施工單位在統一的平臺上進行協同作業,通過在平臺中定制流程,完成編校審等過程,節省了項目協調時間,保證溝通及解決問題的時效性。項目各方,尤其是項目管理人員,通過平臺可以隨時了解并跟蹤項目進度。同時,平臺可將設計任務直接分發至各設計人員,將責任落實到個人,提高設計協同的效率。輔助遠程的設計協同。傳統的設計項目主要采用線下的溝通協作,隨著項目復雜度的提升,不同專業的設計人員可能在不同地方。運用廣域網下的協同平臺,可以實現異地人員的及時協作。一旦出現變更或問題,能夠及時傳達至相關人員,保障了各
105、設計人員能夠掌握第一手的準確信息,保障設計工作的有效性?,F階段的協同設計主要體現在文件級別的協同管理,隨著技術的發展以及設計要求的提升,文件內容級別的協同管理將逐步實施應用。5、應用案例、應用案例 南油站是深圳地鐵 9 號線和 12 號線同步實施的雙島四線換乘地下站,位于南海大道與登良路交叉路口,沿南海大道南北向布置。車站總建筑面積 34940.85 m2,為地下二層車站,站臺寬 12+12m,地下一層為站廳層,地下二層為站臺層。根據設計組的專業劃分,項目涉及兩條線路 40 多個專業,接口復雜,需要有效的協同平臺輔助設計的協同管理。本項目采用 ProjectWise 平臺作為設計協同平臺,實現
106、了院內各設計人員跨區域的專業協同,系統與工點實時協同的功能使各方能隨時了解項目進展。首先在協同平臺為各設計人員設置控制權限,明晰各設計人員的工作界面。其中,采用 ProjectWise 平臺基于中心文件開展協同,實現各專業之間的協同設計,通過“ProjectWise 平臺+工作集”的方式實現對項目的訪問權限,并對模型構件設置編輯權限。49 圖圖 5-7 基于基于 ProjectWise 的協同設計路線圖的協同設計路線圖 在協同平臺設置管理流程,管控了各專業設計進度和質量。在 BIM 提資管理方面,規定各專業之間的負責內容和提資內容,實現專業之間的高效協同,降低信息的錯誤率和延誤率。(a)BIM
107、 提資流程 (b)各專業 BIM 模型 圖圖 5-8 基于基于 BIM 的協同設計管理的協同設計管理 建筑設計方案比選建筑設計方案比選 裝修專業 配電專業 給排水專業 圍護結構專業 通風空調專業 土建專業 50 1、應用場景應用場景 通過創建或局部調整的方式,形成多個備選設計方案模型,并經過多種模式展示(如可視化展示、沉浸式漫游)、多方溝通討論,多輪調整后,最終形成最佳的設計方案,為初步設計階段提供基礎數據,使項目方案的溝通討論和決策在可視化的三維仿真場景下展開,輔助選出高效、經濟的最優建筑設計方案,節省成本,提高工程設計質量。2、應用要點應用要點 為選出最優的設計方案,應提供多個建設設計方案
108、進行比選分析,主要從建筑方案的可行性、功能性、經濟性等方面進行分析。軌道交通工程涉及車站、區間、車輛段、主變電所、控制中心等不同類型,本應用點以車站的建筑設計方案為例。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求數據準備要求 1)初步設計模型;2)項目周邊環境模型。(2)軟件功能要求軟件功能要求 建筑設計方案比選 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Rhino、SketchUp、Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等軟件):1)宜具有豐富的建筑構件庫;2)宜具有幾何外觀造型功能;3)可整合各專業 BIM 模型,并流暢瀏覽與漫游展示;4)可真實表現材質、光線等建筑效果
109、,具有高精度的效果渲染功能;5)宜具備距離量測與標注功能。(3)應用流程要求應用流程要求 1)依據多個建筑設計方案建立相應 BIM 模型,并確保各設計方案的完整性,核查設計模型的準確性、完整性;2)根據軌道交通建筑設計規范,對多個建筑設計方案進行嚴格比選,包括方案的可行性、功能性、經濟性等方面;3)由建設單位組織項目各參與方開展專題討論,比選分析各設計方案的優劣,確認是否需要對設計方案進行變更。若方案不符合要求,應依據變更意見重新創建設計模型,直至通過審核,并形成建筑設計方案比選分析報告;4)基于設計方案的 BIM 模型生成相應漫游展示視頻、動畫,并進行成果交付。51 建筑設計方案比選參考資料
110、業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備漫游視頻、動畫優化后的建筑設計方案模型基于BIM的建筑設計方案比選結束建筑設計模型符合要求生成漫游展示視頻、動畫方案一設計BIM模型方案二設計BIM模型方案n設計BIM模型軌道交通工程規范否是符合要求否是項目周邊模型建筑設計方案比選報告 圖圖 5-9 建筑設計方案比選建筑設計方案比選 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求應用成果要求 1)建筑設計方案比選報告,應體現項目的 BIM 模型、圖紙和方案的對比分析,重點分析建筑造型、結構體系、機電方案以及三者之間的匹配可行性;2)建筑設計方案模型,應體現建筑項目幾何造型、結構主體框架、設備方案等,并保證模型的
111、完整性、規范性、準確性;3)漫游視頻、動畫,應基于建筑設計方案 BIM 模型形成相應的漫游視頻和動畫。4、應用價值應用價值 傳統的二維設計方案不夠直觀清晰,在二維 CAD 圖紙狀態下開展建筑方案設計與表達,對于局部復雜位置空間理解具有一定的偏差。對于后期施工、使用等可能會造成無法施工或空間使用不合理等問題。采用 BIM 三維可視化技術開展建筑設計方案比選,通過創建的三維立體模型,并通過效果渲染、漫游交互等方式,可將設計思路清晰、全面地傳達至建設單位等相關人員,項目相關方可清晰了解工程項目的空間關系、方案表達情況,例如城市軌道交通與周邊環境的空間關系、出入口位置等關鍵因素。通過 BIM 技術比選
112、不同的設計方案,形象、清晰地查看方案之間的異同,以選擇最優方案,提高決策的質量和效率。5、應用案例應用案例 公明廣場站是 13 號線北延線的地下站,位于長春路與松柏路的交叉路口,沿長春路南北向敷設,是島式站臺車站,與既有 6 號線通道換乘。周邊道路有長春中路主干路、松白路主干路雙向 8 車道。周邊建筑物包括:車站東北側為七天連鎖酒店及公明廣場,車站東南側為宏發天匯城,車站西北側為中國郵政,車站西南側為天弘駕校,周邊規劃主要為商業服務52 設施用地、公共管理與公共服務用地、交通設施用地及二類居住用地。項目的土建工程具有社會影響大、外界協調難度大、施工場地狹小、工期緊、項目要求高等特點。本項目通過
113、 Autodesk Revit 軟件創建車站出入口模型,設計兩個建筑方案進行比選。建筑設計方案一:G 出入口為樓梯,連接車站負一層物業層,A 出入口為雙扶一樓,連接車站負二層站廳層,A、G 出入口為上下兩層相疊,出地面部分合建,設置于松白路南側靠近宏發天匯城地塊,預留與宏發天匯城接口。建筑設計方案二:取消 G 出入口,縮短 A 出入口 2m 長度;由于 B 出入口改為預留出入口,為站廳層疏散距離要求,擴寬 A 出入口與主體接口處,加寬范圍 12m,并保留與宏發天匯城接口。在滿足軌道交通建筑規范的前提下,運用 BIM 模型對比分析兩個方案,由于方案二的A 出入口縮短了 2m,有利于提高地鐵人員疏
114、散能力,最終采用方案二。(a)方案一 (b)方案二 圖圖 5-10 公明廣場站出入口方案比選公明廣場站出入口方案比選 交通疏解和管線遷改交通疏解和管線遷改模擬模擬 1、應用場景應用場景 城市軌道交通工程建設不可避免地占用周圍道路,并與地下市政管線發生干涉關系。因此,需在地鐵建設早期開展交通疏解和管線遷改方案設計。結合地鐵工程施工工法、工序、工期等要求,籌劃不同階段的交通疏解作業,交通疏解方案應在最大限度的保證既有道路交通順暢同時,確保工程順利開展并如期保質保量完成。結合交通疏解方案,解決交通疏解期間市政管線的正常使用。同時,應結合規劃的市政管線情況,避免重復建設,在管線改遷工作上,重點放在與規
115、劃及已完成施工圖的管線結合上,盡量一次到位,減少重復建設。采用 BIM 技術可模擬分析不同階段的交通疏解和管線遷改過程,通過 BIM 模型對交通影響范圍和疏解方案、管線影響范圍和遷改方案進行可視化的溝通、討論和決策,應用 BIM對設計方案或重大技術問題的解決方案進行綜合分析與論證,協調設計接口、穩定主要外部條件,論證技術上的適用性、可靠性和經濟上的合理性,進而優化交通疏解和管線遷改方案。應結合城市軌道交通工程項目需求,適時采用 BIM 技術開展交通疏解和管線遷改模擬。53 2、應用要點應用要點 采用 BIM 技術應清晰表達交通疏解、管線改遷方案隨進度計劃變化的狀況,反映各施工階段存在的重難點。
116、在現場實施過程中,應根據現場邊界條件的變化,及時調整優化交通疏解和管線遷改方案。在交通疏解應用中,應集成軌道交通臨建設施、現場道路、車輛及周邊環境等模型數據,建立交通導改模型,運用 BIM 軟件開展交通疏解模擬,模擬項目施工期間分階段的交通疏解過程,形象展示既有道路通過交通改造后的情況。在管線遷改應用中,應依據軌道交通項目現場的物探勘察與規劃資料,對項目范圍內現狀與規劃的管線進行 BIM 模型創建,并展示管線類型、截面尺寸與埋深等關鍵信息,分階段、分步驟進行管線遷改模擬,動態展示遷改順序。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)項目周邊交通模型;2)施工范圍內的施工圍擋、市政
117、管線,以及影響管線遷改的周邊環境模型;3)交通疏解和管線遷改方案。(2)軟件功能要求軟件功能要求 交通疏解和管線遷改模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Vissim、Railworks、馬良 XCUBE 等軟件):1)可整合各專業 BIM 模型;2)可開展交通仿真,設置車流/人流路徑,具備車輛/人員素材;3)宜支持漫游、上帝視角、駕駛/步行、剖切等多種瀏覽方式;4)可支持漫游路徑定制,并輸出漫游動畫;5)可查詢、搜索管線管道等 BIM 模型信息;6)宜具備距離量測與標注功能;7)宜具備碰撞檢查與分析功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據城市軌道交
118、通工程項目設計方案,結合現場道路、周邊建構筑物、地下市政管線等情況,設計交通疏解和管線遷改方案,并建立交通疏解和管線遷改模型。模型應包含周邊道路、地下管線、施工圍擋、周邊環境等模型數據。2)基于交通疏解和管線遷改模型形成仿真模擬視頻或交互動畫,通過三維可視化效果54 展示由交管部門、建設單位、設計單位、施工單位等項目相關方討論并審核確認,若不符合要求,應根據修改意見和建議調整優化交通疏解和管線遷改方案;3)由于現場施工作業的復雜性和不確定性,當發生條件變更時,設計單位應根據變更后的現場條件調整交通疏解和管線遷改方案;4)基于交通疏解和管線遷改方案的 BIM 模型生成方案模擬視頻、動畫,并進行成
119、果交付。交通疏解和管線遷改模擬參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備管線遷改模型交通疏解模型整合施工圍擋、管線、道路、周邊環境模型生成交通疏解與管線遷改模型結束交通疏解視頻符合要求管線遷改方案周邊交通模型交通疏解方案符合要求交通疏解與管線遷改方案模擬生成交通疏解與管線遷改方案模擬視頻、動畫管線遷改視頻否是否是周邊環境模型 圖圖 5-11 交通疏解和管線遷改交通疏解和管線遷改模擬模擬 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)交通疏解 BIM 模型和管線遷改 BIM 模型,應包含工程實體的基本信息,清晰表達出現狀信息、疏解后、遷改后的相關信息,優化后的管線遷改模型不存在
120、碰撞問題;2)交通疏解和管線遷改視頻,視頻動畫應滿足交通疏解和管線遷改方案模擬的要求,能夠反映各階段存在的重點難點,輔助工程籌劃。4、應用價值應用價值 在地鐵車站施工過程中,常常會涉及交通疏解和管線遷改等工作,且交通疏解和管線遷改是影響民生的一項重要社會工程。采用 BIM 技術輔助交通疏解和管線遷改,能夠有效提高交通疏解和管線遷改的質量和效率。采用 BIM 技術對交通疏解方案進行策劃與模擬,可實現交通疏解過程的三維可視化。各方人員在建造過程中能夠基于 BIM 模型進行溝通、討論和決策,使方案的制定、比選及修改在“所見即真實”的方式下順利進行,直觀反映各施工階段存在的重點難點,有助于交通55 疏
121、解方案優化,輔助后期施工過程的工程籌劃,使施工管理和組織具有高效率和良好經濟性。同時,采用專業化的車流、人流模擬軟件,基于 BIM 環境的預演練,預測分析交通組織方案對交通流量的影響,根據模擬情況優化交通導行方案,以提升交通組織方案的可行性及高效性,確保施工與通行互不干擾,保障行人行車的便捷與安全。根據既有管線圖紙及物探資料進行 BIM 建模,可對既有圖紙及物探資料進行再次復核,通過碰撞報告及結果分析,找出錯誤、遺漏等問題,為后續管線遷改及新建管線路由的設計奠定基礎。同時,結合地鐵施工各階段的場地布置情況、圍護及主體結構位置、施工工藝流程、基坑范圍及深度、周邊建筑物與構筑物情況、道路交通等,采
122、用 BIM 技術可在管線遷改施工前綜合考慮各種因素的影響,科學安排各階段施工的管線遷改和保護計劃,使地鐵車站施工更加合理有效,為項目施工節省時間,同時避免不必要返工情況發生。5、應用案例應用案例 深圳地鐵 6 號線支線中山大學站是地下站,站位所在公常路現狀道路寬 70m 雙向 6 車道,路中設有 3m寬的綠化帶,車道兩側有較窄綠化;圳新路規劃道路紅線寬 30m,雙向 2車道,均已建成。站點北側和東側現狀主要以空地為主,車站西側為企業,車站北側規劃中山大學(深圳校區),近期建設。車站北側沿公常路規劃有地下雙向 6 車道公路隧道(近期建設)。車站南側有 110kV 高壓線(附屬施工時改遷)和明渠(
123、深 5m 左右)。在項目前期階段,根據管線現狀模型,結合車站施工方案,分析周邊搬遷范圍,對搬遷方案進行模擬及優化。通過方案的分析與優化,決定對部分管線采取懸吊保護措施,減少搬遷量。同時,充分運用現場環境,將部分管線臨時改遷至北側原有的明渠中,減少搬遷費用。圖圖 5-12 管線遷改方案管線遷改方案 進一步,采用 BIM 技術對中山大學站周邊的交通疏解進行模擬分析。在考慮場地的充56 分利用基礎上,計劃保持疏解前后車道數量不變,設計了兩個交通疏解方案。經過 BIM 技術的模擬比選,考慮到公常路下穿隧道工程等,最終選擇方案二,減少了下穿隧道施工的交通疏解,緩解公常路的交通壓力。(a)現狀交通 (b)
124、交通疏解方案一 (c)交通疏解方案二 圖圖 5-13 交通疏解前后交通疏解前后 景觀景觀效果效果分析分析 1、應用場景應用場景 為全面、有效地呈現城市軌道交通工程項目車站、出入口、附屬結構等周圍的景觀,保57 障城市軌道交通工程與周邊城市的景觀協調性,通過建立景觀的三維BIM模型并進行渲染模擬分析,可有效呈現城市軌道交通工程建成后的景觀效果和一年四季的景觀變化情況,為景觀審查提供支撐。2、應用要點應用要點 城市軌道交通項目涉及范圍廣,與周圍環境協調性要求高,在深圳市完善生態環境和城市空間治理的要求下,提升城市軌道交通項目景觀設計質量,是城市軌道交通工程發展的必然要求。通過BIM模型將城市軌道交
125、通項目與周邊環境進行集成,將城市軌道交通工程沿線風亭、人行出入口等地表構筑物與周邊環境結合的景觀效果進行仿真分析?;贐IM模型進行項目渲染,可對比分析不同景觀方案的設計效果,真實、形象地表達設計意圖。同時,在開展景觀分析過程中,應調整時間參數,渲染景觀方案在一年四季中不同的情況,以優化景觀方案。3、應用流程應用流程 (1)數據準備)數據準備 1)城市軌道交通沿線風亭、人行出入口等地表構筑物模型;2)城市軌道交通項目周邊植被、樹種、小品等模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 景觀效果分析BIM應用軟件宜具有以下功能(如采用Revit、ArchiCAD、Lumion、Unreal Engine
126、等軟件):1)模型數據集成;2)模型瀏覽與漫游展示;3)高仿真度的效果渲染功能,可生成效果圖或動畫;4)可實現模型初步的編輯功能,如材質、剖切、移動、旋轉等。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)收集城市軌道交通項目周邊建(構)筑物信息、地貌等環境數據,作為景觀設計的基礎資料。根據景觀設計要求采用 BIM 軟件創建不同的景觀設計方案模型,并將周邊環境模型與方案模型進行整合,以對比分析不同景觀效果;2)依據景觀審查要求,通過調整樹種、布局、距離、園林小品等,創建不同景觀方案模型,并生成相應的仿真渲染效果進行可視化展示與漫游,供項目相關方進行身臨其境式漫游,以優選景觀設計方案;3)由政府相關部門、
127、建設單位、設計單位等審核確認。若不符合要求,根據變更意見58 重新創建景觀三維模型,直至審核通過;4)基于景觀設計 BIM 模型生成漫游展示視頻、動畫,并進行成果交付。景觀效果分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備景觀方案綜合比選結束項目地表構筑物模型生成漫游展示視頻、動畫方案一景觀BIM模型方案二景觀BIM模型方案n景觀BIM模型景觀審查要求景觀效果展示視頻、動畫景觀設計模型符合要求否是周圍植被、小品等模型項目周邊環境數據集成 圖圖 5-14 景觀景觀效果效果分析分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)經優化后的景觀設計模型;2)景觀效果展示視頻、動畫。
128、4、應用價值應用價值 傳統的二維圖紙難以表達景觀設計的立體化和多樣化效果,往往需要依賴項目參與方的空間想象力與景觀經驗進行判斷。在縱向深度上,借助 BIM 技術的三維可視化優勢,不僅可以將景觀設計方案集成在周圍的城市模型上進行整體分析,還可以通過三維渲染方式仿真模擬景觀效果,讓項目參與方身臨其境地感受高仿真度的景觀場景,提高溝通效率,輔助景觀設計方案的決策。在橫向時間跨度上,通過設置時間參數,可模擬景觀設計模型在一年四季情況下的呈現效果,有利于提前預判景觀方案的合理性、適宜性、協調性,提高景觀設計方案的實用價值。5、應用案例應用案例 黃木崗樞紐位于深圳市福田區,華富路、泥崗西路和筍崗西路交叉口
129、,是既有 7 號線、14 號線和規劃 24 號線三線換乘樞紐,同時包含東、西兩個方向的地下空間。占地面積約 13.5萬 m2,建筑面積約 18.27 萬 m2。黃木崗片區緊鄰筆架山公園、中心公園,生態環境優美。周邊有深圳體育中心、市第二人民醫院、中小學校等公共資源,是市級體育健康文化中心。黃木崗交通樞紐是展示社會主59 義先行示范區和國際化窗口的重要組成部分,集道路交通、地鐵、公交、慢行、地下商業于一體的新時代大型綜合交通樞紐。因此,對黃木崗樞紐的景觀設計質量提出極高的要求。在景觀設計分析方面,本項目結合綠色建筑評價標準,對部分指標進行模擬分析,對項目綠色建筑要求開展前評價。首先收集樞紐周邊建
130、(構)筑物信息、電子地圖、車站周邊地貌數據等資料形成方案設計底圖模型,將 BIM 應用項目與 3D 建模緊密結合,將樞紐項目 BIM 模型與景觀設計模型融合,呈現三維景觀模型的整體協調情況,體現城市軌道交通線路與周邊環境關系,并采用 VR 技術進行實時漫游,瀏覽三維景觀模型細節部分,反映實際問題,進而優化調整景觀設計方案,提升了城市軌道交通建(構)筑物與周邊環境的結合度。(a)黃木崗樞紐整體環境三維渲染效果圖 (b)黃木崗樞紐出入口景觀局部效果圖 圖圖 5-15 基于基于 BIM 的黃木崗樞紐景觀設計效果的黃木崗樞紐景觀設計效果 換乘方案模擬換乘方案模擬 60 1、應用場景應用場景 針對換乘站
131、、樞紐等復雜車站,準確的客流仿真有助于車站客流設計,設計合理有效的換乘方案,合理引流。采用 BIM 技術可模擬車站內部復雜的空間,為換乘方案模擬提供基礎數據。通過模擬分析,可直觀顯示車站內換乘方案的最不利區域,從全局到細部對換乘設計方案進行優化。2、應用要點應用要點 基于 BIM 模型開展換乘方案模擬,首先需創建準確的 BIM 模型??刹捎煤喕?BIM模型,其精細度滿足換乘方案分析的要求即可,具備地面、墻面、門、坡道、樓梯、自動扶梯、欄桿和出入口(目的地)等客流行走的空間元素。采用專業的人流模擬軟件,通過設置車站內的人流特征、客流量、環境特征等,模擬一定時間內的客流,計算平均每分鐘的人流分布
132、,得出客流熱力圖,直觀顯示客流在車站的擁堵情況。尤其需要分析地鐵在早晚高峰時的客流情況,模擬多種換乘方案下的換乘時長及擁堵情況,避免大客流換乘不當引起的擁堵。進一步,針對車站內的擁堵區域或節點,設置“分析區域”,得出節點處具體客流數值變化,包括客流量、步行時間、步行距離、擁堵情況等。根據需求生成折線圖、柱狀圖,分析節點處客流隨時間的具體變化??偨Y而言,其重要的分析指標主要包括以下幾方面:1)效率衡量:空間利用率、客流率等;2)運營效率:交通熱點、交通瓶頸等;3)容量計算:最大客流、占用程度等;4)乘客體驗:旅行時間、等候時間、排隊時間、客流密度等。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求)數據準
