地鐵車站三維管綜設(shè)計(jì)BIM的應(yīng)用

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摘要：文章以蘇州地鐵5號(hào)線長(zhǎng)江路站為實(shí)例，采用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化三維綜合管線協(xié)同設(shè)計(jì)，較好地解決了二維設(shè)計(jì)中因地鐵車站管線錯(cuò)綜復(fù)雜、空間緊張?jiān)斐傻摹板e(cuò)、亂、漏”、管線沖突、空間凈高不足等問題，還提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化了施工工藝，減少了材料浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；地鐵車站；管線綜合

引言

地鐵車站綜合管線涉及專業(yè)多、管線錯(cuò)綜復(fù)雜，是對(duì)車站裝修、空間凈高影響最大的設(shè)計(jì)內(nèi)容。二維管綜設(shè)計(jì)采用各專業(yè)互提資料的形式進(jìn)行溝通，存在提資不完整、溝通不及時(shí)、成果不直觀、隱蔽性管線沖突不能暴露等弊端。這給施工造成了不可控、返工現(xiàn)場(chǎng)突出、材料浪費(fèi)等弊病。近年來(lái)，BIM技術(shù)在建筑綜合管線、綜合管廊中的應(yīng)用已較為成熟。在地鐵車站利用BIM三維管綜設(shè)計(jì)，在同一個(gè)可視化協(xié)同平臺(tái)上各專業(yè)人員進(jìn)行無(wú)障礙的溝通、協(xié)調(diào)，“所見即所得”，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題，有效地避免二維設(shè)計(jì)的各類弊病。bim三維管綜設(shè)計(jì)還可實(shí)現(xiàn)可視化評(píng)審、驗(yàn)收，不但節(jié)省人員和時(shí)間投入，還提高了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義和使用價(jià)值。

1工程概況

長(zhǎng)江路站為蘇州城市軌道交通5號(hào)線工程第11個(gè)車站，為地下二層11m島式車站。車站公共區(qū)裝修完成面凈高站廳層4.8m，站臺(tái)層4.55m。本站采用無(wú)吊頂工業(yè)化裝修風(fēng)格，對(duì)公共區(qū)裝修凈高要求站廳層3.7m，站臺(tái)層3.5m；設(shè)備區(qū)走道裝修凈高2.7m，這給綜合管線專業(yè)管線排布帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。因此，本站采用BIM技術(shù)對(duì)管綜進(jìn)行三維可視化設(shè)計(jì)，在解決管線碰撞和空間凈高的同時(shí)，保證裝修美觀效果。

2長(zhǎng)江路站BIM三維管綜設(shè)計(jì)

2.1三維管綜建模

基于Revit軟件，創(chuàng)建了長(zhǎng)江路站建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水及消防、氣體滅火、動(dòng)力照明、供電、接觸網(wǎng)、站臺(tái)門、通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控、裝修等專業(yè)詳細(xì)的BIM模型，且所有設(shè)備設(shè)施均實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。

2.2三維管綜協(xié)同設(shè)計(jì)流程

通過長(zhǎng)江路站三維綜合管線的協(xié)同設(shè)計(jì)探索，總結(jié)了地鐵車站三維綜合管線設(shè)計(jì)流程如下：（1）協(xié)同平臺(tái)：基于ProjectWise平臺(tái)，通過Autodesk相關(guān)設(shè)計(jì)軟件，各專業(yè)均在一個(gè)中心模型上并行工作、及時(shí)溝通調(diào)整。（2）協(xié)同過程（見圖1）。

2.3三維管綜碰撞檢查

長(zhǎng)江路站采用Navisworks軟件對(duì)車站管線三維模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，包含各機(jī)電系統(tǒng)管線、建筑、結(jié)構(gòu)、裝修等之間的相互碰撞，最終生成碰撞檢測(cè)報(bào)告（見圖2）。根據(jù)碰撞報(bào)告中的碰撞圖像、位置及元素ID在模型中找到相應(yīng)的碰撞點(diǎn)，管綜專業(yè)給出對(duì)應(yīng)的修改策略，再反饋給各專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化修改，直至車站管綜無(wú)碰撞，三維模型完成。長(zhǎng)江路站管線經(jīng)優(yōu)化調(diào)整后，檢測(cè)到碰撞6處，極大地改善了沖突問題。需要指出的是，本項(xiàng)研究碰撞檢測(cè)僅針對(duì)硬碰撞（即空間上有直接沖突），而非軟碰撞（即兩物件中有一定間距即認(rèn)定為碰撞）。

