深圳地铁9号线施工BIM技术应用
轨道交通工程勘察中BIM技术的应用
轨道交通工程勘察中BIM技术的应用发布时间：2021-07-20T17:22:10.613Z 来源：《工程管理前沿》2021年第7卷8期作者：沈洁[导读] 城市轨道交通在城市内部和城市之间的经贸往来以及城市居沈洁河南省开封市通达公路工程有限公司河南省开封市 475000摘要：城市轨道交通在城市内部和城市之间的经贸往来以及城市居民的交通运输中发挥着重要作用。
其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活和城市形象密切相关。
随着科学技术的发展，对轨道工程建设要求的不断提高，建设工期的逐步缩短，导致今天的轨道交通工程建设已成为多学科相结合的严格复杂工程。
BIM技术在轨道交通建设中的应用，可以为工程的安全和施工进度提供有效的保障。
关键词：轨道交通；工程勘察；BIM技术；应用导言：在轨道交通工程的建设过程中,由于其所处的地区环境、施工专业性等各种因素的影响,其建设过程存在较高的难度。
而引入先进的BIM技术可以有效解决很多的施工问题,具有显著的应用优势。
1BIM技术概述1.1概念介绍BIM技术（建筑信息模型）的工作原理是以建筑中的三维模型为有效载体，连接和实现城市轨道交通项目开发过程中所包含的前期设计、施工过程、项目管理等信息，使该技术贯穿于工程各施工部位的整个施工阶段，建筑中的所有信息都体现了集中与协作的效果。
1.2技术特点1.2.1信息整合BIM技术在应用过程中，主要是通过利用数字信息，来有效地模拟建筑物的状态，其中涉及到的数据信息，必须具有真实性，并更加注重直观的信息显示、关系设置、设备等要素。
此外，它还可以模拟建筑构件的整体性能和功能应用，通过信息显示显示建筑的连接方式。
这项技术的实质是利用数字信息的有效性，充分发挥计算机的相应功能，建立与工程各方面相关的数据库，方便建筑师获取有效信息，提高工作效率。
1.2.2及物性BIM技术在构建相关数据时，能够保证应用数据信息的内部一致性和连通性。
可以看出，如果后期对不同时段产生的信息进行整改，BIM系统就能及时捕捉到变化，落实处理措施。
深圳地铁9号线深化设计中BIM应用经验
深圳地铁9号线深化设计中BIM应用１工程概况深圳地铁９号线（见图１）西起南山区红树湾站，东至罗湖区文锦站，经过南山区、福田区、罗湖区。
线路全长约为25.38ｋｍ，共设22座车站，全部为地下车站和线路。
本项目机电安装工程涵盖轨道工程、常规机电、装饰装修、通信系统、信号系统、供电系统、综合监控系统、安防及门禁系统等多个专业。
图１深圳地铁9号线工程线路示意图２BIM技术简介BIM即建筑信息模型是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。
它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5个特点。
利用三维建模技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制作出一个只存在于电脑里面的数字工程模型，然后通过向这个模型中添加工程的所有相关信息，形成一个工程信息数据库。
利用BIM技术实现不同专业设计之间的信息共享，实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。
用于施工及管理实现动态、集成和可视化的施工管理并实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。
BIM技术涵盖的范围见图2。
图２BIM技术涵盖的范围３BIM应用管理机制的建立深圳地铁9号线工程深化设计工作，利用现有的资源及组织架构，对本次深化设计工作ＢＩＭ建模流程规范化。
深化设计工作流程见图３。
BIM建模工作流程见图４。
图３深化设计工作流程图４BIM建模工作流程在拿到设计院提供的送审版图纸及设计资料后，深化设计人员应熟悉设计内容，领会设计意图。
组织设计单位进行设计交底，对图纸表达不详尽或者不明白的地方进行归纳整理，并及时向设计单位进行提交，经设计答疑确认后，进行下一步深化工作。
通过各方面比选，本次深圳地铁９号线采用Autodesk公司的Revit软件进行建模。
１）根据土建专业图纸完成初步土建模型（见图５），之后根据土建施工完成后的结构实测数据对模型进行修正，为后续的机电模型搭建工作打下基础。