133、備要求 1)車站 BIM 模型:可僅保留人流能到達的位置,如出入口、站臺、站廳、閘機、樓扶梯等;2)客流資料:包含某一時間段的進出客流、換乘客流等,可預測客流情況;3)流線設計圖:車站內的流線設計。(2)軟件功能要求軟件功能要求 換乘方案模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Legion、Massmotion 等客流模擬分析軟件):1)宜具備平面、三維等視圖功能,具有導航、漫游等瀏覽模式;61 2)宜具有定義人員參數的功能,如人員數量、密度、人流速度等??筛鶕土鞯钠鸾K點模擬人流動向;3)依據特定區域的人
134、員特征可計算最佳的換乘路徑,并模擬換乘時間。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據不同的換乘方案創建車站相應的 BIM 模型,并確保 BIM 模型具備換乘方案模擬分析的元素;2)將 BIM 模型導入客流分析軟件,定義起終點,并設置樓扶梯、閘機、購票區域、站臺站廳等區域;3)根據規范要求和預測客流情況,設置換乘站人員參數,模擬分析不同換乘方案下客流熱力圖,計算最短路徑、換乘時間等指標,并校核是否符合城市軌道交通相關規范要求;4)根據換乘方案模擬結果,對客流擁堵,或不符合規范的區域進行調整優化,直至通過為止,并形成換乘方案分析報告;5)基于換乘方案模擬分析結果,生成方案模擬視頻、動畫,并進行成
135、果交付。換乘方案模擬參考資料業務流程數據的輸入和輸出開始數據準備方案一換乘BIM模型計算最短換乘路徑與換乘時間換乘方案展示模型車站BIM模型換乘方案模擬視頻、動畫校核相關換乘指標軌道交通客流相關規范結束換乘方案分析報告方案二換乘BIM模型方案n換乘BIM模型定義人員參數模型是否符合要求否是客流資料、流線設計模擬換乘方案 圖圖 5-16 換乘方案模擬換乘方案模擬 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)換乘方案模擬分析報告,主要包括項目概況、分析所用軟件及介紹,方案所使用的人員參數情況,模擬結果熱力圖、客流換乘指標等;2)換乘方案分析模擬視頻、動畫;3)模擬優化后模型。62
136、 4、應用價值應用價值 傳統的換乘方案模擬主要采用數值計算方式得出相關結論,難以形象化呈現客流動向、客流分布、客流密度等方面?;?BIM 模型開展換乘方案模擬,可形成換乘過程中的客流熱力圖,讓項目相關方直觀、清晰地在復雜的車站空間內了解換乘方案,通過視頻動畫等三維交互方式,形象地體驗換乘路徑,對換乘應用場景提出相關意見和建議,優化換乘方案,進而提升車站設計質量。5、應用案例應用案例 深圳地鐵 13 號線深大東站位于科苑南路與白石路交叉口以南,是 13 號線與 9 號線的換乘站,13 號線車站呈南北向埋設于科苑南路下,9 號線車站呈東西向埋設于白石路下。地下一層為站廳層;地下二層為設備層;地下
137、三層為站臺層。車站總建筑面積為 20243.24 m2。車站東南側主要有深圳市留學生創業大廈、在建的迅雷大廈和彩訊科技、待建的北京郵電大學及中南大學研究院,東北側為深圳軟件園、深圳市數字技術園,西北側為 383 中巴停車場、深港產學研基地,西南側為香港中文大學深圳研究院、中國電信科院路營業廳及武漢大學深圳研究院等。車站站址東側規劃為新型產業用地,西側為社會停車場用地、新型產業及教育科研用地。車站周圍客流需求較大。圖圖 5-17 深大東站總平面圖深大東站總平面圖 本項目采用“建模仿真修改再仿真”的技術路線優化車站設計,結合深大東站建設設計方案以及 深圳市城市軌道交通 13 號線工程客流預測專題報
138、告,開展換乘方案模擬分析。分析車站空間布局,仿真模擬分析的范圍定為站廳層、站臺層,核驗超高峰小時一列進站列車所載乘客及站臺上的候車人員能在 6min 內全部疏散至站廳公共區或其他安全區域、公共區乘客人流密度參數是否符合乘客疏散和安全運營要求。63 預測客流規模是本方案分析的重要基礎,本次模擬采用 Legion 仿真軟件自帶的中國通勤交通乘客速度曲線,該成果來源于北京、上海等城市軌道交通車站內部的行人交通流特性研究成果,符合中國人的交通特性。另外,車站內閘機的通過能力采用 30 人/分鐘、自動扶梯運行速度為 0.65 米/秒。經模擬,可計算分析 13 號線和 9 號線早高峰小時客流,計算得出深大
139、東站換乘客流情況,包括換乘客流方向分布、與周邊交通分向客流情況、客流密度圖等,下圖分別展示了深大東站累計最大客流密度圖、累計平均客流密度圖。分析模擬仿真結果,深大東站在遠期早高峰期時,上下行線站臺抵抗短時大客流沖擊能力強,在高峰小時內均未發生擁堵;站廳層付費區均處于舒適水平,服務水平較好。為進一步提高車站運營服務水平,得出如下建議:1)車站南側出站閘機距離北側出站閘機較遠,受客流沖擊影響大,建議在 13 號線車站中部增加出站閘機;2)13 號線站臺等候區有較大的沖擊客流,樓扶梯口部在此處有小范圍擁堵,建議高峰時間段在站臺層增加客流疏導;3)13 號線非付費區通道處客流較大,在轉折處容易發生擁堵
140、,優化安檢處欄桿,擴大通道寬度??梢?,基于 BIM 技術開展換乘方案模擬,可及時分析不同車站方案下的換乘方案,進而優化車站設計,提高深大東站后期運營的服務管理水平。(a)地下一層(站廳層)(b)地下二層(9 號線站臺層)(c)地下三層(13 號線站臺層)圖圖 5-18 累計最大客流密度圖累計最大客流密度圖 64 (a)地下一層(站廳層)(b)地下二層(9 號線站臺層)(c)地下三層(13 號線站臺層)圖圖 5-19 累計平均客流密度圖累計平均客流密度圖 車站車站凈高優化凈高優化 1、應用場景、應用場景 在車站設計過程中,需要考慮機電管線的綜合布局,在保證機電管線的基礎上,還需要考慮車站內公共區
141、、設備用房、風道等區域的凈空高度,保證人員舒適性、維修維??臻g等要求。車站內的凈高優化可與機電管線綜合優化同步進行,主要是基于各專業模型優化機電管線排布方案,對車站內最終豎向設計空間進行分析,并得出最優的凈空高度。2、應用要點、應用要點 凈高優化分析應在車站土建模型的基礎上排布管線方案,主要包括公共區、設備區、風道、走道等管線布置區域。除滿足綜合管線排布的功能需求,凈高優化主要考慮凈空高度滿足相關規范要求,以及維保維修需求等主要因素,根據凈高優化結果,優化設計方案并做出相應的調整。表 5-1 車站內主要空間的凈高要求 站廳層 位置 要求 公共區地面裝修面至吊頂底面凈高(地下站)3400mm 車
142、站一般用房地面至吊頂底面凈高 2600mm 通道或天橋地面至吊頂底面凈高 2600mm 公共區地面裝修面至任何懸掛障礙物 2800mm 內部管理用房區走道凈高 2400mm 換乘通道高度 通道裝修吊頂凈高不低于 3400mm 65 與既有線換乘的車站,通道裝修吊頂凈高 3000mm 站臺層 公共區地面裝修面至吊頂底面凈高(地下站)3000mm 站臺地面裝修面至任何懸掛障礙物 2600mm 地下站一般用房地面至吊頂底面凈高 2400mm 內部管理區走道凈高 2400mm 設備用房地面至吊頂底面凈高,按相關專業的技術要求執行。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)車站土建、機
143、電管線綜合模型;2)凈高分析的關鍵部位,如設備用房、車站公共區域、走道、車道上空等。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 車站凈高分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備距離量測與標注功能;3)宜具備碰撞檢查與分析功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據統一坐標基點集成車站土建模型和機電管線綜合模型,運用 BIM 三維可視化技術,計算車站內各凈空高度是否滿足城市軌道交通工程相關規范要求。同時,應保證綜合管線之間應具有足夠的維修維??臻g;2)初步調整優化后,針對
144、車站公共區、設備區等關鍵區域,在合理設計范圍內最大化提升凈空高度,以提升車站室內設計的美觀性;3)車站內凈高還需要考慮車站內大型設備的尺寸信息,在設備運輸到場安裝過程中,其運輸路徑的凈空需滿足設備運輸要求;4)車站室內凈高優化后,建設單位組織對凈高優化方案進行審核,審核方案的合理性、美觀性等。若審核不通過,設計單位需根據意見進行整改;5)基于凈高優化后形成最終的車站各專業 BIM 模型。66 車站凈高優化參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備優化后車站BIM模型凈高分析報告結束車站土建模型凈高檢查否是車站機電管線綜合模型各專業模型整合碰撞檢查否是模型調整優化管線綜合優化分析凈高空間 圖圖
145、 5-20 車站凈高優化車站凈高優化 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)優化后車站 BIM 模型,根據凈高優化調整后的各專業 BIM 模型;2)凈高分析報告,報告應說明不同設計參數條件下對凈高的影響,并得出凈高優化方案,包括管線尺寸與布局、關鍵區域凈高視圖等。4、應用價值、應用價值 凈高分析優化過程中需要綜合考慮各專業設備、管線的空間位置關系?;?BIM 技術開展凈高分析,可運用 BIM 模型三維可視化的特點,對空間狹小、管線密集或凈高要求高的城市軌道交通工程進行碰撞檢查、距離量測,可直觀、準確地排查不滿足凈高要求及裝修美觀需求的部位。設計單位優化凈高后,可避免后
146、期施工變更,保證工期、節約成本。5、應用案例、應用案例 ??诱臼巧钲诘罔F 16 號線二期地下車站,位于沙荷路和規劃安業路交叉口,沿沙荷路東西向敷設。車站總建筑面積 17559 m2,為地下二層車站,站臺寬 12m,地下一層為站廳層,地下二層為站臺層。首先通過 Revit 軟件建立建筑、結構、通風、動照、給排水、弱電等專業三維模型,并借助三維建模的優勢進行碰撞檢查,調整管線路由,優化管線布置,提升空間凈高,以達到最佳空間利用率。其中,對于設備區走道、公共區等主要位置的凈高分析如下:(1)設備區走道:設備區管線類型眾多,通過管線優化,將管線底標高由 2.8m 調整至3m,并留出 0.7m 的安裝維
147、護空間,以保證后期維修維保的可實施性。67 (a)優化前 (b)優化后 圖圖 5-21 設備區走道凈高分析模型設備區走道凈高分析模型(2)公共區第一跨:公共區第一跨為管線從設備區至公共區轉換的空間,管線數量多,路由交叉復雜,通過 BIM 優化,該區域管線底標高由 3.2m調整至 3.4m。圖圖 5-22 公共區第一跨凈高分析模型公共區第一跨凈高分析模型 通過 BIM 三維模型完成綜合管線深化后,更準確地表現車站每個設備用房及走道等區域的凈高,同時也提高了空間利用率,實現直接指導施工的目的。車站照明分析車站照明分析 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通項目是城市建設和發展的名片,為保證地鐵運行服
148、務質量,合理設計車站照明,滿足車站內的亮度要求,是車站設計的重要環節?;诔鞘熊壍澜煌椖拷ㄖ桨?,采用專業的照明分析軟件,對車站室內進行照明模擬分析,模擬仿真常規運營狀態下的照明,解決燈具布置是否滿足功能需求、燈光表現是否達到預期效果、整個空間的照度亮度分布是否符合規范要求等問題,優化照明設計方案。2、應用要點、應用要點 68 照明分析應在土建深化模型的基礎上開展,在布局方面,主要考慮照明設備布置位置與數量、照明管線布置等;在效果方面,主要開展車站站廳、站臺等區域的亮度、平均亮度、亮度均勻度、照度、不舒適炫光及失能炫光等計算分析。結合 BIM 模型,可高精度地仿真模擬車站的照明效果,為管理人
149、員提供可交互的虛擬照明場景。對于地上車站項目,宜考慮日照采光對車站照明的影響,充分融合環境因素,促進節能減排。城市軌道交通工程的區間隧道、車輛基地、主變電所等其他項目的照明分析相類似,各項目對照明的需求略有差異,可根據功能場景的需要開展照明分析。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)車站土建模型;2)燈具模型及其資料。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 車站照明分析 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 DIALux、ElumTools 等照明應用軟件):1)可對模型進行三維瀏覽與漫游;2)
150、具有豐富的燈具產品構件;3)具備燈光效果渲染功能;4)具備距離量測功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據城市軌道交通工程的照明規范以及相關規范要求,基于車站土建模型設計燈具整體布局,包括燈具排列、燈具效果等。通過照明分析軟件計算分析各方案的照度情況,并輸出照明仿真渲染視頻或圖片;2)建設單位組織項目相關單位審核車站照明方案,對比分析不同方案的合理性、美觀性和經濟性;3)基于車站照明分析結果,生成照明分析報告和視頻動畫等可視化成果文件。69 車站照明分析參考資料業務流程數據的輸入和輸出開始數據準備照明方案一照明分析報告車站土建BIM模型照明仿真可視化成果確定照明方案城市軌道交通照明相關
151、規范結束優化后BIM模型照明方案二照明方案n方案審核否是調整不同參數形成照明方案在BIM模型上布置燈具 圖圖 5-23 車站照明分析車站照明分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)照明分析報告,包括照明設備數量、布局方案、燈具設備參數等;2)照明仿真的可視化成果,通過視頻、圖片等方式呈現車站內照明效果;3)優化后 BIM 模型。4、應用價值、應用價值 城市軌道交通項目照明是乘客對地鐵最直接的感受和體驗。在照明分析設計中,除了關注照明設備的亮度、照度、均勻度是否達到標準,還需要以乘客的視角切實考慮照明效果?;?BIM 技術開展車站照明分析,能夠提供準確、完整的車站內
152、空間數據。在準確有效的車站空間布局燈具,并根據地鐵設計規范要求輸入平均亮度、總均勻度、縱向均勻度、眩光限制閾值、環境比等,可快速生成照明效果。項目各參與方通過直觀、形象的三維照明方案,有利于提高設計方案的溝通和決策效率。同時,基于 BIM 技術可根據意見或建議不斷調整方案,快速響應變更,使得照明設計更有依據、更科學,提高照明分析的設計效率。5、應用案例、應用案例 深圳地鐵 3 號線四期工程梨園站位于龍崗大道與規劃龍平東路交叉路口,沿龍崗大道路中南北向敷設。車站長 156m,寬 18.7m,為地上三層島式高架車站,是全線唯一一座高架車站。該站共設有 4 個出入口,采用現澆法,車站總面積為 881
153、6.24m。70 (a)車站 BIM 模型 (b)站臺層 圖圖 5-24 梨園站模型梨園站模型 本項目借助 BIM 技術的三維可視化特點,對站臺的的照明方案進行了詳細分析。梨園站站臺長度 112m,寬度 16.8m,空間高度 6.5m,安裝高度 3m。在車站 BIM 模型基礎上,結合站臺通用的燈具型號規格,設置不同的照明方案,具體方案如下:(1)燈具間隔 1750mm、24W,面板燈(2)燈具間隔 1750mm、36W,面板燈(3)燈具間隔 2000mm、24W,面板燈(4)燈具間隔 2000mm、36W,面板燈(5)燈具間隔 1750mm、24W,面板燈;筒燈 50W(6)燈具間隔 1750
154、mm、36W,面板燈;筒燈 50W(7)燈具間隔 2000mm、24W,面板燈;筒燈 50W(8)燈具間隔 2000mm、36W,面板燈;筒燈 50W 采用專業分析軟件可生成車站照明的照度等級、等照度圖、點照度值、點照度表、灰階圖等成果,通過照明渲染方案,從光源、色溫、配光曲線到樣本圖片等方面進行對比分析。下圖展示了前面六種方案的照明分析結果的等照度圖。71 方案一:燈具間隔 1750mm、24W,面板燈 方案二:燈具間隔 1750mm、36W,面板燈 方案三:燈具間隔 2000mm、24W,面板燈 方案四:燈具間隔 2000mm、36W,面板燈 方案五:燈具間隔 1750mm、24W,面板燈
155、;筒燈50W 方案六:燈具間隔 1750mm、36W,面板燈;筒燈50W 圖圖 5-25 車站照明分析方案對比分析車站照明分析方案對比分析 室內室內通風模擬分析通風模擬分析 1、應用場景、應用場景 一般情況下,城市軌道交通項目處于地下半封閉空間。作為重要的公共交通基礎設施,室內空間除了滿足乘客日常乘車出行的舒適度,還需要考慮突發事件發生時車站內的氣流組織。因此,對城市軌道交通的通風設計提出了較高的要求??刹捎?BIM 模型對城市軌道交通項目車站內的公共區、設備用房、排熱風道等區域進行氣流組織模擬分析,驗證通風方案的可行性,并輔助通風方案的優化。2、應用要點、應用要點 72 通風模擬分析應在通風
156、空調系統設計方案的基礎上進行,主要包括模擬區域空間布局、通風空調系統計算、管線路由及末端風口布置、通風空調參數及模擬區域邊界條件設定等。在開展通風模擬分析前,可對 BIM 模型進行必要的簡化,保留與通風模擬分析相關的工程對象。在驗證通風設計方案可行性過程中,主要從氣流組織、舒適度、節能效果等方面分析通風方案,可通過不同方案的對比分析尋求最佳的通風設計方案。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)城市軌道交通項目模擬區域的 BIM 模型,宜具備出入口、風道、孔口、空調等(若有);2)通風空調設計方案。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 室內通風模擬分析 BIM 應用軟件宜具有以
157、下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE等建模軟件,以及Airpak、Comsol、Ansys等CFD(Computational Fluid Dynamics,計算流體力學)模擬分析軟件):1)可對模型進行瀏覽與漫游展示;2)可計算模擬區域內溫度場、速度場、壓力場等氣流組織相關參數;3)可生成通風模擬效果圖。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)結合城市軌道交通工程及相關規范要求,初步確定通風空調設計方案;2)根據項目上游專業提資情況,完成通風空調發熱量、新風量、通風量等負荷計算;3)創建模擬區域 BIM 模型,包括模擬區域主要設備布置、通風空調系統管路
158、及風口布置等。結合 BIM 模型和模擬軟件建模原則,簡化 BIM 模型并輸入 CFD 軟件;4)對通風模擬參數進行設定,包括模擬區域溫濕度、室外溫濕度、送/排風口風量等,對模擬區域進行網格劃分和求解器設定;5)核查模擬結果,對比模擬結果的輸入參數與設定參數的一致性,驗證方案準確性;6)建設單位組織審核城市軌道交通項目通風設計方案的合理性、有效性,驗證通風空調方案的可實施性;7)基于城市軌道交通項目室內通風模擬分析結果,生成通風模擬分析報告、切片云圖等成果。73 室內通風模擬分析參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備優化后BIM模型通風模擬分析報告結束模擬區域BIM模型通風空調設計方案將模
159、型簡化后導入分析軟件結果檢查否是形成通風設計方案設定邊界條件調整模擬參數通風模擬計算分析調整優化方案通風模擬相關圖表 圖圖 5-26 室內通風模擬分析室內通風模擬分析 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)通風模擬分析報告;2)優化后 BIM 模型;3)通風模擬分析后的相關圖表,應清晰表達所分析區域的風速場、溫度場、壓力場等。4、應用價值、應用價值 室內通風模擬分析是基于 BIM 模型結合 CFD 計算軟件,模擬通風空調實際運行情況下的氣流組織,將通風空調氣流組織轉化為風速場、溫度場、壓力場等,直觀表達氣流組織分布情況,以驗證通風空調方案的效果?;?BIM 技術的通風
160、模擬分析,可創建形成城市軌道交通項目室內不同的 BIM 模型,對比分析不同的通風空調方案,比選出滿足相關規范及室內溫濕度要求的最優方案。同時,通風模擬分析可對已有的通風設計方案進行優化,對不同輸入參數的通風空調方案進行模擬分析,達到精細化設計的目的,滿足城市軌道交通項目正常運行、乘客及車站設備和管理人員的正常候車、工作等環境需求。5、應用案例、應用案例 變電所、通信用房、控制室等設備用房為地鐵安全運行提供保障,是城市軌道交通工程中車站的重要房間。該類房間若發生火災,需快速滅火,最大限度地減少火災損失。在深圳市城市軌道交通 16 號線一期的回龍埔站環控電控室開展了通風模擬分析,以驗證通風設計方案
161、的合理性。74 在本項目中,七氟丙烷為滅火介質,模擬電器類房間災后排氣過程,分析風口布局對氣體滅火房間火災后排氣效果的影響,驗證設置下排風口 2 次換氣次數的方案能否滿足災后排氣的需求。(a)方案一 無下排風口 (b)方案二下排風口(2 次換氣)(c)方案三 下排風口(一半風量)圖圖 5-27 環控電控室設備及風口布置方案示意圖環控電控室設備及風口布置方案示意圖 前期通過BIM技術創建環控電控室的簡模,并采用CFD軟件對分析區域進行通風模擬。初始時,房間內滅火氣體的體積分數為 10%,滅火氣體和空氣混合均;隨著排氣過程的開展,純凈的空氣從送風口進入房間,滅火氣體和空氣的混合物通過排風口排向室外