2.4車站公共區(qū)三維管綜設(shè)計(jì)

地鐵車站站廳公共區(qū)兩側(cè)第一跨區(qū)域?yàn)楣芫€最為密集處，所有機(jī)電系統(tǒng)管線均在此匯集，且有大尺寸風(fēng)管交叉，對(duì)于一般有吊頂?shù)能囌径裕芫€底標(biāo)高控制在吊頂上即可，不影響裝修美觀。但是，長(zhǎng)江路站為無(wú)吊頂車站，為保證整體的裝修效果，站廳公共區(qū)第一跨區(qū)域管線高度也需保證3.7m，站臺(tái)樓扶梯兩側(cè)保證3.5m。各專業(yè)通過BIM三維可視化優(yōu)勢(shì)，在中心模型上同步溝通進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。在嚴(yán)格控制管線標(biāo)高時(shí)，站廳層把大尺寸交叉管線調(diào)整到設(shè)備區(qū)，空出空間給小尺寸的水管和橋架，并把燈具、攝像機(jī)、導(dǎo)向等與綜合支吊架整體設(shè)置，減少不必要的支吊架，保證了整個(gè)空間整齊劃一的裝修效果（見圖3）。

3BIM三維設(shè)計(jì)解決的問題

長(zhǎng)江路站采用BIM三維協(xié)同化設(shè)計(jì)，進(jìn)行碰撞檢查，全方位無(wú)死角觀察模型，把問題提早發(fā)現(xiàn)，提早解決，為后期施工順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。長(zhǎng)江路站BIM三維設(shè)計(jì)解決了如下問題：（1）解決土建與裝修模型不對(duì)應(yīng)的問題。（2）校核裝修是否在土建開洞的位置也相應(yīng)的開洞。（3）解決梁頁(yè)腳、公共區(qū)樓扶梯四周的下翻梁等與管線碰撞的問題。（4）解決站臺(tái)層三角機(jī)房處的排氣扇及自然引風(fēng)口與樓扶梯下沿沖突的問題。（5）解決管線騎墻的問題。（6）解決各專業(yè)管線穿樓板及結(jié)構(gòu)墻位置與土建預(yù)留孔洞位置不對(duì)應(yīng)問題。（7）通過各專業(yè)的管線布設(shè)及綜合管線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，指導(dǎo)土建預(yù)留相關(guān)條件，避免系統(tǒng)管線無(wú)法布設(shè)。（8）解決公共區(qū)及設(shè)備區(qū)消火栓布置位置與裝修預(yù)留位置不對(duì)應(yīng)的問題。（9）解決公共區(qū)消火栓、地漏管與廣告牌打架的問題。（10）解決攝像機(jī)、導(dǎo)向及電視機(jī)等吊桿與管線打架問題。（11）優(yōu)化有吊頂房間風(fēng)口、室內(nèi)機(jī)、燈具等的布置位置，使與吊頂形式契合。（12）優(yōu)化設(shè)備區(qū)走道管線的布置，預(yù)留足夠的檢修空間。（13）優(yōu)化設(shè)備房?jī)?nèi)的風(fēng)口、室內(nèi)機(jī)、燈具、噴頭等的布置，使與房間的橋架及設(shè)備布置相協(xié)調(diào)，避免碰撞、追求美觀。（14）優(yōu)化各系統(tǒng)管線的行走路徑，避免走道管線無(wú)法布設(shè)或減少管路阻力。

4結(jié)論

通過長(zhǎng)江路站BIM三維管綜設(shè)計(jì)實(shí)例成果，有力地證明了BIM技術(shù)在解決地鐵車站管綜設(shè)計(jì)中管線之間碰撞、管線與土建沖突、管線與裝修不協(xié)調(diào)等問題具有高效、可靠的巨大優(yōu)勢(shì)，為后期施工奠定了良好的基礎(chǔ)，也為后續(xù)地鐵工程BIM三維管綜設(shè)計(jì)應(yīng)用提供了技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

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作者：史一峰 鄭進(jìn)龍 單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司