２）机电建模工作根据各专业图纸进行建模，在车站土建模型内完成各专业设备、材料、管道的整合，形成车站整合模型，并进行第１次管线碰撞分析，统计出“差、错、漏、碰”等问题的错误清单，确认并提交图纸会审会议讨论优化决策。
BIM技术在地铁轨道交通中的应用分析
BIM 技术在地铁轨道交通中的应用分析摘要：随着城市道路的快速发展，尤其地铁轨道交通的建设是缓解城市交通拥堵的有效办法，地下工程出现场地空间有限、资源配资复杂、工期紧、地下管线复杂等工程技术难题。
BIM技术的三维可视化、参数化、虚拟模拟等诸多优势能有效地解决这些技术难题。
本文结合深圳地铁9号线项目，在现阶段BIM技术很少应用于地铁轨道交通工程领域的背景下，创新性地将BIM技术在其全生命周期进行了应用分析：设计阶段，进行了模型优化，针对地铁工程涉及专业多现象，进行了碰撞检测，确定了地下管线综合方案；施工阶段，将模型信息文件导入至Navisworks中进行4D动画模拟仿真，确定了盾构机最佳施工方案，进行了3D可视化施工；运营维护阶段，基于BIM与私有云技术地铁施工管理应用平台，运用摄像头和传感器实现电子集成化，动态监控地下设施的运营情况并进行了维护。
从而应用BIM技术的诸多优势来提高地铁轨道交通工程的工程质量和建设效率及竣工后的运营维护。
关键词：BIM技术；设计变更；私有云；虚拟模拟引言随着社会工程建设的不断发展，城市的交通拥堵现象日益严峻，为了解决这现象，全国各省市不断加大对城市轨道交通建设的投入，以此来进一步的提升城市交通运行能力。
目前，工程建设过程中尤其是地下交通工程的建设当中，普遍存在地下空间有限、工程量大、工期紧、涉及专业多、资源配置情况复杂等工程技术难点，而传统的设计-施工管理模式在轨道交通建设上经常出现大量的结构设计变更、工程变更、施工交底不明确、工期延误、成本难控制等建筑全生命周期诸多方面的问题。
这严重制约了轨道交通工程的建设进程，现场施工管理水平以及成本控制。
因此，为了协调解决建筑全生命周期所面临的诸多问题，采用先进的技术显得更具有应用价值。
BIM（Building Information Modeling）以建筑工程相关的各项有关信息数据作为模型的基础，通过建模软件建立与信息数据匹配的三维模型，并以此三维模型进行建筑在建设全生命周期各阶段的动画展示，达到施工前“预演”效果，从而指导工程建设的设计、施工和后期维护[1]。
深圳地铁9号线轨道工程亮点、难点和新技术应用情况
深圳地铁9号线轨道工程亮点、难点和新技术应用情况发表时间：2018-03-28T15:30:01.113Z 来源：《基层建设》2017年第34期作者：徐建明[导读] 摘要：基于深圳地铁9号线轨道工程施工，介绍了深圳地铁9号线轨道工程亮点、难点，以及新技术在轨道工程施工中的应用情况。
深圳市地铁集团有限公司广东深圳 518040摘要：基于深圳地铁9号线轨道工程施工，介绍了深圳地铁9号线轨道工程亮点、难点，以及新技术在轨道工程施工中的应用情况。
关键词：地铁；道岔；轨道平顺性；高等减振、特殊减振；浮置板道床；CPⅢ测量1 深圳地铁9号线轨道工程亮点1.1道岔散铺，保证工期深圳地铁9号线全线道岔数量达98组，其中正线道岔数量41组，有3组交渡道岔，10组减振垫单开道岔。
由于道岔施工技术含量高，施工工艺繁杂，所以道岔施工是轨道工程施工中的控制性工程。
为减小道岔施工对工期的影响，9号线在所有岔区均预留了道岔下料口，道岔均采用提前散铺的方式进行施工，节约了正线施工的时间，为9号线顺利实现轨通目标创造了条件。
1.2热滑试验创全国之最成功轨道平顺性作为旅客乘车舒适度的重要指标之一，在2016年5月8日进行的热滑试验过程中，在第二遍热滑中即实现了80Km/h的设计时速，在此过程中无论是曲线地段、上下坡，还是低速运行，高速行驶列车全程运行平稳，没有颠簸等不适感觉，一天即完成了热滑试验，被誉为中国最成功的热滑试验；1.3产值创城市轨道交通新高由于9号线洞通时间普遍较晚，轨通压力极大，为顺利实现轨通目标，为站后其它专业创造施工条件，中铁二局9201标段科学策划，加大投入，在全线开设了6个铺轨基地，最高峰时投入了1520人的劳动力，其中侨城东铺轨基地在深下区间右线施工时实现了日均130m的进度。
9201项目部实现了单月产值1.3亿的国内城市轨道交通项目的产值记录。
2深圳地铁9号线轨道工程难点2.1高等减振及特殊减振道床施工9号线减振道床种类多，变化频繁，总量大，分布散。
深圳地铁9号线提升轨道平顺性的技术创新