162、,受氣體密度的影響,不同位置排風口排出的滅火氣體體積分數存在明顯差異,不同時刻三種方案滅火氣體的濃度分布如下圖。方案一 方案二 方案三 (a)6 min 方案一 方案二 方案三 (b)12 min 75 方案一 方案二 方案三 (c)18 min 圖圖 5-28 不同方案下滅火氣體濃度分布隨時間變化圖不同方案下滅火氣體濃度分布隨時間變化圖 經模擬分析對比,通風效果從高到低排序依次為方案二、方案三、方案一。通過對比分析不同風口布置方案的滅火氣體瞬態排除過程,滅火氣體密度大于空氣密度時,滅火氣體在房間內出現分層,房間下半部分滅火氣體的平均濃度大于房間上半部分,下排風口的設置有利于滅火氣體的排除。在
163、房間條件允許時,設置下排風口及增大下排風口的風量有利于滅火氣體的排除。5.4 施工圖設計施工圖設計 建筑方案優化建筑方案優化 1、應用場景、應用場景 經城市軌道交通初步設計,明確了項目整體方案的相關要求,需進一步開展方案深化與優化工作,對軌道交通建筑限界、區間、站場、人員出入口布設等方面進行方案優化。尤其對于城市軌道交通工程項目,涉及專業多,需綜合考慮各專業之間的協調性,并優化調整城市軌道交通項目的功能區域劃分。2、應用要點、應用要點 在建筑方案優化過程中,除協調城市軌道交通工程其他專業之間的接口,需根據建筑物的樓層關系、視覺效果、體驗觀感、人流路徑等方面對建筑方案進行對比分析,從中優選最佳方
164、案,并及時反饋至其他專業進行調整與優化。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 車站、區間、車輛段、主變電所、控制中心等建筑模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 76 建筑方案優化 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE、Rhino、Sketchup 等軟件):1)宜具有豐富的建筑構件庫;2)可表達光線材質等建筑效果;3)可對模型進行流暢的瀏覽與漫游;4)宜具有效果仿真與渲染功能;5)宜具有碰撞檢查與分析功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)以車站項目為例,整合車站結構、給排水、通風空調、電氣、站臺門等各專
165、業模型,并審核各專業設計信息的完整性、準確性;2)基于車站的建筑指標要求,綜合考慮各專業之間的協調性,從美觀性、經濟性、舒適度、可實施性等方面優化建筑方案;3)基于不同的建筑優化方案形成 BIM 模型,采用三維可視化的方式向建設單位及項目相關方進行展示,提升溝通效率,輔助決策。若不符合要求,或存在變更意見,應根據意見或建議修改完善建筑方案。相應地,根據變更方案調整并重新生成 BIM模型;4)基于建筑方案優化后的 BIM 模型生成相應的漫游視頻、動畫等,并形成建筑方案優化分析報告,進行成果交付。建筑方案優化參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備漫游視頻、動畫建筑方案優化模型結束建筑專業初步
166、設計模型各專業模型審核建筑優化方案1BIM模型建筑優化方案2建筑BIM模型建筑優化方案n建筑BIM模型方案優化報告方案審查否是否是整合各專業模型形成建筑優化方案建筑方案調整 圖圖 5-29 建筑方案優化建筑方案優化 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)建筑方案優化模型,滿足建筑方案調整且審查通過的 BIM 模型;77 2)優化后的建筑方案漫游視頻、動畫;3)建筑方案優化分析報告。4、應用價值、應用價值 傳統的二維深化設計不夠直觀清晰,在城市軌道交通工程多專業、多空間、高標準等情況下,二維形式更難以實現形象化的建筑方案呈現。通過 BIM 三維模型,可形象化地協調各專業之
167、間的沖突,綜合調整各區域房間布置,使公共區域、房間排布、出入口布設等方面更趨合理,項目各參與方基于三維可視化的 BIM 模型,有利于提升溝通效率,并借助渲染仿真模擬,真實體驗建成運營后的建筑狀態,輔助方案審查和決策。進一步,優化后的建筑方案,可提升項目方案的準確性、可實施性,指導現場施工,節省后期可能返工的風險。5、應用案例、應用案例 南油站是深圳地鐵 9 號線和 12 號線同步實施的雙島四線換乘地下站,位于南海大道與登良路交叉路口,沿南海大道南北向布置。車站總建筑面積 34940.85 m2,為地下二層車站,站臺寬 12+12m,地下一層為站廳層,地下二層為站臺層。南油站位于深圳市交通最繁忙
168、的城市主干道,交通流量大、周邊環境復雜、地下管線眾多、工程實施難度大。借助 BIM 技術的三維可視化技術開展建筑方案深化,首先集成各專業模型,在統一的BIM 模型開展溝通協調。運用 BIM 軟件的碰撞檢查功能可快速檢查各專業之間的沖突與碰撞,形象化地協調各專業之間的沖突問題。同時,綜合調整各區域房間布置,使公共區域、房間排布更趨合理,減少結構孔洞和預留預埋件錯誤導致的后鑿損傷和返工,提高后期施工效率,避免工期延誤,也節省了后期返工的損耗成本。針對車站的出入口設計方面,采用BIM 模型與周邊環境數據進行集成,為項目各參與方提供形象化的出入口位置關系表達方式,使項目相關方能夠高效便捷地提出方案優化
169、建議,提高建筑設計質量。(a)車站各專業模型集成 78 (b)局部優化效果一 (c)局部優化效果二 圖圖 5-30 建筑方案優化效果圖建筑方案優化效果圖 客流與應急疏散模擬客流與應急疏散模擬 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通項目作為乘客出行、通勤的重要交通工具,除了滿足日常運營的客流管理,在突發事故下,地鐵設計也需滿足應急疏散要求。在開展城市軌道交通工程深化設計時,可將 BIM 模型與客流仿真模型相結合,輔助驗證設計方案在客流和應急疏散方面的合理性。2、應用要點、應用要點 在開展客流與應急疏散模擬前,宜首先明確設計方案、客流量、行車組織方案等相關技術要求,為客流與應急疏散模擬準備基礎數據。
170、客流與應急疏散模擬應用僅需要簡化的 BIM模型,宜具備地面、墻面、門、坡道、樓梯、自動扶梯、欄桿和出入口(目的地)等元素,并具備準確的幾何占位尺寸和位置。在客流與應急疏散模擬過程中,應通過設置人流特征、客流量、環境特征,模擬分析高峰時段、平峰時段下的客流特征,以及應急事件造成擁堵的客流情況,輔助客流與應急疏散方案的優化。應急事件包括火災、臺風、地震、戰爭、暴恐等突發災害和事故等,通過調整不同的環境特征和人流參數,可模擬應急事件下的疏散方案。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)城市軌道交通工程設計模型,包含地面、墻面、門、坡道、樓梯、自動扶梯、欄桿和出入口(目的地)等要素
171、的簡化模型;2)項目預測的高峰、平峰時段客流信息;3)城市軌道交通項目客流和應急疏散要求;4)項目運營方案。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 客流與應急疏散模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、79 馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Legion、Massmotion、Pathfinder 等客流模擬分析軟件):1)宜具備平面、三維等視圖功能;2)宜具有定義客流參數的功能,如客流數量、密度、速度等;3)可根據客流的起終點模擬客流動向與路徑。(3)應用流程要求)應用流程要求 客流模擬與應急疏散模擬的應用過程類似,主要是環境參數和人流特征的
172、差異,下面主要以應急疏散模擬為例進行分析說明。1)簡化 BIM 模型,并確保 BIM 模型具備應急疏散模擬分析所需的元素,如地面、墻面、門、坡道、樓梯、自動扶梯、欄桿和出入口等;2)將簡化的 BIM 模型導入客流模擬分析軟件。在軟件中,根據設計信息錄入樓層(平臺)、房間分區(或防火分區)、墻體(隧道壁)、門窗(洞口)、樓梯(上下聯絡通道)、電梯等信息,并檢查所分析模型的幾何尺寸、空間關系、構件連接關系等是否準確,設置起終點以及疏散路徑;3)輸入客流量、行車組織等信息,設置應急疏散算法進行模擬分析,計算緊急情況下總疏散時間、平均速度、熱力圖等,并分析最優逃生路徑,校核疏散指標,驗證疏散方案的準確
173、性、可行性。在應急疏散模擬分析過程中,應注意區分高峰、平峰場景下的客流量分析;4)組織審核應急疏散方案,根據意見或建議對方案進行調整與優化;5)基于應急疏散模擬分析結果,形成應急疏散方案,并生成應急疏散模擬視頻、動畫等,并進行成果交付??土髋c應急疏散模擬參考資料業務流程數據的輸入和輸出開始數據準備客流/應急疏散分析報告城市軌道交通項目BIM模型客流/應急疏散模擬視頻根據意見優化方案城市軌道交通客流相關規范結束優化后BIM模型結果驗證否是比選不同的客流/應急疏散方案項目運營方案城市軌道交通項目預測客流數據模型簡化后導入客流分析軟件根據分析工況錄入或調整客流/應急疏散分析參數客流/疏散分析指標應急
174、疏散時間通過人流量平均客流/應急疏散速度客流/應急疏散熱力圖客流/應急疏散路徑 方案審核否是確認客流/應急疏散方案 圖圖 5-31 客流與應急疏散模擬客流與應急疏散模擬 BIM 應用流程應用流程 80(4)應用成果要求)應用成果要求 1)客流/應急疏散模擬分析報告,客流模擬分析報告應體現早晚高峰、平峰等場景下的客流狀況,并對客流引導提出相關建議;應急疏散模擬分析報告應體現特定工況疏散條件下的各方面影響因素,通過分析計算得出人員疏散時間、疏散路線統計數據,提出改進疏散性能的方案和措施、應急預案的疏散要點建議等;2)客流/應急疏散模擬視頻,應體現運行過程中人員日??土骰驊笔枭⒌膱鼍?,通過透視圖、
175、熱力圖等方式表現。4、應用價值、應用價值 采用 BIM 技術開展客流與應急疏散模擬,有助于提高城市軌道交通工程的設計質量,以及應對突發事件的應急指揮調度能力。在客流模擬分析方面,城市軌道交通項目運營期間客流量大,尤其是換乘站、樞紐站等復雜項目,在三維 BIM 模型的環境基礎上,以預測及經驗測算的客流量模擬高峰時段、平峰時段的客流情況,可分析客流特征,為車站內的客流引導提出完善建議。尤其對于樓梯口、電梯、出入口等關鍵區域,易造成擁堵,結合 BIM 模型可為現場的客流管理措施提供依據,保障地鐵車站客流管理需求,提高設計質量。在應急疏散模擬分析方面,采用創建的城市軌道交通項目 BIM 模型,可為城市
176、軌道交通項目的應急疏散設計提供全面數據。通過軟件分析,可提前發現疏散設計不合理問題,最大程度消除應急疏散設計缺陷。結合 BIM 技術的三維化、數字化優勢,可清晰定位項目內的應急物資、消防設施設備、疏散通道等位置和狀態,輔助制定合理的疏散路線和救援應急預案。通過基于 BIM 技術優化應急疏散方案,有效降低了潛在的人員傷亡風險,為乘客出行提供安全保障。5、應用案例、應用案例 科技館站是深圳地鐵 12 號線的地下站,位于規劃南環路與規劃海匯路交叉口,車站周邊現狀主要是空地(規劃未穩定)。車站是地下二層島式站臺,共設 2 個出入口、2 組風亭,車站總面積為 13869.3m。根據地鐵設計規范(GB 5
177、0157-2013)規定:車站站臺公共區的樓梯、自動扶梯、出入口通道,應滿足當發生火災時在 6min 內將遠期或客流控制期超高峰小時一列進站列車所在的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達安全區的要求。結合 BIM 技術開展應急疏散模擬,能夠在設計階段提前模擬疏散所需時間,并依據仿真模擬結果對設計方案進行優化。81 圖圖 5-32 基于基于 BIM 的科技館站客流模擬的科技館站客流模擬 結合科技館站預測客流數據,對科技館站遠期客流進行仿真模擬,原設計方案能夠滿足6min 內疏散站內所有乘客的要求。但總體分析車站模擬情況時發現,部分閘機處存在擁堵,構成車站運行的瓶頸點,易引發事故。因此,對該處的
178、閘機進行優化,閘機處密度由 F 級服務水平(擁堵)提高至 C 級服務水平(比較順暢),有效降低了原方案瓶頸處的客流密度,提升客流疏散水平。(a)原方案客流密度 (b)優化方案客流密度 圖圖 5-33 科技館站方案優化前后客流密度圖科技館站方案優化前后客流密度圖 管線綜合與碰撞檢查管線綜合與碰撞檢查 1、應用場景應用場景 集成城市軌道交通項目各專業模型,應用 BIM 三維可視化技術對機電管線整合優化。檢查機電管線、土建專業的碰撞,核查機電管線的錯漏碰缺問題,完成項目設計圖紙范圍內各種管線布設與建筑、結構平面布置的三維協同設計工作。根據檢查問題,優化機電管線布置方案,在避免空間沖突的前提下,使其滿
179、足運輸、安裝、運行及維護檢修的空間使用要求。2、應用要點應用要點 管線綜合與碰撞檢查應在土建深化模型的基礎上開展。開展管線綜合和碰撞檢查過程中,若無特殊原因,一般應遵循以下原則:(1)對于室內管線對于室內管線 82 1)根據項目特點應明確界定風管、水管、橋架等空間分層的標高關系;2)在滿足凈高要求的前提下,各專業管道宜水平分層布置,應盡可能做到呈直線、互相平行、不交錯,管道不宜翻彎過多;3)考慮施工安裝、運營維修更換的操作距離預留,以及設置支、柱、吊架的空間等;4)可彎管線讓不可彎管線,分支管線讓主干管線;5)金屬管避讓非金屬管。因金屬管易切割、彎曲和連接;6)附件少的管道避讓附件多的管道。有
180、利于后期的施工和檢修;7)大管優先,小管讓大管。因小管道造價低,且容易安裝,通風空調管道、排水管道、排煙管道等占據空間較大的管道應優先布置;8)有壓管道避讓無壓管道。如冷凝水排水管、雨排水管、生活污水管等管道均靠重力排水,其水平管段需保持一定的坡度,在與有壓管道碰撞時,應優先考慮無壓管道。而有壓管道之間,低壓管需避讓高壓管;9)電氣管線避熱避水。在熱水管線、蒸汽管線上方及水管的垂直下方不宜布置電氣線路;10)強弱電分設。由于弱電線路如電信、有線電視、計算機網絡等線路易受強電線路電磁場的干擾,因此強電線路與弱電線路不應敷設在同一個電纜槽內,且應保留一定距離。(2)對于對于室外管線室外管線 需遵循
181、市政管線規范的相關要求,宜水、電分離,管線的埋置深度、坡度和間距應滿足相關規范要求。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)各專業設計模型;2)管線綜合優化原則及布置方案。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 管線綜合與碰撞檢查 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Solibri Model Checker 等碰撞檢查分析軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備碰撞檢查與分析功能;3)宜具備量測與標注功能;83 4)宜具備管線標注出圖功能。(3)應用流
182、程要求)應用流程要求 1)整合各專業 BIM 模型,核查模型的完整性、準確性;2)根據排布方案和相關規范,對項目全專業管線進行綜合排布;3)采用軟件自動檢查管線之間碰撞、管線與建筑和結構之間的碰撞、結構構件之間的碰撞,對檢查結果進行人工校審并記錄。經檢查得出的碰撞點,反饋至相關專業設計單位進行審查和確認,根據碰撞情況進行模型優化;4)通過設置合適的碰撞檢查距離,對機電管線的保溫、安裝空間、檢修空間、凈空等開展進一步檢查,對各碰撞位置進行詳細分析并記錄。經檢查得出的問題區域,反饋至相關專業設計進行審核和確認,根據問題情況進行模型優化;5)應基于管線綜合與碰撞檢查結果調整優化模型方案,并編制管線綜
183、合與碰撞檢查分析報告。管線綜合與碰撞檢查參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備管線綜合與碰撞檢查分析報告集成土建和機電模型管線綜合優化結束各專業優化模型模型審核碰撞檢測形成管線綜合模型管線排布方案碰撞報告各專業模型否是模型檢查否是城市軌道交通工程相關管線規范 圖圖 5-34 管線綜合與碰撞檢查管線綜合與碰撞檢查 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)優化后的各專業模型,經管線綜合和碰撞檢查分析后,各專業設計師調整完善后的BIM 模型。其中,管線排布應合理、美觀,管線路由和標高應定位準確,并應符合相關規范和功能要求;管線綜合模型中關鍵或復雜區域應設置局部詳圖或剖面視
184、圖;管線綜合和碰撞檢查調整后,其凈高應滿足相關規范要求;2)管線綜合與碰撞檢查分析報告,應詳細體現單專業、多專業之間的各類構件碰撞,以及設計過程中可能存在的軟碰撞等,分專業生成碰撞檢查點位,并提出優化建議。84 4、應用價值應用價值 傳統管線綜合的方式是將所有機電專業及土建專業的圖紙進行疊加,然后選取重點部分或管線較為復雜的部位,針對性地繪制剖面圖,或針對各類設備機房繪制機房大樣及剖面圖。該方式對后續施工有一定指導意義,但絕大多數情況下還需要進行施工二次深化,且設備大小、閥門閥件的尺寸在傳統的設計階段都未很好的考慮,可能帶來預留空間不足、后期無法按圖施工等問題?;?BIM 的管線綜合與碰撞檢
185、查是將三維模型的各專業所有管線、設備進行整合,并根據不同專業管線的功能要求、施工安裝要求、運營維護要求等,結合建筑、結構設計和室內裝修設計需求對管線與設備的布置進行統籌協調,以排布合理的管線方案。通過 BIM 軟件快速對各專業之間開展碰撞檢查,核查各構件之間是否存在沖突。管線綜合完成后對各功能區域的空間凈高進行復核分析,確定可滿足空間要求的區域及不滿足的區域,并針對不滿足空間要求的區域進行分析和設計調整。管線綜合和碰撞檢查 BIM 應用,有助于協同各專業設計,避免專業碰撞和沖突,保證管線排布方案合理、美觀,并滿足凈高要求,避免后期施工管線拆改帶來的經濟損失和工期損失。5、應用案例、應用案例 上
186、海軌道交通 15 號線工程桂林公園站位于漕寶路和桂林路交口北側。站臺騎跨桂林路西側紅線,與 12 號線桂林公園站付費區通道換乘,車站為地下三層島式車站。項目采用 Revit 建模軟件創建車站各專業模型,開展了桂林公園站管線綜合和碰撞檢查BIM 應用,通過各專業模型創建進行機電管線綜合設計,在統一的三維模型中自動檢查碰撞點,經設計人員復核后調整完善各專業設計方案,極大地避免返工。通過該應用調整優化了管線排布,預計縮短工期約 5 天,節約成本 15 余萬元。利用 BIM 技術在機電安裝過程中提升溝通效率約 30%。進一步,將管線綜合優化的成果反饋在各專業圖紙中,并導出各專業圖紙,作為施工圖設計時,
187、管線布置的參考,極大地輔助了設計對施工的管綜交底。(a)碰撞檢查 (b)管線綜合優化后 圖圖 5-35 管線綜合與碰撞檢查管線綜合與碰撞檢查 85 (a)優化后各專業管線情況 (b)管綜出圖 圖圖 5-36 優化后管線綜合優化后管線綜合 預留預埋檢查預留預埋檢查 1、應用場景應用場景 基于土建 BIM 模型和機電 BIM 管綜模型,對機電管線的預留洞口進行布設,可以增強機電和土建專業間的協同設計,將管線綜合排布后的模型與土建模型整合后,生成預留套管。利用 BIM 可視化優勢對結構預埋件進行布置,輔助設計、施工核查預埋件的平、立面位置,避免主體結構二次開孔和機電管線穿孔點位偏差。2、應用要點應用
188、要點 預留預埋檢查應在機電和土建模型的基礎上進行,主要包括管線排布方案的確定、管線穿結構點位的核查、預留洞口和管線套管的布置、重點區域的預埋件布設、預留預埋件定位標注和出圖等。預留預埋檢查重點內容應包括預留洞口形狀及尺寸、預埋套管規格型號及管徑,套管中心標高、洞口中心距最近結構柱、結構墻體距離等。設計過程中重點考慮預留預埋點位的規范性和機電管線安裝的可行性。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)土建模型、管線綜合模型;2)相關施工圖紙資料。(2)軟件功能要求軟件功能要求 預留預埋檢查 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、
189、馬良XCUBE 等建模軟件):1)可整合各專業模型并流暢瀏覽;2)具備距離量測與標注功能;3)宜具備碰撞檢查與分析功能;86 4)宜具備智能開洞功能;5)宜具備管線、洞口同步更新功能;6)宜具備預留預埋標注和出圖功能。(3)應用流程要求應用流程要求 1)土建專業和機電專業分別完成 BIM 模型創建,并由機電專業完成管線綜合深化;2)整合各專業模型,核查機電管線穿越結構點位是否準確,預留預埋是否缺漏、預留預埋點位是否符合規范要求;3)各專業確定預留預埋點位后,生成預留洞口、預埋件和預埋套管模型,并保證圖模一致性;4)各專業審核預留預埋施工圖以及預留預埋模型的規范性,確定預留預埋設計滿足設計和施工
190、要求后生成預留預埋審查分析報告,并提交最終檢查成果。預留預埋檢查參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備預留預埋審查分析報告集成各專業模型基于各專業模型開展預留預埋檢查結束預留預埋BIM模型是否準確土建BIM模型否是模型檢查否是管線綜合BIM模型各專業施工圖生成預留洞口、預埋件和預埋套管模型調整完善各專業BIM模型 圖圖 5-37 預留預埋檢查預留預埋檢查(4)應用成果要求應用成果要求 1)預留預埋審查分析報告,應詳細體現單專業、多專業之間的各類預留孔洞、預埋件,分專業生成預留預埋檢查報告,記錄管線、結構等專業預留預埋內容和分布情況,以及預留洞口情況。預留洞口、預埋件的尺寸、規格及位置信息
191、應與設計圖紙一致;2)預留預埋 BIM 模型,應能準確標記孔洞、預埋件等構件位置。對于復雜區域或關鍵區域,應設置必要的局部三維視圖。4、應用價值、應用價值 87 傳統的預留預埋設計不夠直觀,往往只針對項目重要和復雜區域進行預留預埋深化。采用 BIM 技術進行預留預埋檢查,能夠加強各專業之間的設計協同,對項目中的預留預埋進行整體質量控制。在設計階段提前利用 BIM 技術對土建及機電專業間的工序交叉部位進行碰撞檢查分析,并根據碰撞報告對相應土建、機電專業進行深化,以期實現土建施工與機電施工的零碰撞、預留預埋零缺漏。在 BIM 模型中可準確定位預留孔洞、預埋件的位置,輔助布置預埋構件的平、立面位置,
192、避免主體結構與圍護結構施工后進行二次鉆孔帶來的噪音、粉塵,以及打孔偏差帶來的作業面破壞等不利影響,提升設計質量和結構安全性。后期各專業按照深化設計后的圖紙開展施工,實現預留孔洞和預埋件的提前檢查,有利于降低返工的施工成本,避免返工浪費,規避工期延誤風險和質量隱患,提高施工質量。同時,通過預留預埋 BIM 模型可精準統計預留孔洞量、預埋件工程量,輔助把控施工成本。5、應用案例、應用案例 上海市軌道交通 15 號線祁安路站位于普陀區規劃連亮路的路中地下,祁安路以西。本站為地下二層島式站臺,設計共設置 4 個出入口。在祁安路站管線綜合施工圖設計模型基礎上,梳理車站墻、板及二次結構的孔洞預留和預埋布置
193、情況,通過使用 BIM 模型創建設備孔洞及排水套管孔洞,生成平面孔洞圖以及表單。圖圖 5-38 基于基于 BIM 的預留預埋孔洞圖及表單生成的預留預埋孔洞圖及表單生成 使用 BIM 完成孔洞圖進行施工現場復核工作,確?,F場預留孔洞及套管尺寸及位置準確、無遺漏情況,減少返工節約項目成本約 15%。88 圖圖 5-39 基于基于 BIM 的預留預埋檢查的預留預埋檢查 車站站內砌體墻施工由土建施工單位負責,機電安裝單位在砌體墻施工完成后進場。因此為確保施工現場預留孔洞的準確性,設計在原有結構平面圖的基礎上,從 BIM 模型導出每面墻體的管線孔洞剖面圖,提高結構圖紙深度,每座車站平均新增剖面圖約 30
194、0 多張。圖圖 5-40 基于基于 BIM 的砌體墻孔洞出圖的砌體墻孔洞出圖 工程量工程量計算計算 1、應用場景應用場景 基于施工圖設計 BIM 模型,結合工程計量和計價規范,使用 BIM 算量軟件可計算城市軌道交通工程各專業、各部位的工程量。根據城市軌道交通工程的分部分項工程要求、構件拆分規則等要求,對不同專業各類型構件按需求進行拆分,并對拆分的構件信息附加相應的屬性信息,如材料用量、混凝土量等,可快速統計不同字段類型的工程量情況。同時,對于不同的工程項目方案,采用 BIM 模型可快速計算各方案的工程量情況,便于對比分析。在BIM 工程量基礎上,結合各材料的造價,可輔助項目建設全過程的成本控
195、制管理。2、應用要點應用要點 在計算工程量統計前,宜在設計模型的基礎上進行算量深化,補充工程量缺陷部分信息,以及按照工程量扣減、組合等要求進行調整。工程算量需運用模型單元識別工程量清單項目89 并計算其工程量,或導入其他算量軟件進行工程量計算與復核。因此,其構件需命名準確、編碼有效、分類清晰,保證清單項與構件一一對應。BIM 工程量應根據設計過程保持階段性更新,能夠自動計算并更新工程量清單,輔助設計變更管理。在估算、概算、預算、結算、決算等階段均可采用 BIM 技術輔助工程量計算,其 BIM 模型深度和范圍需符合相應階段的要求,才能保證工程量計算結果的準確性。3、應用流程、應用流程(1)數據準
196、備要求)數據準備要求 1)城市軌道交通工程清單規范、定額規范;2)設計 BIM 模型;3)相關施工信息,如設備材料、工藝工法等。(2)軟件功能)軟件功能要求要求 工程量計算 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及廣聯達、魯班、斯維爾等算量軟件):1)可導入設計模型,進行模型構件拆分或組合,并附加相應的屬性信息參數,創建算量模型;2)可附加相應的算量指標或定額信息,編制招標預算工程量清單、招標控制價、投標預算工程量清單等;3)宜支持現行城市軌道交通工程量清單計價規范等相關規范要求。(3)應用流程要求)應用流程要求
197、1)基于設計 BIM 模型創建工程量計算模型,補充缺項部分、增加算量所需的參數和信息,其算量編碼應與相關規范保持一致;2)根據算量模型使用 BIM 算量插件,或導入算量軟件計算工程量,生成工程量清單;3)若存在多個項目方案,應對比分析不同方案的工程量情況。當方案發生變更,可相應調整算量 BIM 模型,快速響應工程量變化;4)造價咨詢審核算量模型和工程量清單成果,審核工程量是否滿足限額設計要求,并依據相關定額生成項目算量成果。90 工程量計算參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備工程量清單創建工程量統計的算量模型算量模型編碼映射生成工程量清單及模型設計BIM模型 相關施工信息算量模型審核提
198、交算量BIM成果是否計量規范 定額標準造價咨詢審核是否限額設計要求拆分或組合構件,并輸入構件信息輸入構件算量信息結束 圖圖 5-41 工程量工程量計算計算 BIM 應用流程應用流程(4)應用成)應用成果要求果要求 1)工程量清單,通過造價咨詢審核,滿足工程項目相應階段的算量要求;2)算量 BIM 模型。4、應用價值、應用價值 城市軌道交通工程涉及專業多,施工工藝復雜,傳統的工程量計算工作量巨大,且存在大量的重復勞動工作,應用人員效率低,容易發生錯誤、漏項等問題,且不能與設計過程緊密結合,當發生設計變更,不能及時響應變化情況。采用 BIM 模型自動計算工程量,一方面,可運用 BIM 模型承載的準
199、確數據進行工程量自動計算,提高計算的準確性和效率;另一方面,有利于推動基于 BIM 的設計算量一體化應用,當發生設計變更,可通過調整模型,快速響應工程量變更情況,避免傳統模式下的重復建模,也提高了 BIM 模型的利用率。進一步,工程量是成本管理的重要基礎,在算量模型的基礎上附加相應定額和費用要素,將自動計算工程造價,有利于實現建設過程成本動態管控。5、應用案例、應用案例 上海市軌道交通 13 號線西延伸工程芳樂路站位于聯友路下方,靠近朱建路與聯友路道路交叉口北側設置,沿聯友路呈南北向布置。車站站型為地下兩層島式,主體建筑規模為519.4m 19.54m,主體建筑面積為 22738 m2,有效站
200、臺長度為 140m,站臺寬度為 12m。車站設置 4 個出地面出入口、4 組風亭組。在芳樂路站施工圖設計模型基礎上,依據設計成果與招投標等相關資料要求,附加招投標相關信息,按照招投標確定的工程量計算規則開展模型重構,生成算量 BIM 模型,自動統計芳樂路站主體結構 BIM 工程量。將 BIM 工程量計算結果與投資監理的工程量進行對比91 分析。分析結果表明,基于 BIM 的工程量計算結果與投資監理之間的偏差在允許范圍內?;?BIM 模型開展工程量計算及成本測算,避免了重復建模,節約設計人員項目工程量計算的工作量約 5 天,提高預算工作效率約 20%。圖圖 5-42 基于基于 BIM 的工程量
201、的工程量計算計算 裝修效果仿真裝修效果仿真 1、應用場景應用場景 裝修效果仿真可在設計方案穩定后開展,在施工圖設計 BIM 模型的基礎上補充裝飾裝修構件及相關材質,形成裝修深化設計 BIM 模型。采用渲染、VR 等技術,仿真模擬裝修效果,可使項目相關參建方進行虛擬漫游和交互體驗,輔助裝修方案的溝通與決策。2、應用要點、應用要點 裝修模型應在土建模型的基礎上進行深化,主要包括裝飾裝修做法建模、裝修材質表達,以及重要空間和場景的可視化效果展示。進一步,可將裝修深化設計模型導入相關分析軟件,對室內裝修部分進行溫度模擬分析、采光模擬分析、通風模擬分析等性能分析,提高裝修方案實用價值。3、應用流程、應用
202、流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)城市軌道交通項目裝修設計規范與驗收規范;2)裝飾構件詳圖尺寸、加工、安裝的相關信息;3)城市軌道交通項目各專業 BIM 模型。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 裝修效果仿真 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 3Dmax、Maya、Fuzor、Lumion、Twinmotion 等渲染仿真分析軟件):1)宜具有豐富的裝飾構件庫及材質庫;2)可真實表達燈光、材質、飾面、家具等細節效果;92 3)宜具有良好的渲染功能,可生成效果圖;4)可導出輕量化模型;5)可基于模型自動生成平立面圖,以及關鍵位置的節點大樣圖、細部節點圖等。(3)應用流程要求)應用流程
203、要求 1)將設計 BIM 模型進行前處理,刪除過濾與裝修表達無關的設施設備,并核查模型的準確性、完整性;2)在處理后的設計 BIM 模型基礎上,或將 BIM 模型導入仿真軟件中,根據不同的裝修方案,更新相應的門窗、家具、照明燈具等模型構件的樣式,賦予構件材質、顏色、燈具亮度等,并進行模型渲染,形成方案效果圖、虛擬漫游動畫、VR 交互模型等,用于方案匯報和對比分析;3)組織相關單位運用裝修 BIM 模型審核對比各裝修方案,并提出方案修改完善建議;4)設計單位根據意見和建議深化裝修方案。整合裝修、土建、機電各專業 BIM 模型,開展專業協同。通過碰撞檢測,核查裝修方案與其他的專業工程的碰撞點并記錄
204、,形成報告并反饋至裝修設計單位進行修改復核。若發現設計圖紙問題,應形成問題報告,反饋至設計單位修改;5)可基于裝修深化設計 BIM 模型實現裝飾工程量的分項統計;6)基于裝修 BIM 模型生成方案展示視頻、細部節點詳圖、工程量統計表,并進行成果交付。裝修效果仿真參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始專業協同報告結束裝修方案展示視頻不同裝修方案對比分析優化裝修方案模型裝修模型應用各專業模型方案審查工程量統計表裝修效果仿真模型否是裝修細部節點詳圖模型復核否是數據準備創建裝修裝飾模型裝修構件樣式更新賦予材質、顏色等裝修效果仿真模型調整專業協同否是設計修改完善城市軌道交通項目裝修規范 圖圖 5-43 裝
205、修效果仿真裝修效果仿真 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)裝修效果仿真 BIM 模型,應包含裝修方案的相關構件及其材質、顏色;93 2)裝修方案展示視頻,可基于裝修 BIM 模型制作相應的展示視頻、動畫等可視化成果;3)專業協同報告,包含裝修模型與土建、機電等模型之間的協同分析;4)裝修細部節點詳圖,針對裝修方案的關鍵部位、細部節點等位置基于 BIM 模型制作詳圖;5)工程量統計表,基于裝修 BIM 模型計算裝修工程量。4、應用價值、應用價值 城市軌道交通項目的裝修設計質量將直接影響乘客的出行體驗。在土建、機電模型的基礎上創建裝修 BIM 模型,BIM 模型可承載裝
206、修方案的各類信息,經過渲染仿真后可高精度地模擬裝修效果,形象化地表達設計師的設計意圖,有利于項目各參與方在虛擬仿真的體驗環境下進行溝通與決策,實現對城市軌道交通項目裝飾裝修的高品質管控。進一步,城市軌道交通項目裝修工作量大,BIM 模型記錄了裝修方案的各項數據,能夠快速形成準確的裝修工程量,便于精準掌握材料用量,減少浪費,控制項目成本。5、應用案例、應用案例 上海軌道交通 15 號線吳中路站位于徐匯區桂林路下方,沿桂林路南北向布置,為地下二層車站,車站規模 170m 20m,是國內首座大跨度無柱預制拱形頂板地鐵車站,車站站廳、站臺公共區均采用無柱設計,站廳頂板采用預制+現澆疊合拱殼結構,拱下凈
207、高最高可達 8m,跨度最大約 21.6m。該車站地下二層為站臺層,設有一座島式站臺,地下一層為站廳層,站廳兩側為非付費區,其中 1、4 號口位于車站北側,2、3 號口位于車站南側,中間為付費區。根據不同裝修設計方案要求,在車站機電管線綜合模型基礎上,完成裝修方案模型創建。根據裝修方案表達要求,對已創建的 BIM 模型賦予材質、顏色以及光源等信息,模擬車站裝修效果。進一步,采用 BIM 技術輔助車站公共區裝修、風水電一體化設計,協同調整并優化設計方案,滿足設備安裝、檢修空間、美觀等各方面要求,輔助裝修設計方案決策。圖圖 5-44 基于基于 BIM 模型的裝修效果仿真模型的裝修效果仿真 94 采用
208、 BIM+VR 的虛擬現實手段,為設計師、決策者等項目參與方提供裝修效果沉浸式體驗,呈現城市軌道交通項目最真實的空間感、距離感和體驗感,促進指導裝修方案的溝通與決策。圖圖 5-45 基于基于 BIM+VR 的裝修方案展示的裝修方案展示 掃碼可觀看本章設計 BIM 應用視頻 95 6 施工施工 BIM 應用應用 6.1 一般規定一般規定 6.1.1 為推進設計BIM模型向施工交付使用,避免重復建模,施工BIM應用的模型宜基于設計BIM模型進行深化。6.1.2 城市軌道交通工程施工BIM應用的階段可劃分為施工準備階段、施工實施階段、竣工驗收階段。6.1.3 施工準備階段以深化設計BIM模型為基礎,
209、在設計交底后,深入理解設計意圖,分析工程重難點,優化施工組織設計,并基于BIM技術做好城市軌道交通工程施工實施的前期準備工作,以指導后期現場施工。6.1.4 施工實施階段以施工BIM模型為基礎,基于BIM集成物聯網、大數據、GIS、AI等其他信息技術,開展項目現場的質量安全管理、進度管理、成本管理等,以BIM+技術賦能施工現場的精細化、數字化、動態化管理。6.1.5 竣工交付階段以竣工BIM模型為基礎,應保證竣工模型與現場工程實體的一致性,并按照城市軌道交通項目運營驗收等要求,完善竣工BIM模型,為后期運營維護提供準確有效的基礎模型。6.1.6 施工BIM應用是一個持續性過程,應根據施工過程的
210、變化及時調整、更新BIM應用,直至城市軌道交通項目竣工交付。6.2 施工準備施工準備 土建深化設計土建深化設計 1、應用場景、應用場景 在接收設計模型后,結合施工組織設計、施工方案等要求,開展土建專業模型的深化,針對城市軌道交通工程主體結構、二次結構、預留預埋、鋼筋等方面構建工程整體或細部的三維模型,指導現場土建施工方案的實施。應集成各專業模型,檢查各專業設計與土建模型之間的關系,例如根據設計模型中相關管線、橋架構件的尺寸、位置和高度等信息,指導施工現場孔洞預留,并根據預埋件的布置要求,如規格、位置等,指導施工現場預埋件的布置,96 避免正式施工時由于錯漏碰缺等問題導致管線拆改、封堵孔洞、重新
211、開鑿和重新埋設等返工,達到節約材料和保障工期的目的。2、應用要點、應用要點 土建深化設計模型專業內容較多,在深化完善模型時,需根據施工工序進行分層建?;蚋鶕煌氖┕热葸M行分段、分類建模,分段建模時需注意統一坐標系,方便鏈接參照和模型整合。1)針對主體結構深化設計,宜對工程的主體結構,以及與二次結構連接節點、機電設備、裝飾安裝工程的連接節點進行深化設計,檢查是否存在錯漏碰缺的問題;2)針對二次結構深化設計,在主體模型的基礎上復核構造、機電、精裝等工程的穿插工序是否合理,優化工序工法;3)針對預留預埋深化設計,運用設計模型準確獲取穿墻點相關管線與橋架構件的尺寸、位置和高度等信息,形成開孔剖面;
212、搜索設計模型的預埋件位置,并獲取預埋件的類型、規格、位置和高度等信息,形成包含尺寸標注的預留預埋布置圖;4)針對鋼筋深化設計,對關鍵區域或節點進行鋼筋模型創建,通過三維可視化的方式,檢查鋼筋設計的合理性、可實施性。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)各專業 BIM 模型;2)各專業施工圖紙;3)相關管線、橋架、預埋件等現場條件與設備規格型號信息。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 土建深化設計 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Tekla Structures、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、
213、Lumion、3D MAX 等應用軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備碰撞檢查與分析功能;3)宜具有土建細部節點精細化設計和出圖的功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)集成城市軌道交通工程各專業模型,結合城市軌道交通工程項目的施工要求和技術方案等要求,調整并完善土建模型,以滿足后期施工的要求;2)土建深化設計主要從主體結構、二次結構、預留預埋、鋼筋等方面開展深化設計,97 將深化設計后的土建模型與其他專業模型進行碰撞檢查,查找主體結構、二次結構、預留預埋及孔洞、機電設備系統、鋼筋等部分之間是否存在交疊、錯位、碰撞的問題,發現問題后依次進行優化,并及時反饋給設計單位
214、進行復核,減少沖突導致的工程變更;3)深化設計后的土建 BIM 模型通過建設單位、設計單位、施工單位等有關單位審核確認后,形成土建施工 BIM 模型,以及相關的二維深化施工圖、節點圖等。土建深化設計參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備深化設計BIM模型深化施工圖及節點圖碰撞檢查生成土建深化設計BIM模型否是各專業施工圖各專業施工圖BIM模型施工現場條件與設備規格型號審核形成土建施工BIM模型是否城市軌道交通工程土建施工相關規范資料各專業模型集成土建深化設計主體結構深化設計二次結構深化設計預留預埋深化設計鋼筋深化設計 各專業協同并調整優化完善土建深化設計方案結束施工方案 圖圖 6-1 土
215、建深化設計土建深化設計 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)土建深化設計 BIM 模型,包含主體結構、二次結構、預留預埋、鋼筋等深化內容;2)深化施工圖及節點圖,宜由深化后的土建 BIM 模型輸出,并滿足相關出圖規范。4、應用價值、應用價值 設計模型現階段難以傳遞至施工單位使用。在充分考慮城市軌道交通工程項目施工特點的基礎上,基于 BIM 技術開展土建深化設計,合理規劃城市軌道交通工程土建的工藝流程與施工方法,尤其是對土建工程的重點區域、隱蔽工程等采用三維可視化的方式進行展現,使得方案更合理、精細,可有效指導現場施工,提高施工質量。同時,土建深化設計是與其他專業協同開
216、展的,能夠保障現場施工的有效性,減少返工帶來的施工影響。5、應用案例、應用案例 深圳地鐵 12 號線土建五工區鐘屋站為地下二層大型半蓋挖車站,全長 597m,車站凈寬30.3m,土方量 36 萬 m。鐘屋站車站上方 2/3 為臨時鋪蓋板,豎向為 3 道支撐(一道混凝 98 土撐,兩道鋼支撐),整體圍護結構支撐體系包含地連墻-臨時蓋板-臨時鋼立柱-鋼支撐-臨時剛連梁-型鋼剪刀撐,支撐結構極為復雜,對基坑土方開挖、后期主體結構澆筑、材料轉運帶來巨大的挑戰。(a)鋼連梁-型鋼剪刀支撐體系 (b)圍護結構橫斷面圖 圖圖 6-2 鐘屋站圍護支撐情況鐘屋站圍護支撐情況 為盡快開展鐘屋站土方開挖及主體結構施
217、工,項目部聯合鋼支撐隊伍、土方隊伍及現場生產人員,借助 BIM 模型討論各施工工序的交叉銜接,解決土方開挖過程中挖機出土行進路線、鋼支撐架設的材料進出等重難點問題。圖圖 6-3 圍護結構支撐體系圍護結構支撐體系 BIM 模型模型 在鐘屋站鋼立柱-連系梁原設計方案中,托板 GB3、GB4 滿焊于立柱側面,形成整體后沿車站縱向布置工32a連系梁滿焊于GB4之上,再沿車站橫向架設鋼支撐放置于連系梁上,共同組成支撐體系。通過對設計方案進行三維分析,發現原設計方案大量采用焊接連接,使鋼立柱整體性降低,考慮到鋼立柱為臨時鋪蓋板的主要承重體系,存在一定風險。五工區施工單位主動與設計進行對接,提出采用鋼抱箍+
218、雙排高強螺栓抱緊鋼立柱,將需要焊接的托板直接焊接在鋼抱箍之上,避免主要支撐體系-鋼立柱被焊傷,提升結構穩定性。同時,制 99 作鐘屋站鋼立柱-連系梁連接節點深化模型,提供設計單位開展驗算。經設計單位驗算,深化設計方案可行,同意現場按照新方案的圖紙實施。(a)深化設計前后對比 (b)鋼立柱-連系梁模型圖 圖圖 6-4 剪力撐與鋼立柱連接方式示意剪力撐與鋼立柱連接方式示意 鐘屋站鋼立柱-連系梁優化設計圖下發后,項目部積極籌備,根據圖紙制作鐘屋站鋼立柱-連系梁節點模型,用于現場施工人員交底及技術指導。采用圖紙與模型相結合的三維交底方式,減少現場施工前置問題,提高了施工效率。圖圖 6-5 鐘屋站現場施
219、工照片鐘屋站現場施工照片 機電深化設計機電深化設計 1、應用場景應用場景 基于 BIM 模型的機電深化設計包括機電各專業的深化設計以及專業之間的協調深化設計,將施工操作規范與施工工藝融入機電 BIM 模型,使機電 BIM 模型能夠滿足施工作業,以及后期運營維保等需求?;?BIM 的機電深化設計應在開工前開展,為正式施工實施提 100 供技術支撐,機電深化設計主要包括管線綜合優化排布、設備及預留孔安裝定位、支吊架設計等內容。2、應用要點應用要點 機電深化設計專業內容較多,模型需根據施工工序進行分層建?;蚋鶕煌氖┕热葸M行分段、分類建模,分段建模時需注意統一坐標系,方便鏈接參照和模型整合。1
220、)針對管線綜合深化設計,機電管線錯綜復雜,應綜合運用 BIM 軟件的碰撞檢查功能,開展各機電管線間的干涉檢查分析,對于檢查并經確認的碰撞干涉點,聯合設計單位優化調整,明確管線綜合深化設計方案,實現管線整體優化布置;2)針對設備及預留孔安裝定位,依據 BIM 管綜模型建立穿墻套管 BIM 模型,并依據穿墻套管 BIM 模型中套管的位置,對現場穿墻套管進行預埋,保證現場套管尺寸及位置與模型保持一致;3)針對支吊架深化設計,運用 BIM 三維可視化特點,對管線支吊架進行深化設計,并出具支吊架施工圖,避免因支架無法安裝導致管線返工現象。3、應用流程應用流程(1)數據準備數據準備 1)各專業 BIM 模
221、型;2)各專業施工圖紙;3)施工現場條件與設備選型等。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 機電深化設計 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、MagiCAD、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Lumion、3D MAX 等應用軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備碰撞檢查與分析功能;3)宜具備量測與標注功能;4)宜具有機電節點精細化設計和出圖的功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)集成城市軌道交通工程各專業模型,結合城市軌道交通工程項目的施工要求和技術方案等要求,調整并完善機電模型,以滿足后期施
222、工的要求;2)機電深化設計主要從管線綜合優化排布、設備及預留孔安裝定位、支吊架設計等方面開展深化設計,將深化設計后的機電模型與其他專業模型進行碰撞檢查,查找是 101 否存在交疊、錯位、碰撞的問題,發現問題后依次進行優化,并及時反饋給設計單位進行復核,減少沖突導致的工程變更;3)深化設計后的土建 BIM 模型通過建設單位、設計單位、施工單位、設備廠商等有關單位審核確認后,除解決碰撞問題,還需保證機電設備和管線正常安裝、后期運維的空間,進而形成機電施工 BIM 模型,以及相關的二維深化施工圖、節點圖等。機電深化設計參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備深化設計BIM模型碰撞檢查生成機電深化
223、設計BIM模型否是各專業施工圖各專業施工圖BIM模型施工現場條件與設備規格型號審核形成機電施工BIM模型是否城市軌道交通工程機電施工相關規范資料各專業模型集成機電深化設計管線綜合深化設計設備及預留孔安裝深化支吊架深化設計 各專業協同并調整優化完善機電深化設計方案結束施工方案機電設備安裝優化報告管線綜合深化設計圖 圖圖 6-6 機電深化設計機電深化設計 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)機電深化設計 BIM 模型,包含管線綜合優化排布、設備及預留孔安裝定位、支吊架設計等深化內容;2)管線綜合深化設計圖,宜由深化后的機電 BIM 模型輸出,并滿足相關出圖規范;3)機電設
224、備安裝優化報告,根據碰撞檢查結果以及現場施工條件調整優化的分析報告。4、應用價值、應用價值 機電深化設計的主要目的是提升深化后機電專業 BIM 模型的準確性、可實施性,指導現場施工。城市軌道交通工程機電設備類型多、管線錯綜復雜,因此,需開展機電深化設計,在保證現場高效、合理施工安裝的同時,能夠為后期運營維護提供有效支撐。采用 BIM 三維模型可形象、直觀地協調各專業之間的沖突,綜合優化機電專業在各區域的管線布置,使管線排布更趨合理、美觀、有序,提升后期施工的準確性。同時,管線管道的優化布置,能夠減少管線管道預留孔洞和預埋件錯誤導致的后鑿損傷和返工,提高施工質量。進一步,深化設計后的機電 BIM
225、 模型更符合現場施工的實際情況,在機電專業工程 102 量統計上,基于該模型能夠得到更加精準有效的算量和造價,有利于提升機電成本的管控水平。5、應用案例應用案例 深圳地鐵 12 號線安裝裝修一工區花果山站為地下二層島式車站,車站總長 224m,標準段外包總寬 20.1m,主體部分建筑面積 10791.523 m2,地下附屬部分建筑面積 2279.41 m2,有效站臺寬度為 11m,車站有效站臺長 140m。車站專業類型眾多、管線錯綜復雜,各專業管線交叉點多,對后期現場管線安裝帶來了巨大的挑戰。圖圖 6-7 花果山站設備區管線圖花果山站設備區管線圖 在機電專業正式施工前,項目部首先將各專業管線統
226、一整合至土建模型中。借助 BIM三維可視化特性,結合管線平面布置及三維圖布置,快速高效地開展管線綜合優化。在深化過程中開展管線碰撞檢查,避免因人為疏忽導致管線出現碰撞。圖圖 6-8 花果山站綜合管線深化設計模型花果山站綜合管線深化設計模型 103 綜合管線模型優化后,建立穿墻套管 BIM 模型。結合土建 BIM 模型,根據管線與相關墻體之間的干涉關系,確定 BIM 模型中穿墻套管的準確位置,并對穿墻套管進行預埋設計,保證套管尺寸及位置與模型保持一致,避免后期因套管預留不到位導致機電管綜模型無法正常實施。圖圖 6-9 花果山站穿墻套管深化設計模型花果山站穿墻套管深化設計模型 根據綜合管線模型,采
227、用 BIM 技術對管線支吊架進行深化設計,深化設計后可出具支吊架施工圖,提高施工效率及質量,且避免因支架無法安裝導致管線返工現象。(a)支吊架深化設計模型 (b)支吊架深化節點圖 圖圖 6-10 花果山站支吊架深化設計模型花果山站支吊架深化設計模型 裝修深化設計裝修深化設計 1、應用場景應用場景 依據裝修設計方案,采用 BIM 技術三維可視化的特點,綜合考慮裝修專業各類構件與其他專業之間的空間關系、施工工藝關系,進而合理優化現場裝修方案的實施,以實現天、地、墻裝飾面板的模塊化、通用化、標準化作業,確保裝修方案的美觀、合理。同時,采用 104 裝修深化設計模型可輸出關鍵區域或部位的三維模型視圖,
228、以及相關的明細表、詳圖等,以更好地指導現場施工。2、應用要點應用要點 裝修深化設計應用宜在裝修設計方案穩定后開展,在施工階段裝修團隊進場前,宜根據現場實際施工情況,對裝修方案再次進行檢查分析。裝修深化設計需考慮與其他專業之間的干涉關系,包括影響分析、管線校核和標高控制等方面。通過渲染、仿真、漫游等方式,真實表達裝修裝飾效果,指導裝修方案的現場溝通與決策。3、應用流程應用流程(1)數據準備)數據準備 1)各專業 BIM 模型;2)各專業施工圖紙;3)施工現場條件等;4)裝飾構件詳圖尺寸、加工、安裝的相關信息。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 裝修深化設計 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用
229、Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Lumion、3D MAX 等應用軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)可真實表達燈光、材質、飾面、家具等細節效果;3)宜具有良好的渲染功能,可生成效果圖;4)宜具備碰撞檢查與分析功能;5)宜具備量測與標注功能;6)宜具有節點精細化設計和出圖的功能。(3)應用流程)應用流程要求要求 1)集成城市軌道交通工程各專業模型,結合城市軌道交通工程項目的裝修裝飾要求,調整并完善裝修模型,以滿足后期施工的要求;2)將深化設計后的裝修模型與其他專業模型進行碰撞檢查,查找是否存在交疊、錯位、
230、碰撞的問題,發現問題后依次進行優化,并及時反饋給設計單位進行復核,減少沖突導致的工程變更;3)基于裝修 BIM 模型,應運用專業軟件進行模型渲染,制作方案效果圖、虛擬漫游動畫或 VR 展示文件,用于方案溝通匯報;105 4)深化設計后的裝修 BIM 模型通過建設單位、設計單位、施工單位等有關單位審核確認后,形成裝修施工 BIM 模型,以及相關的二維深化施工圖、節點圖等。裝修深化設計參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備深化設計BIM模型碰撞檢查生成裝修深化設計BIM模型否是各專業施工圖各專業施工圖BIM模型施工現場條件審核形成裝修施工BIM模型是否城市軌道交通工程裝修裝飾相關規范資料各專
231、業模型集成裝修深化設計各專業協同并調整優化完善裝修深化設計方案結束裝修施工方案深化施工圖及節點圖裝飾構件信息 圖圖 6-11 裝修深化設計裝修深化設計 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)裝修深化設計 BIM 模型;2)深化施工圖及節點圖,宜由深化后的裝修 BIM 模型輸出,并滿足相關出圖規范。4、應用價值應用價值 城市軌道交通工程的裝修裝飾是面向乘客服務的直接“窗口”,其質量是影響城市軌道交通項目服務水平的重要因素之一。裝飾裝修類型多,且每個車站的裝修裝飾風格要求不一。裝修裝飾方案與建筑結構專業不同,其效果往往需要更形象、直觀地表達方式,而傳統設計中,施工人員難以直
232、接理解二維圖紙的具體思路,在傳遞信息上極易出現偏差。采用 BIM技術開展裝修深化設計,能夠直觀呈現裝修效果,并可通過 BIM 技術模擬裝修施工過程。因此,采用 BIM 技術開展裝修深化設計,不僅能夠高精度地仿真模擬裝修效果,輔助裝修方案決策,還能模擬現場施工條件,為裝修裝飾的重點區域、隱蔽工程等提供三維全面的視角,指導現場施工。5、應用案例應用案例 深圳地鐵 12 號線海上田園東站為地下二層島式車站,車站總長 474.74m,面積約12406.02 m2。本項目存在工期緊、專業多、管線工序復雜、施工技術交底難等問題,且對車站裝修裝飾要求高,項目部決定采用 BIM 技術對裝飾裝修進行深化?;?
233、BIM 技術的裝修深化,能夠綜合考慮各專業的施工工藝及空間關系,更直觀、便捷地考慮天、地、墻裝飾面板的模塊化、通用化、標準化,減少非標版,在車站施工中全面 106 應用 BIM 技術,解決了常規建造模式下設計、安裝、調試過程中的各項技術難點。同時,本項目創建了裝修的樣板工程,涵蓋裝飾裝修工程中的建筑砌筑及抹灰、地板、天花、墻面等施工工藝。相較于傳統的二維 CAD,裝修深化 BIM 模型能夠精確定位每塊磚在房間的具體位置,以及準確的工程量。圖圖 6-12 設備房地磚定位及工程量統計設備房地磚定位及工程量統計 整合各個專業模型,檢查裝修設計圖紙的“錯漏碰缺”?;?BIM 技術復核凈高,有效解決傳
234、統二維設計中難以發現的問題。(a)碰撞檢查分析 (b)天花與抗震支架斜撐碰撞 圖圖 6-13 裝修深化設計的碰撞檢查分析裝修深化設計的碰撞檢查分析 相比于傳統設計需要人為想象裝修效果,基于BIM技術的裝修設計實現了“所見即所得”,通過漫游、圖片等方式可直觀地向業主展示裝修效果,保證設計效果和實際效果的一致性。107 (a)公共區裝修仿真效果 (b)公共區“天、地、墻”對縫排版 圖圖 6-14 公共區裝修效果仿真公共區裝修效果仿真 施工場地布置施工場地布置 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通工程一般在城市的繁華區域進行建設,在用地越來越緊張的背景下,尤其是軌道交通工程規模大,需要合理規劃施工場
235、地布置,以保障建設期間的有序作業。施工單位在進場前,應根據現場環境和周圍邊界條件情況,采用 BIM 技術開展施工場地布置。通過施工場布方案,建立地形、道路、建筑物、臨時設施等三維模型,還原施工現場及周邊真實環境,具備條件的可采用傾斜攝影技術創建施工現場周邊實景模型。2、應用要點應用要點 施工場地是“人、材、物、料、機”的集合體,需根據施工實施情況合理規劃用地區域,包括施工區域、臨時道路、臨時設施、加工區域、材料堆場、臨水臨電、施工機械、安全文明施工設施等內容,創建施工場地布置 BIM 模型。施工場地布置方案的模型宜符合各地區的綠色工地規范要求,人車分流、洗車池、沉降池、消防栓、變電箱等設施應符
236、合規范要求,并在模型中重點標識;施工場地布置方案模型的機械宜符合施工現場的機械尺寸要求,以判斷實際現場施工是否存在相互干擾的問題。施工場地布置模擬分析不僅是對人員、材料、設備等土地利用規劃,還需要考慮施工期間的動態變化,施工現場處于持續發生變化的狀態。因此,施工場地布置 BIM 模型宜根據現場施工變化開展定期更新和維護。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求數據準備要求 1)總平面圖;2)BIM 模型;3)地形資料;108 4)安全及環保規范;5)施工方案、施工進度安排計劃表;6)施工現場條件與設備選型。(2)軟件功能要求軟件功能要求 施工場地布置 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Re
237、vit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、3D MAX 等應用軟件,或相關 BIM 平臺):1)宜具備豐富的構件庫,可快速實現場地布置三維仿真模型的建立;2)可對場地布置進行空間沖突的檢查和優化;3)宜支持動態視角觀察,可對現場布置進行動畫漫游瀏覽、交通組織仿真以及施工機械設備進場模擬等。(3)應用流程要求應用流程要求 1)根據施工組織方案創建場地 BIM 模型,可基于 BIM 模型對比分析不同施工組織方案,優化現場施工組織;2)應運用施工場地布置 BIM 模型優化場地布置,材料、半成品等堆場宜盡量布置在使用點附近,縮短場地內部運輸距離
238、;3)宜運用施工場地布置 BIM 模型分析施工現場安全風險范圍,如塔吊懸臂范圍,并進行安全提示;4)施工場地布置 BIM 模型宜體現勞動保護、技術安全以及消防安全的要求;5)施工場地布置 BIM 模型宜與施工場地方案一并提交至建設單位和監理單位審查,根據意見修改完善施工場地布置方案;6)在城市軌道交通工程施工過程中,應根據現場作業情況及時更新施工場地布置BIM模型;7)基于施工場地布置 BIM 模型,生成場地布置漫游視頻、動畫等可視化成果。109 施工場地布置數據的輸入或輸出業務流程參考資料數據準備創建場地布置BIM模型可視化模擬現場情況并比選方案優化施工場地布置方案方案審核施工場地安全及環保
239、規范施工場地布置BIM模型施工場地布置BIM模擬視頻結束開始否是地形資料總平面圖BIM模型施工方案、進度計劃現場條件與設備選型根據施工現場變化更新施工場地BIM模型確定施工場地布置方案及BIM模型 圖圖 6-15 施工場地布置施工場地布置 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)施工場地布置 BIM 模型,應與施工現場布置一致。場地要素完整,并體現場地功能區劃分,能夠反映場地周邊道路、重要建構筑物的布置;2)施工場地布置 BIM 模擬視頻。4、應用價值應用價值 施工場地布置是施工組織設計的一項重要內容。傳統的施工現場布置工作一般采用CAD 二維圖以及文字說明方式,不能直觀
240、、全方位展示布置方案,可能會忽略一些潛在矛盾、風險,為后期施工埋下隱患。同時,施工現場布置是持續變化的,需頻繁更新二維圖,且難以對比更新前后的差異。將施工場地布置以三維 BIM 模型的形式展示,可直觀、形象地全方位模擬施工現場環境,為施工現場管理提供準確有效的數據。采用三維方式研究解決施工期間所需的交通運輸、料場、加工廠、辦公區及生活區、水電供給及其他施工設施等的平、立面布置問題,有利于保障工程順利開展,又能最大限度地節約人力、物力、財力,為工程合理施工創造條件。另一方面,合理布置施工場地,有助于最大限度地減小對環境影響、生態破壞等負面影響,樹立文明施工的良好形象。5、應用案例應用案例 大龍路
241、斜井項目位于大鵬新區葵涌街道大龍路與葵鵬路交叉口斜對面,斜井長 605m,采用礦山法施工。此臨建工程主要用于大龍路斜井及對應礦山法區間的施工,圍擋占地面積約 7974.2m2。110 根據施工作業需要,場地內布置了現場智慧工地全景視頻監控中心、工人休息區、班前活動室、應急物資倉庫、消防室、辦公室、值班人員宿舍、拌合站、臨時存渣區、變壓器、空壓機、鋼材加工場等臨時設施。圖圖 6-16 施工場地總平面圖施工場地總平面圖 項目部根據現場用地情況,采用 BIM 技術分別模擬了人、材、物、料、機的因素,包括:施工場地的設備、材料等儲存、運輸、安裝等情況;作業人員行走路徑、作業面,以及生活和辦公情況;機械
242、設備的運輸、作業面等情況。合理規劃了場地各區域的布置,仿真模擬符合項目安全文明標準化要求的施工場地布置。同時,結合施工過程的不同階段情況,適時更新并優化場地布置。(a)施工場地布置 BIM 模型 111 (b)現場布置 (c)拌合站現場圖 (d)料倉現場圖 圖圖 6-17 施工場地布置施工場地布置 BIM 模擬與現場實施模擬與現場實施 關鍵、復雜節點工序模擬關鍵、復雜節點工序模擬 1、應用場景應用場景 城市軌道交通項目涉及車站、區間、停車場、車輛段、主變電所等不同類型的工程,各工程涉及多專業、多工法,尤其是深基坑、高支模、腳手架等危險性較大工程,且周圍環境復雜。為保障城市軌道交通工程的順利開展
243、,在施工前,宜針對施工工藝復雜、結構形式特殊、專業施工交叉密集,以及施工風險高的工程關鍵點進行施工 BIM 模擬,將施工工藝信息與模型關聯,形成施工現場資源配置計劃,采用三維模型和模擬視頻交互等方式開展三維可視化交底,指導現場施工。2、應用要點應用要點 城市軌道交通工程的復雜節點、技術重難點、安全類專項方案、危險性較大分部分項工程等宜采用 BIM 技術進行模擬與方案優化,尤其是基坑支護、基坑開挖、大型設備及構件安裝、垂直運輸、腳手架工程、模板工程,以及新技術、新工藝等方面。應結合現場布置、技術方案等建立 BIM 模型,并將施工工藝工法與模型關聯,得出資源配置計劃、施工進度計劃等,并形成相應的模
244、擬視頻動畫,以有效指導現場施工。BIM模擬過程應能夠有效表達施工方案的工藝工序,使項目參與方基于三維 BIM 模型進行審核并提出優化建議,以保證關鍵、復雜節點工序的安全、合理施工。3、應用流程應用流程 112(1)數據準備要求)數據準備要求 1)施工場地 BIM 模型、施工 BIM 模型;2)關鍵、復雜節點工序所涉及的分部分項工程施工方案;3)項目資源配置計劃。(2)軟件功能要求軟件功能要求 關鍵、復雜節點工序模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Lumion、3D MAX、Fuz
245、or 等應用軟件):1)可將施工進度計劃和成本計劃等相關信息與模型關聯;2)可開展時間沖突和空間沖突檢查,并對沖突進行記錄和標注;3)可輸出模擬報告以及相應的可視化資料。(3)應用流程要求應用流程要求 1)根據關鍵、復雜節點工序方案收集所需的 BIM 模型,將工藝工序與 BIM 模型相應構件進行關聯,并賦予方案參數;2)基于 BIM 模型開展關鍵、復雜節點工序模擬,宜體現施工工序、施工工法、設備調用、材料資源投入、人員投入等要素,分析作業空間,明確安全隱患,并形成關鍵、復雜節點施工工序模擬分析報告。風險較大的施工作業,宜符合下列要求:基坑開挖的施工工藝模擬應體現開挖量、開挖順序、開挖機械數量安
246、排、土方運輸車輛運輸能力、降水方法和降水參數等;模板工程的施工工藝模擬應體現模板數量、類型,支撐系統數量、類型和間距,支設流程和定位,結構預埋件定位等;大型設備及構件安裝的工藝模擬應綜合分析柱梁板墻、障礙物等因素,優化大型設備及構件進場時間點、吊裝運輸路徑和預留孔洞等;垂直運輸施工工藝模擬應綜合分析運輸需求、垂直運輸器械的運輸能力等因素,結合施工進度優化垂直運輸組織計劃;腳手架施工工藝模擬應綜合分析腳手架組合形式、搭設順序、安全網架設、連墻桿搭設、場地障礙物、卸料平臺與腳手架關系等因素,優化腳手架方案。3)組織相關單位或專家論證關鍵、復雜節點工序方案,施工單位宜采用 BIM 模擬方式展示方案實
247、施過程,驗證關鍵、復雜節點的施工工序合理性、檢查資源配置計劃的符合性;113 4)施工單位根據評審意見修改完善關鍵、復雜節點工序方案,并對調整后的施工方案進行模擬復核;5)應基于關鍵、復雜節點工序模擬結果,生成施工工藝模擬動畫,用于施工交底。關鍵、復雜節點工序模擬參考資料業務流程數據的輸入或輸出施工標準和規范開始關鍵、復雜節點施工BIM模擬關鍵、復雜節點工序模擬視頻施工BIM模型施工場地模型關鍵、復雜節點工序模擬分析報告資源配置計劃方案審核優化關鍵、復雜節點工序方案確定關鍵、復雜節點工序方案施工交底結束否是數據準備關鍵、復雜節點施工方案將工序、資源等與BIM模型關聯關鍵、復雜節點BIM模型 圖
248、圖 6-18 關鍵、復雜節點工序模擬關鍵、復雜節點工序模擬 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求應用成果要求 1)關鍵、復雜節點 BIM 模型;2)關鍵、復雜節點工序模擬視頻,應能體現施工工序、施工工法、設備調用、材料資源投入、人員投入等要素;3)關鍵、復雜節點工序模擬分析報告。4、應用價值應用價值 關鍵、復雜節點工序施工是影響整個項目推進的重要環節。采用 BIM 技術三維可視化的方法,模擬其施工方案,可直觀、形象地展示施工過程,有利于發現施工問題并及時采取解決措施,進而制定切實可行的施工方案,提升施工質量。同時,基于 BIM 的關鍵、復雜節點工序模擬可體現施工順序、設備調用、資源投入、
249、人員配置等情況,有助于指導現場施工,使各參與人員在統一的環境下開展施工作業,提高施工效率。5、應用案例應用案例 龍坪 1#工作井為盾構始發兼接收井,位于 ZDK4+389.075-ZDK4+418.625。工作井為圓形工作井,基坑內徑為 34.6m,底板埋深 34.1m,上部回填段約 20.3m 范圍內為三道環框梁,前兩道為 1000 mm1000 mm,第三道為 1500 mm1000 mm,頂板上方保留 3.6m 內襯墻,114 均采用 C30 混凝土?;娱_挖深度大,如何在有限的施工場地環境中保證基坑的安全、有序施工是本項目的工作重點。圖圖 6-19 工作井三維工作井三維 BIM 模型剖
250、面模型剖面 結合施工進度計劃和現場施工條件,項目部組織技術人員研究分析工作井施工方案,為保證項目的順利實施,在“基面處理、環框梁鋼筋安置、模板安裝、混凝土澆筑、模板拆除及混凝土養護”等方面,全過程采用 BIM 技術進行模擬和分析,根據模擬結果優化工作井施工方案。其中,主要工序模擬和施工情況如下:(1)環框梁鋼筋安置環框梁鋼筋安置 環框梁結構鋼筋采用現場地面預制成型,為保證環框梁結構鋼筋能夠在深基坑中安裝到位,經 BIM 模擬分析,采用 25t 吊車在鋼筋籠外圓弧面進行吊裝入井。預制環框梁鋼筋籠分為 12m/段,共 9 段,每兩段鋼筋籠之間進行搭接焊。(a)施工模擬 (b)現場 圖圖 6-20
251、環框梁鋼筋安置環框梁鋼筋安置 115(2)模模板安裝板安裝 環框梁模板由側模組成,側模采用定型大塊鋼模板,側模按環框梁寬不同設計為可收分拆?;炷琉B護后,模板可拆除整齊存放在臨時存放區。采用 BIM 軟件模擬模板安裝過程,經優化調整,模板由基坑邊站位起重吊入基坑后人工進行拼裝,保證安裝過程的安全、準確。(a)施工模擬 (b)現場 圖圖 6-21 模板安裝模板安裝(3)混凝土澆筑)混凝土澆筑 本項目混凝土澆筑要求高,為保證混凝土澆筑質量,經實驗分析,使用緩凝混凝土,要求 7 小時前須澆注完畢。采用 BIM 軟件模擬分析混凝土罐車在現場的運輸路徑,以及澆筑作業過程。經模擬分析,在環框梁混凝土澆筑時
252、,根據澆筑施工位置選擇臂長 52m 混凝土泵車,基坑邊站位泵車向模板內泵送混凝土。(a)模擬 (b)現場 圖圖 6-22 混凝混凝土澆筑土澆筑 大型設備大型設備現場現場運輸模擬運輸模擬 1、應用場景應用場景 城市軌道交通項目機電設備眾多,包含冷水機組、動力變壓器、電扶梯、組合機柜等大型設備?,F場施工環境復雜,在實際施工過程中可能存在現場尺寸空間不足、預留運輸時間 116 不足等問題,影響了大型設備的運輸和安裝到位。為保證大型設備順利安裝,以及后期維修維保的需求,在施工前需要考慮大型設備的運輸路徑,以滿足大型設備運輸方案的可實施性、合理性。采用 BIM 技術可模擬城市軌道交通工程現場空間和施工環
253、境,充分發揮現場施工的空間,并可對比分析不同運輸路徑方案,優選合理的運輸路徑。2、應應用要點用要點 為保障大型設備在現場運輸的有效性,需保證現場運輸路徑所涉及空間位置信息的準確性。采集現場施工環境和工程內部情況進行仿真建模,通過動態碰撞模擬核查運輸路徑中可能與施工環境、工程項目存在的沖突因素??煽紤]開展運輸路徑模擬的大型設備包括電扶梯、組合機柜、冷水機組、整流器、排流柜、開關柜、大型水泵等。3、應用流程應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)場地布置 BIM 模型、項目深化設計 BIM 模型;2)大型設備 BIM 模型;3)大型設備基礎資料,大型設備運輸、安裝、檢修方案。(2)軟件功能要
254、求軟件功能要求 大型設備現場運輸模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Lumion、BIMFILM、Fuzor、Solibri Model Checker等應用軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備距離量測與標注功能;3)宜具備碰撞檢查與分析功能。(3)應用流程要求應用流程要求 1)集成施工場地布置 BIM 模型、項目深化設計 BIM 模型,并根據大型設備信息創建BIM 模型;2)根據設備供應商的設備運輸計劃,結合現場施工環境,制定設備進場運輸方案;3)在 B
255、IM 環境基礎上編制大型設備現場運輸模擬方案,對于關鍵位置節點,應輸出關鍵位置運輸視圖。將運輸方案提交至建設單位、監理單位進行專業技術審核。根據審核意見,調整優化大型設備運輸方案;4)施工單位應及時跟蹤施工現場情況,若現場條件發生變化,導致施工現場工況或運輸方案發生變更,施工單位應根據變更情況更新模型,并更新運輸路徑方案;117 5)基于大型設備現場運輸模擬結果,生成運輸模擬動畫,用于施工交底。大型設備現場運輸模擬參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備大型設備現場運輸路徑圖場地布置BIM模型深化設計BIM模型大型設備現場運輸模擬視頻整合場地布置BIM模型、項目深化設計BIM模型以及設備模
256、型大型設備現場運輸模擬施工交底結束現場關鍵位置運輸示意圖大型設備BIM模型方案審核大型設備現場運輸分析報告否是大型設備運輸、安裝、檢修方案調整優化大型設備運輸方案現場環境變化否是確定大型設備現場運輸方案是 圖圖 6-23 大型設備現場運輸模擬大型設備現場運輸模擬 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求應用成果要求 1)大型設備現場運輸分析報告,應結合大型設備現場運輸模擬分析形成分析報告,主要記錄運輸方案、路徑情況、注意事項等;2)大型設備現場運輸模擬視頻;3)大型設備現場運輸路徑圖;4)現場關鍵位置運輸示意圖。4、應用價值應用價值 城市軌道交通工程中很多大型設備隨著施工階段發展即安裝完畢,
257、但施工圖紙只是在平面二維圖紙中標注大型設備的尺寸和方位。在實際施工現場中,經常存在現場尺寸空間不足、支撐架密集,以及其他原因影響大型設備的運輸和安裝。因此,采用 BIM 技術檢查和分析大型設備運輸路徑的應用越來越廣泛。在深化設計 BIM 模型的基礎上,采用大型設備 BIM模型模擬施工現場的運輸和安裝方案,能夠可視化地呈現運輸過程的碰撞點位置、碰撞對象,指導運輸方案的優化,避免實際運輸無法開展,或必須破除已有構筑物等問題,降低了工期延誤和經濟效益的損失。5、應用案例應用案例 深圳地鐵 13 號線羅租站位于黃峰嶺工業大道與規劃的石環南路交叉路口,沿黃峰嶺工業大道路中呈南北向設置,為地下二層明挖車站
258、,采用 12m 島式站臺。車站總長 692.9m,118 標準線間距 15.2m,標準段寬 27.3m,車站總建筑面積 50579.61 m2。車站站廳層長度 329m,車站站臺層長度 252m。車站設置有裝配式機房,首先根據施工藍圖及現場實測實量建立機房 BIM 模型,進行系統管路優化,對模型的族庫進行更新替換,然后將優化后的模型進行拆分、編碼,并出具加工圖,提交至加工廠進行預制化生產加工,再整體吊裝至車站機房進行拼裝施工。圖圖 6-24 裝配式流程圖裝配式流程圖 根據設備供應商的設備運輸計劃,結合現場實測實量數據,制定設備設施進場運輸方案。其中,冷水機房采用模塊化安裝方法,需提前規劃運輸路
259、徑,預留運輸通道。圖圖 6-25 運輸路徑模擬運輸路徑模擬 119 羅租站裝配式模塊吊裝口為 2 號活塞亭,風亭口尺寸 5000mm4000mm,最大模塊(冷卻水泵模塊)尺寸為 4800mm1600mm。經量測,運輸路徑上走廊寬度為 5m,門洞寬度均為 2.8m,滿足運輸要求。(a)地面及吊裝口 (b)負一樓吊裝口 圖圖 6-26 運輸路徑中關鍵位置吊裝口情況運輸路徑中關鍵位置吊裝口情況 設備到場后全部就位至基礎上,冷水機組、空調水泵、在線清洗裝置等需直接運到現場就位,閥門、壓力表等管件需運到工廠進行測量復核,羅租站現場安裝 6 人,5 天完成安裝。安裝調試完成后,砌筑土建施工時預留的墻洞,安
260、裝門窗,避免破環已有建筑物的問題,降低了工期延誤和經濟效益的損失。圖圖 6-27 冷水機房安裝冷水機房安裝 6.2.7 裝配式車站裝配式車站構件生產與拼裝模擬構件生產與拼裝模擬 1、應用場景、應用場景 120 裝配式技術正逐漸被引入城市軌道交通工程建設。根據安全、經濟等分析,將裝配式車站的主體結構劃分為多個模塊,首先在工廠預制各模塊構件,然后按計劃運輸至現場進行拼裝。為保證拼裝的精準、安全、高效,一方面,構件尺寸需嚴格按照模型方案進行生產,另一方面,現場拼裝時需嚴格控制其安裝精度。采用 BIM 技術,可將三維信息模型的數據對接至預制構件的生產設備,精準下料,實現自動化生產。在現場安裝前,可通過
261、 BIM 技術模擬預制構件的拼裝過程,優化拼裝方案,提高安裝質量。2、應用要點、應用要點 在預制構件生產方面,為保證現場安裝的準確性,預制構件的尺寸精細度要求至 mm 級,構件尺寸詳細齊全,出具大樣圖。同時,為保證預制構件后期運輸到現場后能夠及時、有序地安裝,預制構件 BIM 模型應關聯排產計劃、工序工藝、材料等相關信息。在預制構件拼裝方面,應通過 BIM 技術模擬預制構件吊裝、安裝等過程,提前發現問題和風險,優化拼裝方案,并做好現場資源、環境的調配。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)裝配式車站 BIM 模型;2)高精度裝配式構件模型;3)現場施工方案、進度計劃。(2
262、)軟件功能要求)軟件功能要求 裝配式車站構件生產與拼裝模擬 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、CATIA、Tekla Structures、Planbar 等建模軟件,Navisworks、Lumion、BIMFILM、Solibri Model Checker等應用軟件):1)宜具備模型拆分功能;2)可導出尺寸信息齊全的大樣圖;3)可發布出料清單或明細表;4)宜具備距離量測與標注功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)結合施工現場情況,施工單位根據施工圖模型或施工圖紙,建立并完善裝配式車站結構模型;2)宜將構件預裝配模型數據導出,進行編號標注,生成預制加工圖、配件表以及
263、出料 121 清單等資料。經施工單位審定復核后,由預制構件廠家進行加工生產。出料清單導入生產設備進行設計/加工一體化生產;3)預制構件廠應結合現場施工進度計劃及相關要求,排班生產預制構件,并按計劃運輸至施工現場。預制構件出廠前應滿足驗收要求;4)預制構件到場前,施工單位應采用裝配式車站 BIM 模型進行裝配式構件的拼裝模擬與分析,優化拼裝方案,合理調度現場資源;5)預制構件到場后應按照拼裝方案進行拼裝,拼裝到位后應結合 BIM 模型進行復核,保障拼裝質量;6)基于裝配式車站構件生產方案生成預制構件生產清單及生產計劃,用于生產加工?;谘b配式車站構件拼裝模擬方案生成拼裝模擬視頻,用于施工交底。裝
264、配式車站構件生產與拼裝模擬參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始完善裝配式車站模型裝配式車站BIM模型模型校審構件廠商制定預制構件生產計劃(排產)預制構件運輸到場結束現場施工方案與計劃預制構件生產否是裝配式構件模型數據準備生成預制構件大樣圖、出料清單復核否是預制構件拼裝模擬方案審核否是預制構件現場拼裝預制構件拼裝方案優化預制構件拼裝驗收預制構件大樣圖出料清單優化后的裝配式車站BIM模型裝配式車站拼裝模擬視頻預制構件生產計劃 圖圖 6-28 裝配式車站構件生產與拼裝模擬裝配式車站構件生產與拼裝模擬 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)優化后的裝配式車站 BIM 模型;2)
265、預制構件深化大樣圖、預制構件出料清單,應基于裝配式車站 BIM 模型導出相關的大樣圖和出料清單;3)預制構件生產計劃,應滿足現場施工進度計劃要求;4)裝配式車站拼裝模擬視頻,應結合現場施工環境制作預制構件現場拼裝模擬視頻。4、應用價值、應用價值 與傳統現澆施工方法相比,裝配式項目具有綠色技術集成、智能化集成、模塊化集成、工業化生產等特點,有利于節約能源、減少建筑垃圾、降低施工污染、提升勞動生產效率和 122 質量安全水平。尤其是現階段城市用地越來越緊張的背景下,裝配式項目適應城市發展趨勢,踐行了“雙碳”發展戰略、綠色發展的要求。近年來,城市軌道交通工程項目逐漸引入裝配式技術,考慮城市軌道交通工
266、程項目的復雜性、安全性等情況,為提升裝配式車站施工質量,采用 BIM 技術的信息化、可視化等特點輔助預制構件生產、拼裝。(1)通過建立裝配式車站 BIM 模型,有助于將模型信息導入生產設備控制系統,識別設計信息,使設計與加工信息共享,實現設計/加工一體化,無需重復錄入信息,且保證了預制構件尺寸的準確性,節約工程材料。(2)結合現場施工環境,通過 BIM 模型開展預制構件拼裝模擬,優化拼裝方案,有利于指導現場施工。在拼裝過程中,通過現場拼裝狀態與 BIM 模型進行比對分析,可實現精準、高效、安全的拼裝,提升并校準拼裝質量,加快現場施工進度,有效避免現場澆筑施工的環境影響。5、應用案例、應用案例
267、深圳地鐵首批裝配式試點項目共有 7 座車站,以 3 號線四期二工區的坪西站為例。該站共設有 4 個出入口、2 組風亭,采用現澆+裝配法,車站總面積為 13130.49m。車站兩端頭現澆,中間預制部分長度 162m,共計 81 環,每環 9 塊預制件。圖圖 6-29 預制段每環組成情況預制段每環組成情況 工區施工單位首先創建裝配式車站 BIM 模型,并對預制塊構件在三維模型中進行碰撞檢查,對不符合要求的地方進行修改深化,形成施工深化模型。除了系統自帶的尺寸信息,還可在預制構件添加生產加工信息,如構件類型、標記編號、含鋼量等。123 (a)裝配式車站 BIM 模型 (b)構件屬性信息示意 圖圖 6
268、-30 坪西站坪西站 BIM 模型模型 將信息完整的裝配式車站 BIM 模型導出明細表清單,按照預制生產設備的數據格式進行調整,輸出尺寸標注精準的出料清單至預制廠進行智能化生產,實現設計/加工一體化。同時,采用 BIM 模型進行預制構件拼裝模擬分析,通過制作可視化視頻形成施工動畫,指導現場施工。圖圖 6-31 坪西站預制構件拼裝現場坪西站預制構件拼裝現場 6.3 施工實施施工實施 征拆管理征拆管理 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通工程具有施工作業面分布廣、環境敏感點多、作業交叉面錯綜復雜等特點。在開工建設前,需結合現場情況對周邊環境開展征拆管理。通過 GIS+BIM 技術,建立三維數字地形
269、和周邊征拆對象的 BIM 模型,實現征拆對象虛擬場景的可視化、參數化和信息化,可通過不同的顏色區分城市軌道交通項目周邊征拆遷狀態。進一步,基于 BIM 模型對比分析不同征拆方案的優劣,進而優化征拆方案。征拆管理應貫穿城市軌道交通建設項目全過程,并隨著施工現場的變化、工程實體的進度等情況而變化。124 2、應用要點、應用要點 應運用 GIS 技術,將 BIM 模型與空間地理數據有機融合,在 GIS 地圖上整合用地紅線、工程輪廓、道路紅線、征拆范圍等征拆圖冊內容。在征拆管理過程中,應充分發揮 BIM 數據集成的特點,基于 BIM 模型集成征拆征用土地的性質、權屬、面積,以及建筑物使用性質、結構類型
270、、占地面積、層數、層高、建筑物總面積等,為征拆管理過程提供基礎數據。應實時關注施工現場未開始、已簽約、已完成、已續期等征拆狀態,以動態調整優化征拆方案。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)實景模型;2)征拆圖冊(如有);3)施工場地布置模型;4)施工模型。(2)軟件功軟件功能要求能要求 征拆管理 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley MicroStation、Bentley ContextCapture 等軟件,或相關 BIM 平臺):1)宜具備 BIM 與 GIS 集成功能,并可整合各專業 BIM 模型;2)宜具備距離、面積量測與標注功能
271、;3)宜具備模型編輯功能,如剖切、移動調整、修改狀態等。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)施工單位依據設計單位提供的施工圖和施工圖設計模型,并通過傾斜攝影建立現場相關區域的三維地理信息模型;2)將施工圖設計模型和三維地理信息模型整合,并檢查模型,將用地性質、權屬、面積,建構筑物等信息補充至模型中,為征拆管理提供基礎數據;3)將征拆圖冊及紅線圖等征拆資料導入項目指定的 BIM 軟件或平臺中;4)基于 BIM 開展征拆現場真實場景的虛擬展示,結合現場拆遷進度同步展示各拆遷建筑的拆遷狀態,供項目參與各方對征拆方案的合理性、可行性進行分析及調整優化;5)基于 GIS+BIM 環境下的征拆管理生成展
272、示視頻、動畫,以及相應的征拆管理報告,125 用于施工交底。征拆管理流程圖準備資料管理流程數據的輸入或輸出開始征拆管理報告征拆管理視頻整合模型征拆項目指導性政策文件施工場地布置模型周邊環境實景模型工程項目施工模型確定征拆方案并實施數據準備征拆圖冊導入征拆圖冊等資料通過虛擬展示分析優化征拆范圍征拆方案審核否是根據現場進度更新征拆狀態結束征拆方案比選紅線與用地關系構筑物與建筑關系紅線與建筑關系用地、征拆數統計 建筑物類型、面積、層數等信息用地性質、權屬、面積等信息 圖圖 6-32 征拆管理征拆管理 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)征拆管理視頻,應體現城市軌道交通工程建
273、設各階段征拆過程;2)征拆管理報告,應包含征拆范圍、用地說明、拆遷建筑物等情況。4、應用價值、應用價值 基于 BIM 技術的征拆管理,可以對擬建的城市軌道交通工程占用土地及征拆周圍建筑開展全方位模擬,高度還原城市軌道交通新建工程與現狀建筑物空間關系,對征拆方案開展更直觀、量化的對比分析,輔助決策,提高征拆方案的合理性。同時,可結合施工進度跟蹤現場征拆進度,便于項目參與方動態把控征拆進度。另一方面,可通過 BIM 模型自動生成征拆管理相關信息報表,包括征拆起止時間、征拆建構筑物數量和面積等,輔助征地拆遷成本計算,控制成本。5、應用案例、應用案例 深圳市城市軌道交通 5 號線工程的東門路站,為地下
274、二層島式車站。東門路站位于向西路與東門路之間,沿深南東路東西向布置。車站總長度 246.00m,標準段寬 21.4m。站臺長140m,寬 12m。車站東北側設置通道與既有 2 號線湖貝站連接。車站位于深圳市繁華城區,周邊緊鄰大量既有建構筑物,車站附屬結構均侵入附近小產權用地范圍,需對侵入設計結構范圍土地進行征拆整備。其中,東門路站 C 出入口原設計方案需占據某醫院門診路前廣場的一半停車位及過車通道,使醫院前廣場不再具備停車能力,在征拆工作中遭遇極大阻力。126 中鐵十四局首先通過 Revit 系列軟件建立車站結構模型,運用無人機傾斜攝影對施工場地周邊環境進行拍攝、建模。然后采用 Bentley
275、 MicroStation 軟件整合模型,并導入包含用地范圍的地形圖,虛擬展示征拆現場的真實場景。圖圖 6-33 項目周邊整體傾斜攝影的實景模型項目周邊整體傾斜攝影的實景模型 結合傾斜攝影技術與 BIM 技術,使參建各方能夠快速獲取征拆對象信息,既解決征拆過程中圖紙與實際不符的問題,也能結合 BIM 模型掌握工程對象與征拆對象之間的空間關系,優化征拆方案,極大地改善傳統征拆過程中信息滯后、數據不明的問題。通過與傾斜攝影模型對比,根據實際情況修正征拆方案的車位布局,保留了大部分停車位,實現征拆方案優化,保留醫院主要停車能力。征拆方案最終也得到各方認同,使東門路站結構施工得以順利推進。圖圖 6-3
276、4 征拆范圍導入傾斜攝影模型后的效果征拆范圍導入傾斜攝影模型后的效果 區間區間隧隧道道盾構盾構施工管理施工管理 1、應用場景、應用場景 由于城市用地緊張,城市軌道交通工程一般采用地下形式。其中,地下區間施工以盾構法為主。采用 BIM 模型可集成區間范圍內的三維地質模型、地下管線模型、周邊建構筑物地下基礎模型等,輔助預判盾構掘進中可能面臨的風險,進而及時調整盾構施工方案、盾構掘進方案和管片拼裝方案??刹杉軜嬀蜻M姿態和施工參數,與 BIM 模型綁定關聯,動態分析盾構掘進狀態。當成型隧道軸線出現偏差時,結合 BIM 模型重新調整盾構掘進方案和 127 管片拼裝方案。2、應用要點、應用要點 在基于
277、BIM 的盾構施工管理中,應整合區間周圍的的地質模型、地下管線模型、周邊建構筑物地下基礎模型等,為盾構掘進提供準確的基礎環境。在盾構掘進過程中,基于 BIM模型掛接盾構掘進數據、管片拼裝等施工信息,動態監控盾構實際施工狀態,支撐采集數據與設計數據的對比分析,以優化調整盾構施工管理。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)施工區域影響范圍的地質模型、地下管線模型、周邊建構筑物地下基礎模型等;2)區間施工模型;3)盾構施工方案、盾構掘進方案、管片拼裝方案等技術方案;4)盾構實時施工數據。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 區間隧道盾構施工管理 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采
278、用 Revit、Bentley OpenRoadsDesigner、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,或相關 BIM 平臺):1)可整合各專業 BIM 模型;2)宜具有數據接口掛接盾構實時運行數據、管片拼裝數據等;3)具備偏差預警、故障報警功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)施工單位依據設計單位提供的施工圖和施工圖設計模型,根據施工特點及施工現場情況,完善深化設計模型。該模型應包含工程實體的基本信息;2)深化設計后的盾構隧道 BIM 模型通過建設單位、設計單位、相關顧問單位(若有)審核確認,最終生成可指導施工的三維模型以及節點圖等;3)將審核完成后的模型進行整合,采集盾
279、構掘進姿態和施工參數,掛接至 BIM 模型,實時監控盾構掘進參數。通過集成的各三維模型,預判分析盾構掘進過程中可能面臨的風險,優化盾構施工方案;4)當出現區間隧道施工進度滯后、盾構掘進參數發生異常,或成型隧道軸線出現偏差等問題時,應結合當時的盾構掘進狀態進行糾偏,重新調整盾構掘進方案和管片拼裝方案;128 5)根據區間隧道盾構施工管理生成展示視頻、動畫,用于施工交底。區間隧道盾構施工管理業務流程參考資料數據的輸入或輸出地質模型地下管線模型周邊建構筑物地下基礎模型區間施工模型技術方案實時施工數據開始結束數據準備整合模型結合實際施工優化BIM模型模型審核否是掛接盾構施工數據至BIM模型盾構施工數據
280、監控與分析施工狀態審核是否盾構施工糾偏按計劃實施盾構施工盾構施工視頻盾構施工管理分析報告盾構施工糾偏報告 圖圖 6-35 區間隧道盾構施工管理區間隧道盾構施工管理 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)盾構施工視頻,包含區間隧道和周邊地質、地下管線等情況,并清晰表現各工程項目之間的位置關系;2)盾構施工管理分析報告;3)盾構施工糾偏報告,包含偏差原因和狀況、糾偏方案和處置效果等內容。4、應用價值、應用價值 傳統的盾構隧道管理平臺不夠直觀、清晰,難以查看和確認區間施工范圍內的周圍環境情況。盾構機在地下作業時,一旦出現問題,不僅影響工期,還可能會造成極大的經濟損失?;?B
281、IM 技術的盾構施工管理,通過集成區間隧道周圍環境數據,如地質、地下管線、建構筑物地下基礎等,可明確隧道和風險點位之間的位置關系、地質情況,提升施工準確性。同時,對盾構掘進過程中可能發生的風險進行預判,減少施工安全風險;針對風險問題,及時調整施工方案,減少返工造成的工程損傷,提高施工效率,避免工期延誤,也節省了后期返工的損耗成本。5、應用案例、應用案例 穗莞深城際軌道交通深圳機場至前海段工程標,線路起于深圳機場站,出機場后下穿西灣海域,經碧海高爾夫俱樂部至寶安大道,沿寶安大道地下敷設,到達西鄉站,線路總長6.5km。盾構下穿前海西灣海域 3.16km,最大水頭約 60m,且裂隙較發育。盾構在高
282、水壓下獨頭長距離掘進,對盾構機的密封性能及在高水壓下帶壓換刀作業條件提出更高要求。區間隧道穿越既有地鐵、市政橋梁、市政地下工程等 7 處,在穿越的地質條件下合理選擇穿越交 129 叉點、隧道埋置深度,確保穿越建(構)筑物關鍵交叉節點安全是項目的重難點。中鐵建南方采用 Revit 軟件和 Bentley 系列軟件建立始發井、區間地質、盾構區間、地下管線、場部臨建、周邊建構筑物等模型,并將模型基于統一坐標系進行整合,分析盾構區間下穿既有建筑物基礎位置關系、地質情況,針對性地選擇加固方案,明確施工重難點,保證施工安全。圖圖 6-36 盾構下穿盾構下穿 1 號線地質情況號線地質情況 為保障盾構施工作業
283、的安全、有序,研究編制集團大直徑泥水平衡盾構機施工標準化手冊,規范泥水盾構機洞內設施要求,達到節約材料、文明施工的目的。項目部搭建基于 BIM 的智慧工地管理平臺,將 BIM 模型輕量化,易于現場管理人員使用。通過物聯網、5G 等技術將攝像頭、盾構機數據傳導至平臺,并和 BIM 模型掛接,實現基于模型的現場管理。通過智能安全帽等設備實現隧道內人員定位,實現對施工現場作業人員進退場考勤登記、現場勞動力分布統計、輔助項目勞動力管理。智慧工地自 2020 年 10月開始運行,至今運行良好,全面保障了盾構施工的安全性、準確性,并積累大量現場數據。圖圖 6-37 施工現場的攝像頭與隧道人員監控施工現場的
284、攝像頭與隧道人員監控 裝配式機房深化裝配式機房深化 1、應用場景、應用場景 在機電安裝施工時,若不能完整提供現場場地,將對機電安裝進度影響較大,同時機房 130 設備及管線較為復雜且相對集中,管線種類錯綜復雜、設備種類多、大,且設備房間空間有限。為保證工期,在確定墻邊管線接口后,對機房內設備管線進行深化排布,提前在工廠內預制管線管道,待場地具備條件時可直接運輸至現場進行模塊化安裝。2、應用要點、應用要點 裝配式機房現多用于城市軌道交通的環控機房、冷水機房等管線種類錯綜復雜,設備種類多、大,且設備房間空間有限。其深化應在施工圖、設計 BIM 模型的基礎上,滿足設計功能的同時,優化設備擺放位置空間
285、、管線走向等,達到設備功能健全、功耗最低的目的。同時,保障管線排布合理、整齊美觀等要求。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)施工圖;2)機房 BIM 模型;3)施工現場條件;4)設備、管材選型;5)機電設備安裝規范等資料。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 裝配式機房深化 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、MagiCAD、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及 Navisworks、Lumion、3D MAX 等應用軟件):1)可整合各專業 BIM 模型并流暢瀏覽;2)宜具備碰撞檢查與分析功能;3)宜具備量測與標注功能;4
286、)宜具備管線分段標注及出圖功能。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據現場施工條件,深化設備機房 BIM 模型,對管線、管道等進行深化排布,并與設備廠家確認最優生產、加工、安裝等方案;2)深化模型后,導出管線管道的圖紙。按照生產加工工序,對每段管線進行編號,圖紙經各參與方審核確認。審核無誤后,由工廠預制管線管道。亦可將管線管道 BIM模型交付至工廠的生產系統,根據 BIM 模型數據解析形成管線管道生產方案;3)結合現場施工情況,工廠按計劃將相應的管線管道運輸至現場。在現場安裝前,應基于 BIM 模型進行安裝模擬,通過三維模擬分析,提前發現問題,指導現場施工,131 合理調配現場資源;4)按
287、照安裝方案,將預制管線管道進行現場安裝,并校核安裝質量,為后續的安裝提供準確的基礎環境;5)基于裝配式機房深化 BIM 應用,形成優化后的機房 BIM 模型、安裝模擬視頻,并進行施工交底。裝配式機房深化參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備優化后機房BIM模型設備大樣施工圖紙機房BIM模型現場條件設計、廠家審核確認現場測量保溫保潔是否機電安裝相關標準、規范及規程基礎出圖管道分段出圖支架深化出圖現場澆筑為設備提供基礎工廠生產加工管線管道按計劃運輸至現場沖洗試壓現場安裝模型深化機電設備、管線管道選型施工安裝模擬現場驗收否是現場調整整改結束裝配式機房安裝模擬視頻裝配式機房深化出圖 圖圖 6-3
288、8 裝配式機房深化裝配式機房深化 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)優化的機房機電設備管線 BIM 模型,包含工程實體的基本信息,并清晰表達關鍵節點;2)裝配式機房深化出圖,包括深化施工圖、管線分段圖及關鍵節點圖,宜由優化后BIM 模型輸出;3)裝配式機房安裝模擬視頻,應能反映在現場環境下,裝配式機房安裝過程。4、應用價值、應用價值 基于 BIM 技術開展裝配式機房深化,與傳統工藝相比,裝配式施工具有安裝便捷、質量可控、低碳環保、節約資源等優點。(1)優化管道,減少管道沿程阻力損失,提升機房能效比)優化管道,減少管道沿程阻力損失,提升機房能效比 裝配式機房施工技術整
289、體采用模塊化設計思路,將機房所有直角彎頭、直角三通更換為銳角彎頭和銳角三通,優化后的彎頭、三通可減小管道沿程阻力損失,減少管道以及設備的能量消耗,高效節能,提升了機房能效比。同時,采用 BIM 技術輔助裝配式機房施工,管線排布合理美觀。132(2)提高管線安裝質量)提高管線安裝質量 裝配式機房施工技術管件采取工廠流水化作業,生產周期短。生產質量高且易于監管。防銹處理采用靜電噴涂方式,耐腐蝕性遠高于現場手工刷漆。管件焊接采用機器人全自動焊接,焊接質量穩定可靠。(3)縮短工期)縮短工期 傳統機房施工由于工序之間相互依賴,一旦某環節出錯,可能造成大量的返工與材料的浪費,將導致項目工期嚴重滯后。采用裝
290、配式機房施工技術,提前采用 BIM 技術進行模擬分析,可優化現場安裝流程,保障安裝工序的有序開展。(4)綠色施工,施工現場實現)綠色施工,施工現場實現“零加工零加工”傳統現場作業存在大量的現場切割、焊接作業,對施工環境具有極大影響,作業人員在密閉的地鐵站內承受高污染、強光源等危險,安全隱患大。采用裝配式機房施工技術,現場無焊接、切割、油漆作業,真正做到綠色施工,避免電焊、油漆作業對施工人員身體的傷害,安全文明施工風險較低。5、應用案例、應用案例 深圳地鐵 14 號線沙湖站位于坪山大道與榮昌路/體育二路交叉口,沿坪山大道東西向曲線布設。車站為半徑 1500m 的地下二層島式曲線站臺車站,有效站臺
291、長度為 181.52m,站臺寬為 12m。車站總長為 288m。車站共設 5 個出入口、1 個安全出入口,2 組風亭共計 8個風井。該車站總建筑面積為 17029.72 m2,其中,車站主體建筑面積為 12872.3 m2,附屬建筑面積為 3444.06 m2。中鐵六局電務公司基于設計施工藍圖開展冷水機房的 BIM 模型建立及深化工作,與設計、廠家反復溝通確認,深化后的方案充分考慮了管道阻力、人員走道檢修空間、管線整體美觀等因素。圖圖 6-39 冷水機房深化后模型冷水機房深化后模型 133 根據沙湖站冷水機房深化后的模型,對管段分解、編號,完成出圖工作,在設備廠家、設計審查簽字后,報送車站設備
292、中心、設備監理,審核均無問題后,在工廠進行預制生產。圖圖 6-40 冷水機房管段分解圖冷水機房管段分解圖 傳統的冷水機房施工周期為 45 天左右,本項目結合 BIM 技術采用裝配式冷水機房施工技術,僅需 3 天就完成施工作業,縮短工期 42 天,縮短約 93%。在成本方面得到大幅度節省,其中項目部管理人員成本節約 6.3 萬元左右、材料成本節約 5.4 萬元左右。形象進度管理形象進度管理 1、應用場景、應用場景 進度管理工作宜在項目中標后開始策劃,并根據施工組織情況,在施工過程中可按照一定周期進行定期分析與調整。發揮 BIM 技術的可視化、形象化等優勢,可輔助城市軌道交通工程進度管理。通過將進
293、度計劃與施工 BIM 模型進行綁定關聯,實現施工前進度方案模擬與優化。在施工中,通過計劃進度和實際進度的對比,動態調整現場施工方案和調配資源,以保障城市軌道交通工程按期推進。2、應用要點、應用要點 進度管理是一項復雜的、持續性的管理工作,需要從模型、管理等維度進行推進:(1)模型綁定。為保證 BIM 模型模擬與現場施工作業的一致性,需根據城市軌道交通工程的單位工程、分部工程和分項工程等要求,相應地調整 BIM 模型的構件劃分范圍和深 134 度,以滿足形象進度模擬的要求,保證進度數據綁定至 BIM 模型。(2)過程管控?;?BIM 的形象進度管理,可模擬分析項目計劃進度,并與現場實際進度進行
294、對比分析,以及時糾偏現場施工方案。因此,在進度管理中,應做好計劃進度、實際進度和糾偏進度的分析。(3)更新周期。在施工過程中,應根據項目要求和現場情況,在 BIM 模型中定期更新現場的進度數據。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)施工組織設計;2)施工進度計劃和產值計劃;3)施工深化 BIM 模型;4)WBS 標準;5)工籌表模板。(2)軟件功能要求軟件功能要求 形象進度管理 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良XCUBE 等建模軟件,以及 Project 等應用分析軟件,或相關 BIM 平臺):1)可錄入施工進度
295、,實現計劃與模型掛接;2)可在模型上實現進度計劃模擬與計劃調整;3)可對比分析計劃進度和實際進度;4)可開展進度計劃變更審批。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據項目現場情況和施工特點,建立施工各階段 BIM 深化模型。該模型應包含工程實體的基本信息和工作分解結構(WBS)編碼信息;2)將 BIM 模型依據 WBS 要求拆分模型,并分別列出各進度計劃的活動(WBS 工作包)內容。根據項目現場施工方案確定各項施工流程及邏輯關系,制定初步施工進度計劃;3)將進度計劃與 BIM 模型關聯,生成施工進度管理模型;4)基于施工進度管理模型開展可視化施工模擬。檢查施工進度計劃是否滿足約束條件、是否達
296、到最優狀況。施工產值計劃是否與進度投資相符,若不滿足,開展優化和調整,優化后的計劃可作為正式施工進度及產值計劃。經項目經理審核批準后,報建 135 設單位及工程監理審批,以指導現場施工;5)根據現場實際施工狀態,導入實際進度信息,通過實際進度及產值與項目計劃之間的對比分析,得出二者之間的偏差,分析并指出項目中存在的潛在問題。對進度偏差進行調整以及更新目標計劃,以達到多方平衡,實現進度管理的最終目的;6)基于形象進度管理,形成調整后的施工 BIM 模型,并生成施工進度控制報告,用于施工交底。136 形象進度管理參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備調整后施工BIM模型模型賦碼及工籌表制作施
297、工進度控制報告生成基于WBS的BIM模型及工籌表否WBS標準施工深化模型業主、監理單位審核形象進度模擬是施工總承建單位審核施工組織設計施工進度計劃和產值計劃工籌表模板否是BIM模型與計劃信息掛接符合要求否優化施工進度、產值方案是進度對比分析現場實際施工進度進度偏差分析WBS模型與計劃更新結束出現預警或偏差按計劃推進是否 圖圖 6-41 形象進度管理形象進度管理 BIM 應用流程應用流程 137(4)應用成果要求)應用成果要求 1)調整后施工 BIM 模型,應根據項目現場施工情況調整 BIM 模型的劃分,并準確表達構件的幾何信息、施工工序、施工工藝及施工、安裝信息等。在進度管理過程中,展示效果應
298、完整、狀態著色邏輯應符合現場實際情況;2)施工進度控制報告,應基于 BIM 模型反映工程的計劃進度時間、實際進度時間、產值進度等信息,以及對項目進度、產值等方面的控制情況。4、應用價值、應用價值 傳統的進度管理主要依賴橫道圖等圖表形式開展,難以直觀、形象地理解各工序、資源、產值之間的邏輯關系。采用 BIM 技術輔助進度管理,為進度管理提供了三維、可視化的虛擬工程實體?;?BIM 模型開展進度管理模擬,有利于及時發現施工過程的問題和難點,及時調整現場施工方案,優化施工組織設計,降低施工時間成本。同時,可對項目計劃進度和實際進度進行管控,以項目進度計劃“編制審核執行分析調整”的全閉環控制 BIM
299、 模型為核心,全面對工程進度及產值計劃精細化過程控制,有效地對項目事前和事中管控,提升項目管理水平,使投資透明化。5、應用案例、應用案例 深圳市城市軌道交通 13 號線二期工程(北延)東周路站,位于松白路與東周路交叉口北側,沿松白路南北向輻射,是 13 號二期工程(北延)線與遠期規劃 29 號線的換乘站。車站為地下兩層兩跨(局部三跨)島式車站,采用明挖順筑法,車站長 461.6m,車站標準段寬約 22.3m,底板埋深度約 18.3m。中建隧道首先采用 Revit 軟件建立建筑、結構、機電等三維模型,再根據現場施工進度編輯計劃、產值計劃及 WBS 編碼,并對模型進行賦碼。圖圖 6-42 編碼計劃
300、與模型賦碼編碼計劃與模型賦碼 將進度計劃、產值計劃、模型上傳等至深圳地鐵 BIM 平臺后,按照“計劃時間”模擬計 138 劃施工工序,施工單位通過視頻模擬輔助核對形象進度計劃是否符合邏輯,優化調整施工方案或計劃。當錄入實際數據后,可選擇按照“實際時間”模擬實際施工順序。BIM 模型+進度計劃實現 4D 施工模擬,可進行項目施工方案論證。(a)計劃進度 (b)實際進度 圖圖 6-43 基于基于 BIM 的計劃進度與實際進度分析的計劃進度與實際進度分析 在深圳地鐵 BIM 平臺中,通過糾偏計劃、預期計劃和實際數據實現業務聯動,更有效地對項目開展全方位的事前和事中管控,提升現場項目施工管理質量。結合
301、 BIM 模型的三維可視化形式,輸出 S 曲線、橫道圖等直觀形象的方式,便于各部門、各單位及時了解工程進展情況。同時,可對比分析進度計劃和實際計劃,找出差異,分析原因,根據偏差情況進行施工方案優化。圖圖 6-44 投資管理投資管理 工程量統計與工程量統計與投資控制投資控制 1、應用場景、應用場景 工程量統計是施工成本控制的重要基礎。根據現場實際情況,結合城市軌道交通項目工程量計算規則,可在深化設計 BIM 模型基礎上修改形成現場施工 BIM 模型,進而形成施工階段的算量模型。采用算量 BIM 模型及 BIM 軟件,基于清單規范和消耗量定額確定城市軌道交通項目工程量清單項目,生成工程量清單(包括
302、不同構件混凝土體積、鋼筋,主要管線 139 長度,主要設備數量等),并基于 BIM 模型自動統計工程量。將自動算量結果與造價咨詢的計算結果進行對比復核,提高算量質量。由于現場施工的變化,應結合現場實際情況,及時調整算量模型,更新工程量及明細表,與現場進度、項目成本信息結合,實現動態的成本管理。2、應用要點、應用要點 基于現場施工 BIM 模型統計工程量是在施工圖設計模型的基礎上,按照工程量計算要求深化模型。算量模型與設計模型在深度要求、劃分原則等方面均不同,需要根據清單規范、消耗量定額等要求深化修改設計模型,以形成算量模型。進一步,應依據項目的設計變更、簽證單、技術核定單、工程聯系函等相關資料
303、,及時調整模型,確保模型和現場始終保持一致,保證工程量統計的準確性。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)深化設計模型;2)項目施工相關信息,如設備材料、工藝工法等;3)項目進度計劃、成本信息;4)設計變更、簽證、技術核定單、工作聯系函、洽商等過程資料;5)城市軌道交通工程清單規范、定額規范等計量要求資料。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 工程量統計與投資控制 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及廣聯達、魯班、斯維爾等算量軟件,或相關 BIM 平臺):1)可導入 BIM 模型,經編輯修改
304、可形成算量模型;2)可在 BIM 模型上附加或關聯施工進度、算量信息;3)可生成材料清單和相關報表;4)宜支持現行國家標準建設工程工程量清單計價規范GB 50500 和深圳市工程量清單等規范要求。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)根據城市軌道交通工程算量要求,基于深化設計 BIM 模型進行修改完善,創建算量模型,并核查模型的準確性、完整性;2)基于清單規范和消耗量定額,確定城市軌道交通項目工程量清單項目;3)將算量 BIM 模型導入至算量軟件中進行工程量統計,自動導出工程量清單,可與 140 造價咨詢的清單進行一一校核與分析,提高算量準確性;4)將成本數據添加至 BIM 模型或導入算量軟件
305、,輸出相關投資報表,輔助驗工計價、合同支付和竣工結算等工作;5)當施工現場、施工方案等發生變更,應及時更新算量模型并導出工程量清單;6)基于工程量統計與投資控制,形成調整后的算量 BIM 模型,以及工程量清單,并進行成果交付。工程量統計與投資控制參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始調整并創建算量BIM模型工程量清單確定工程量清單項目基于BIM的工程量導出輔助投資控制模型檢查否是計算工程量并導出清單單項計價計算總價調整后算量BIM模型深化設計BIM模型原投標清單項目及投標報價單項目進度計劃、成本信息設計變更、簽證等過程資料施工圖預算模型項目施工信息數據準備工程量校核否是清單規范、定額規范等結束
306、圖圖 6-45 工程量統計與投資控制工程量統計與投資控制 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)調整后算量 BIM 模型,其劃分方法、屬性信息等方面應滿足城市軌道交通工程量計算要求;2)工程量清單,應基于 BIM 模型導出工程量清單。4、應用價值、應用價值 傳統的工程量計算是根據二維圖紙進行計算,工作量大、耗時長,且容易出錯,往往依賴于造價工程師的經驗?;谏罨O計 BIM 模型,按照算量規則進行調整完善,根據分部分項工程要求和構件拆分規則要求,對不同類型構件按需求進行拆分,并對拆分的構件信息附加相應的屬性信息,以保證每個清單都有對應的模型匹配,進而實現基于 BIM 模
307、型的工程量統計,提高工程量計算的準確性和效率?;?BIM 模型的自動算量將設計等相關人員從繁瑣的工程量計算工作中解放,極大地提高工作效率,使工程量計算擺脫人為失誤因素,使得設計人員回歸設計方案的優化,有助于提高設計質量。同時,施工現場復雜多變,工程量計算需根據變更情況進行快速響應,基于 BIM 模型的工程量統計能夠快速導出工程量清單,滿足變更前后對比分析的需求。工程量計算是工程建設的重要基礎性工作。準確的工程量,有利于編制準確的工程造價,141 管控現場施工投資,并進行投資決策和制定短期、長期的管理計劃,有利于優化施工配備及物資供應等工作。5、應用案例、應用案例 深圳地鐵 13 號線羅租站是
308、地下車站,位于黃峰嶺工業大道與同輝路交叉路口南側,沿黃峰嶺工業大道呈南北向布置。車站范圍內地形略有起伏,現狀地面高差約 1 m,地勢呈南低北高的狀態。車站總體建筑面積 50395.65 m2,主體結構標準段為地下兩層雙柱三跨(三柱四跨)結構型式,頂、中、底板與中柱、中隔墻、側墻形成為一閉合框架,地下一層為站廳層,地下二層為站臺層。采用明挖順筑法施工。中建八局首先根據設計模型,按照城市軌道交通項目工程量計算規則,調整并創建算量BIM 模型,并根據站點的深化設計圖紙、設計變更等資料完善模型。圖圖 6-46 羅租站算量羅租站算量 BIM 模型模型 將調整優化后的算量模型導入 BIM 算量軟件中,計算
309、得出羅租站的主體結構工程量表格。進一步,分類統計羅租站各層各構件工程量,將工程量導入造價軟件,按清單規范和消耗量定額確定工程量清單項目,實現“一鍵工程量計算”,并生成工程量清單統計表。將羅租站輸出的工程量清單與原預算文件的清單進行一一校核,得出工程量清單復核報告。經比對,基于算量 BIM 模型的工程量清單與實際的施工現狀一致?;谒懔?BIM 模型得出工程量清單復核報告,為羅租站在施工階段的成本控制提供技術支撐。142 圖圖 6-47 羅租站算量統計羅租站算量統計 三維掃描質量復核三維掃描質量復核 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通項目設備房類型眾多,機電設備、管線管道安裝要求高。為保障現場
310、施工與設計方案的一致性,需全方位校核現場質量,采用“BIM+三維掃描”技術集成,可輔助已完工工程實體的質量復核,代替傳統實測實量的工作。通過對已施工工程實體進行三維掃描,逆向建模生成點云模型。將點云模型與 BIM 模型進行對比分析,可快速檢測空間尺寸數據偏差,校驗現場施工的準確性,并形成準確有效的實體數字模型,能夠為后續工序施工提供精確參照,為工程質量復核、工程驗收提供技術支持。2、應用要點、應用要點 三維掃描質量復核應用的關鍵在于生成高精度、可交付的點云模型。采用三維掃描儀等設備對車站主體結構、區間隧道等進行掃描,掃描精度可達到 mm 級。根據掃描空間大小、復雜度等因素,外業采集效率有所不同
311、。采集并獲取點云數據后,經過數據拼接、數據去噪、曲面重構等進一步處理,可形成高品質、低噪點的點云模型。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)各專業深化設計 BIM 模型;2)三維掃描實施方案;3)三維掃描規范規程;4)質量驗收標準。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 三維掃描質量復核 BIM 應用軟件宜具有以下功能(硬件如徠卡、天寶等三維掃描儀,軟件如 JRC 3Dreconstructor、FARO SCENE、Realworks 等):143 1)宜兼容三維激光掃描儀的導出數據格式;2)可對點云數據進行處理編輯;3)可整合各專業 BIM 模型,并與點云模型進行比對,輸出
312、檢測比對報告。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)收集項目深化設計 BIM 模型,作為三維掃描點云模型的對比依據;2)應根據城市軌道交通工程項目平面情況以及現場條件,確定三維掃描實施方案。三維掃描作業應符合地面三維激光掃描作業技術規程等標準、規范及規程的相關要求;3)按照實施方案對城市軌道交通工程進行外業掃描,采集點云數據;4)在內業數據處理過程中,應對點云數據進行必要的數據拼接、數據去噪、數據均勻化等預處理,提升點云數據質量。應注意的是,自動創建的點云模型可能存在錯誤,需檢查并手動處理錯誤部位;5)將修正后的點云模型與 BIM 模型進行對比分析,檢查現場施工誤差是否在合理區間內。若偏差較大
313、,即實際建造過程與設計或施工規范存在不相符的地方,應采取必要的措施進行現場調整;若在合理區間范圍內,更新 BIM 模型,以得到與現場一致的 BIM 模型;6)基于三維掃描質量復核應用,形成準確有效的、與現場一致的 BIM 模型、點云模型,以及質量復核報告。三維掃描質量復核參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始數據準備質量驗收標準三維掃描規范規程深化設計BIM模型根據現場環境確定三維掃描方案根據現場空間與布局開展定點掃描點云數據采集點云數據處理點云模型檢查否是處理有問題的點云數據形成點云模型質量驗收允許偏差否是修正各專業BIM模型是否有偏差否是現場調整修正結束完成質量復核比對點云模型和BIM模型點
314、云模型優化后BIM模型質量復核報告 圖圖 6-48 三維掃描質量復核三維掃描質量復核 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)點云模型;144 2)優化后的 BIM 模型,根據現場三維掃描結果調整優化后的各專業 BIM 模型;3)質量復核報告,經三維掃描點云模型與 BIM 模型對比分析的檢測報告,包含偏差總體情況、異常范圍、整改措施等。4、應用價值、應用價值 傳統工程測繪通常采用全站儀等儀器設備,通過現場采集離散點坐標,借助作業草圖和現場拍攝照片內業繪制成圖。由于施工現場條件復雜,有時難以滿足通視條件,存在外業工作量大、自動化程度和測量效率不足、測量成果較為局部和片面等問
315、題。相對于傳統的工程質量復核手段,三維掃描技術具有高效率、高精度、高分辨率、點云密度高、不接觸性、數字化、自動化等優點,可以快速準確地記錄工程實體實際情況、創建相應點云模型及檢測出空間尺寸數據偏差,既保證工程質量復核的全面性、準確性,又減少工程質量復核的時間成本,為工程質量復核、工程驗收提供技術支持。同時,可用于修正原 BIM 模型,以形成準確有效、與現場工程實體一致的的竣工模型,為后期運營奠定數據基礎。5、應用案例、應用案例 深圳地鐵 13 號線羅租站是地下車站,位于黃峰嶺工業大道、洲石路延長線與石清大道交叉路口,沿黃峰嶺工業大道敷設。車站為地下兩層島式車站,地下二層為站臺層,地下一層為站廳
316、層,設有 6 個出入口與 3 組風亭,西側與綜合管廊相鄰,總面積為 50395.65m。車站和區間土建工程施工質量管理遵循事前預防、事中管控、事后檢驗三個步驟,為充分保障施工質量,事后檢驗采取“BIM+三維掃描”集成應用技術進行質量復核。中建八局根據工程特點和現場情況確定三維掃描實施方案,按照操作規程和實施方案,運用 FARO X130 三維掃描儀對車站與區間主體結構進行掃描,獲取相關點云數據。采用FARO SCENE 軟件對點云數據進行處理與逆向建模,得到點云模型,并將點云模型和 BIM模型進行比對,自動計算結構偏差數據,對施工誤差較大的部位及時進行現場整改或者模型修正,保證現場和模型高度一
317、致,確?;趯嶋H現場數據校對后的土建模型的可靠性、準確性,避免因土建和機電碰撞而造成返工。145 圖圖 6-49 現場掃描與三維點云模型現場掃描與三維點云模型 采用“BIM+三維掃描”集成應用技術輔助質量復核,不僅可形成檢測比對報告指導現場質量缺陷的檢測和整改,快速完成已完工工程實體的驗收工作;還可以修正各專業 BIM 模型,形成與現場高度一致的土建竣工模型,為后續機電工程深化和施工提供精確參照。羅租站通過三維掃描質量復核,發現結構偏差達 865 處,其中需要落實整改 353 處,需要調整模型 56 處。極大地提高現場質量復核的效率和成效,預計縮短工期 30 天,節約成本約 26 萬。圖圖 6
318、-50 點云模型與點云模型與 BIM 模型對比分析模型對比分析 機電設備驗收管理機電設備驗收管理 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通工程設備涉及專業廣、供貨商多,設備采購安裝周期長,且運營期間對設備管理要求高。為提高設備在運營期間的運行和管理能力,借助機電設備 BIM 模型承載海量信息的特點,實施基于 BIM 模型的設備二維碼方案,通過二維碼掃碼可查看設備三維模型、管理設備信息,并開展設備到場、安裝、驗收等流程審核,實現機電設備的驗收管理,為后續運營提供設備管理數據基礎。2、應用要點、應用要點 城市軌道交通工程設備類型多,在實施機電設備基于二維碼的驗收管理前,應制定二維 146 碼標準方案。
319、通過掃碼,除了呈現設備的 BIM 模型進行三維交互瀏覽查看,還需制定二維碼所承載的設備信息模板,包括設備名稱、編號、型號、參數、設備模型、設備唯一編碼、資產清冊和應用情況等。為保證機電設備后期驗收管理的順利開展,在站后工程施工時,生成設備構件的二維碼,并張貼在設備上,在后續的出廠驗收、設備到貨、現場安裝、設備驗收、移交運營管理等各環節中,管理人員應進行設備二維碼掃碼,按照流程審核并填寫相關信息。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)設備供應商機電臺賬;2)設備投產清單;3)設備投產計劃;4)設備 BIM 模型;5)設備二維碼。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 機電設備驗收
320、管理 BIM 應用軟件宜具有以下功能(如采用 Revit、Bentley、Railworks、馬良 XCUBE 等建模軟件,以及可識別二維碼的移動端管理軟件):1)具備二維碼掃描功能;2)可瀏覽設備 BIM 模型。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)設備供應商根據城市軌道交通項目設備投產清單的設備類型,確定構件上傳的總數,并創建設備 BIM 模型,模型創建需符合相關的城市軌道交通工程 BIM 標準的深度要求,并上傳至項目指定的 BIM 平臺,以便后期基于二維碼的設備驗收管理;2)BIM 總體單位和設備監理審核構件模型的合規性,以及其屬性信息的完整性和準確性。審核通過后可正式發布;3)在出廠驗
321、收階段,設備供應商從指定的 BIM 平臺導出設備二維碼并完成張貼,并對設備關聯信息進行維護和更新;4)在現場安裝階段,設備監理掃描設備二維碼,在 BIM 平臺的移動端完成設備到場驗收。安裝單位通過掃碼完成現場安裝圖片和安裝位置的信息錄入,并掃碼提交驗收申請;5)在驗收環節,由設備監理和運營人員掃碼對設備二維碼關聯信息進行最終確認。147 機電設備驗收管理參考資料管理流程數據的輸入或輸出開始組織供應商創建設備構件模型并上傳設備投產計劃設備到場掃碼驗收設備BIM模型審核設備供應商編制設備構件上傳計劃否是組織設備供應商按要求張貼設備二維碼設備BIM模型數據準備設備二維碼設備BIM模型設備投產清單設備
322、供應商機電臺賬設備BIM模型發布設備安裝掃碼驗收設備BIM模型完整信息結束 圖圖 6-51 機電設備驗收管理機電設備驗收管理 BIM 應用應用流程流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)設備 BIM 模型,應符合相關 BIM 標準的深度要求,可滿足后期運營運維的應用需求;2)設備二維碼,設備 BIM 模型經相關 BIM 平臺發布后形成的設備二維碼;3)設備 BIM 模型完整信息,設備經驗收通過后,應承載完整的屬性信息。4、應用價值、應用價值 傳統的機電設備驗收管理主要基于設備的報告、圖紙等資料開展,所形成的驗收成果主要以報告為主,由于是非結構化數據,難以在后期運營運維階段應用。結合 BIM
323、技術,開展基于二維碼的設備驗收管理,從設備出廠、到貨、現場安裝、驗收、移交運營管理等各環節,各參建單位全過程參與,并在軌道交通 BIM 平臺上記錄相應資料,可對采購清單的設備數量和型號,與現場實際安裝情況進行對比,保障了設備到場安裝質量,全程可追溯、信息可處理。同時,通過二維碼的掃碼流轉,可精確掌握城市軌道交通工程現場每一工點、每一供應商、每一臺設備的狀態,對存在延遲到貨、延遲安裝等問題的設備進行追蹤和監控。另一方面,張貼有二維碼的設備移交至運營后,避免了運營管理人員重新錄入設備信息,提高效率。運營管理人員可通過設備二維碼進行故障報修和設備管理,有助于打通設備信息從建設到運營的鏈條。5、應用案
324、例、應用案例 深圳地鐵 14 號線沙湖站位于坪山大道與榮昌路/體育二路交叉口,沿坪山大道東西向曲線布設。車站為半徑 1500m 的地下二層島式曲線站臺車站,車站總長為 288m,有效站臺長度為 181.52m,站臺寬為 12m。車站共設 5 個出入口、1 個安全出入口,2 組風亭共計 8 個風井。車站主體建筑面積為 12872.3 m2,附屬建筑面積為 3444.06 m2,風亭、出入口地面建 148 筑面積為 713.36 m2,總建筑面積為 17029.72 m2。中鐵六局電務公司以沙湖站為樣板進行設備二維碼試點,基于二維碼開展機電設備的驗收管理。首先組織各參建單位二維碼管理員在深圳地鐵
325、BIM 平臺進行賬號注冊,并明確各單位職責分工,由設備廠家創建模型并上傳至深圳地鐵 BIM 平臺,由設備監理審核,審核通過后在深圳地鐵 BIM 平臺進行發布。圖圖 6-52 冷卻水泵冷卻水泵 BIM 模型模型 設備廠家將二維碼張貼在設備上,在出廠、運輸、到場、安裝等過程中進行掃碼,將設備狀態及設備信息錄入深圳地鐵 BIM 平臺。最終由運營單位進行掃碼驗收,達到設備全過程監控。圖圖 6-53 設備現場安裝狀態設備現場安裝狀態 6.4 竣工竣工交付交付 竣工移交竣工移交 1、應用場景、應用場景 149 在城市軌道交通項目竣工階段,BIM 模型作為重要的數字資產,應一并移交。在移交前,應將項目竣工信
326、息添加至 BIM 模型中,并將各專業設施設備的相關資料綁定或掛接在相應的構件模型中。依據現場項目實際情況及時調整 BIM 模型,以保證 BIM 模型與現場工程的一致性,即“實模一致”,基于施工 BIM 模型經修改完善形成竣工 BIM 模型,為后期竣工驗收提供支撐。2、應用要點、應用要點 城市軌道交通工程包含各專業大量設施設備,為保證后期的竣工驗收,宜從項目開始階段著手項目竣工 BIM 模型的創建和信息添加。在項目竣工驗收時,宜保證 BIM 模型與現場工程實體的一致性??赏ㄟ^竣工測量、激光掃描、現場對比等方式,檢查 BIM 模型與工程實體之間的差異。記錄不一致的位置并形成檢查表,根據意見調整、修
327、改 BIM 模型。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)施工 BIM 模型;2)設計、施工相關資料(如圖紙、說明文檔、變更單等)。(2)軟件功能要求)軟件功能要求 竣工移交的 BIM 平臺宜具有以下功能:1)可存儲及歸檔 BIM 模型,并瀏覽三維模型;2)可查詢、查看 BIM 模型的屬性信息;3)可將項目資料綁定或掛接在 BIM 模型中。(3)應用流程要求)應用流程要求 1)整合城市軌道交通工程各專業施工 BIM 模型,并進行預處理,刪除工程管理、施工臨時設施等過程數據;2)通過現場測量、激光掃描等方式采集現場準確數據,與施工 BIM 模型進行比對分析,對于不一致的部分,
328、根據審核意見修正 BIM 模型,與現場保持一致;3)將設計、施工等相關資料與修正后的 BIM 模型進行綁定與關聯,形成竣工模型;4)經建設單位、設計單位、監理等單位審核確認后,移交并歸檔竣工 BIM 模型。150 竣工移交參考資料業務流程數據的輸入或輸出開始模型整合與預處理移交并歸檔BIM模型施工BIM模型資料審核否是設計、施工相關資料數據準備BIM模型與現場比對模型審核資料與BIM模型綁定關聯修正完善BIM模型完善BIM模型及其資料結束竣工BIM模型與BIM模型綁定資料竣工資料相關要求否是 圖圖 6-54 竣工移交竣工移交 BIM 應用流程應用流程(4)應用成果要求)應用成果要求 1)竣工
329、BIM 模型,應與現場工程實體保持一致;2)與 BIM 模型綁定的資料,與竣工 BIM 模型一并移交的相關資料。4、應用價值、應用價值 經施工不斷完善的 BIM 模型,通過掛接相關資料形成最終的竣工 BIM 模型。該模型包含項目的詳細信息,且與現場實體保持一致,可為后期的運營維護提供重要的數據基礎?;?BIM 模型的竣工移交,將促進城市軌道交通工程的數字化交付,將竣工 BIM 模型交付至運營,有助于提升運營管理水平。5、應用案例、應用案例 深圳市城市軌道交通四期工程已廣泛開展 BIM 技術應用,在建設階段積累了大量的基于 BIM 的數字資產,四期工程 6 號線支線、12 號線、14 號線以及
330、 16 號線將于 2022 年陸續開通。為挖掘 BIM 數據價值,延伸 BIM 應用至運營階段,創新城市軌道交通項目運營運維數字化管理模式,在深圳地鐵四期工程中探索實踐 BIM 模型的竣工移交。在深圳地鐵現有BIM標準基礎上編制城市軌道交通工程竣工BIM模型制作與提交指引,涉及車站、區間、區間風井、車輛基地、主變電所等類型。該指引規定竣工 BIM 模型要求,包括拆分與整合、深度及內容、表達質量、文件格式,以及與實物的一致性等方面。四期工程各參建單位根據指引要求,并結合現場工程完工情況修改完善 BIM 模型,現階段已逐步提交相關竣工 BIM 模型,BIM 總體單位將根據指引要求審核竣工 BIM
331、模型。審核通過后將歸檔至深圳地鐵 BIM 平臺,并移交至運營,為后期運營運維奠定數字化基礎。151 (a)12 號線同樂站主體結構 (b)14 號線布吉站主體建筑 圖圖 6-55 深圳地鐵竣工深圳地鐵竣工 BIM 模型模型 掃碼可觀看本章施工 BIM 應用視頻 152 7 運營運營 BIM 應用應用 7.1 一般規定一般規定 7.1.1 宜通過軌道交通BIM平臺開展城市軌道交通運營管理BIM應用。7.1.2 基于BIM的運營管理平臺宜通過竣工移交的BIM模型為城市軌道交通工程運營單位提供智能化與精細化的運營管理服務,應具有數據接口與運營管理既有系統進行數據交互。7.1.3 本章規定了運維管理、
332、應急指揮管理、安保區管理、商業管理等BIM應用探索實踐,隨著BIM技術的發展,可拓展至其他運營BIM應用。7.2 運營運營應用應用 運維管理運維管理 1、應用場景、應用場景 城市軌道交通工程涉及多種設備,各專業設備功能各異、位置分散,宜運用 BIM 技術與城市軌道交通工程運維管理相結合,形成基于 BIM 技術的城市軌道交通工程運維方案,開展可視化、信息化、智能化管理,對可能發生的設備故障進行預防,降低運營維護成本。2、應用要點、應用要點 城市軌道交通項目竣工 BIM 模型集成了各專業設施設備信息,應與 EAM(Enterprise Asset Management,資產管理)系統(若有)對接,
333、保障數據共享。為保障設備正常運行,宜將設備運行、監控等動態數據通過軌道交通 BIM 平臺掛接在 BIM 模型上,實現設備運行全過程管理。根據動態數據運行狀況分析并預測設備故障情況。當設備發生故障時,通過 BIM 模型精準定位至設備位置,并調用 BIM 模型數據開展故障維修維保,提高設備維保效率。3、應用流程、應用流程(1)數據準備要求)數據準備要求 1)竣工圖紙;2)竣工 BIM 模型;3)設施設備管理臺賬;4)其他智能化系統的管理數據。153(2)軟件功能要求軟件功能要求 運維管理 BIM 應用宜采用軌道交通 BIM 平臺,宜具備以下功能:1)可集成并三維瀏覽 BIM 模型;2)可輕量化 BIM 模型數據;3)宜具備模型標注功能,設備靜態參數進行增刪改查;4)宜具備生產巡檢、維保記錄與報告功能;5)提供模型更新、替換、版本管理。(3)主要)主要應用應用要求要求 1)設備設施三維可視化管理