深圳地铁9号线提升轨道平顺性的技术创新刘文武【摘要】This paper systematically summarizes the technical innovations in upgrading track smoothness of Shenzhen Metro Line 9 as follows:laying a double block sleeper with a truss,using new smooth railroad turnouts and roller sliding plate system,laying prefabricated floating slabs,using rail-based control network measurement techniques (CPⅢ),etc.They can solve the problems and deficiencies that the traditional cast steel spring floating slabs brought to the subway system so to provide sufficient technical reserves,greatly improve the track laying accuracy and smoothness,and reduce the maintenance work during the operation.%系统总结深圳地铁9号线全面提升轨道平顺性而研究实施的技术创新方案,主要包括:桁架双块式轨枕、高平顺地铁道岔及辊轮滑床板系统、预制钢弹簧浮置板、轨道基础控制网建设测量技术(CP Ⅲ)等,可为地铁轨道系统解决传统现浇钢弹簧浮置板的种种问题和不足提供技术储备,并大大提高轨道铺设精度和平顺性,降低后期运营部门养护维修量.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2017(030)001【总页数】5页(P77-81)【关键词】深圳地铁;轨道;高平顺性;桁架双块式轨枕;道岔;辊轮滑床板;预制浮置板;CP Ⅲ测量【作者】刘文武【作者单位】广州地铁设计研究院有限公司,广州510010【正文语种】中文【中图分类】U231深圳地铁9号线主要经过南山区、福田区、罗湖区，线路全长约25.5 km，共设22座车站，其中9座换乘车站，均为地下线路。
BIM技术在轨道交通工程设计中的应用 李招娣
BIM技术在轨道交通工程设计中的应用李招娣摘要：近些年，我国科技迅速发展，BIM技术在轨道交通工程设计中应用广泛。
但BIM技术在实际应用中仍存在一定问题。
本文将简要探讨BIM技术在应用中出现的问题、提出具体对策，以促进BIM技术的广泛应用。
关键词：BIM技术；轨道交通工程；设计；应用引言在城市化建设工作快速发展的带动下，地铁等城市轨道交通建设工作也随之逐渐发展。
因为城市轨道交通工程设计工作牵涉的层面较多，往往会利用到大量的不同类型的技术和设备，这样就会对管理工作的开展造成一定的困难。
在这种情况下，继续沿用传统形式的设计规划方法是无法满足实际工作开展的需要的，所以要借助三维数字技术来对信息模型实施三维设计，将项目施工中涉及的各项信息进行综合分析、管理，最终在城市轨道交通建设项目中切实运用BIM技术，促进建筑工程朝着集成化的方向迈进，带动工程施工效率和质量的不断提升。
1概述BIM是一种用于指导项目建设运营全过程的信息系统，此概念的雏形为1975年美国乔治亚理工大学的查克?伊士曼提出的建筑描述系统（BuildingDescriptionSystem，BDS）。
BIM技术将信息融入实体模型之中，通过信息在模型中的集成流转，将建筑设计、施工及后期运营维护等相关环节联系起来，实现对各个阶段的精细化管理，为项目决策者提供可信赖的数据参考，还能实现项目实施各阶段的相关方在同一个平台上的协同作业。
而城市轨道交通作为公共交通的重要组成部分，具有运量大、时效性强、快速便捷、绿色环保、节省土地资源等一系列优势，成为缓解交通拥堵、解决城市居民交通出行问题的重要手段之一。
将BIM技术整合应用于城市轨道交通行业是必然趋势。
2BIM技术在实际应用中出现的问题（1）缺乏软件支持BIM技术的实现除了技术人员要素的适用范围外，还需要相关软件的支持。
简而言之，没有相应软件就无法实现BIM技术的应用。
BIM核心建模软件由几何造型软件、可持续分析软件和可视化软件等部分组成，这些软件因居于同一系统中具有联系性，缺一不可。
BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用
BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用摘要：随着科学技术的发展，我国的BIM技术有了很大进展，轨道交通工程作为市政基础设施，与民生联系紧密。
由于社会各界对城市轨道交通工程关注度较高，按时保质成为了轨道交通工程建设的重要要求。
将数据化工具BIM技术应用到城市轨道交通工程建设中，借助模型参数，全面整合各类数据信息，从而为城市轨道交通工程的施工管理提供科学保障。
基于此，文章以 BIM 技术在深圳地铁14号线工程中的应用情况为例，探讨BIM技术的具体应用。
关键词：BIM 技术；城市轨道交通；施工应用1、BIM技术特点（1）精确性。
BIM 技术有着较高的技术含量，数字化是其技术的核心，对以往的三维效果图进行了升级，为人们呈现的是能够直接精确调控的模型。
与此同时，还能及时更新数据，为城市轨道交通工程等施工提供了比较准确的依据。
（2）三维可视性。
利用 BIM 技术可以设计三维图形，有效弥补了二维图纸设计的不足，给工程建设带来了三维可视化便利，为相关工作人员呈现了更直观的画面，有利于促使施工顺利进行。
（3）协调性。
BIM 技术的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。
2、工程概况深圳地铁14号线一工区及停车场工区，包括“一场、两站、五区间”，线路正线里程长约10km，其中“一场”为公园南停车场，“两站”为黄木岗站、清水河站，“五区间”为11号线同步实施福田站~岗厦北枢纽区间、出入场线、岗厦北枢纽~黄木岗站区间、黄木岗站~清水河站区间、清水河站~布吉站区间。
黄木岗站位于华富路、笋岗西路及华强北路三条市政主干道、5叉路口、4层立交正下方设置，建成后为既有运营地铁7号线、拟建地铁14号线及远期规划同步实施地铁24号线三站换乘的大型地下换乘车站；其中14号线黄木岗站为长256m、标准段宽28.2m的地下三层盖挖车站，24号线黄木岗站为长201m、宽24m的地下四层半盖挖车站；车站周边紧邻深圳市第二人民医院、市政设计大厦、实验学校、中成体育大厦及居民区，环境较为复杂。
BIM技术在地铁车站及盾构施工中的应用
下一步工作
根据BIM技术应用总体目标，由公司组织对BIM技术应用 进行整体规划，在对各下属单位BIM技术应用现状梳理的基础 上，规划出BIM技术实施路线，并制定整体的应用方案和实施 指南，指导、协助各单位分阶段推进实施BIM技术的应用。根 据城市轨道建设的自身特点，选择具有代表性的工法进行BIM 技术应用实践，逐步积累经验，总结分析后形成统一的标准， 采用BIM技术的应用“成熟一块、推广一块”的方式，实现从 工点到公司内所有项目部BIM技术应用的全面覆盖。
相对于建筑、水电等行业，中国轨道交通的BIM应用还处 于起步阶段，各铁路设计院、施工单位已逐步开展了部分BIM 技术应用研究和试点工作。
城轨公司BIM小组成立于2014年3月，5月发布《中铁一局 城轨公司BIM技术推广应用规划方案和实施细则》。经多次调 研与考察，于2014年9月与某达索代理商达成协议，使用CATIA V5作为BIM平台，以西安地铁四号线三标、十一标为试点项目， 共同实践与开发BIM技术在地铁车站及盾构施工中的应用。
分级 硬件
CPU 内存 显卡
硬盘
说明
入门
常规
双核3.0GHz及以上
四核3.0GHz及以上
4G
8G及以上，推荐16G
NVIDIA GeForce GTX NVIDIA Quadro K600及以
680
上，推荐K2000
SATA 7200r硬盘
SATA 7200r硬盘，推荐混 合硬盘
简单数据的处理，
专业数据的处理，图
BIM技术应用建设方案技术路线
施工现场管理
公司级施工BIM应 用管理平台
现场施工方案指导
关键重难点工艺仿真 施工组织计划仿真优化
施工模型快速变更
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工程计划
项目 信息 查看 与检 索
自主研发系统
模型轻量化显示模块 三大核心数据库关联
关键信息查询搜索
工程量统计与分析
快速土力学分析计算模块
定制简易力学输入参数 几何模型输入 荷载输入模块
快速输出计算结果 多方向土压力 多方向位移 沉降曲线预测
高精度 计算原理模型调控 多土力学计算模型选择 不同计算精度网格、单元控制
向西～文锦区间：左线起讫里程长496.64 m，区间右线长491.116m。本区间最大线 路纵坡29‰ ,最小纵坡为4.154‰，最小竖曲线半径为3000m。区间左线覆土7.5m～ 11m，右线覆土约19m～26m。
一、BIM协同创新
技术难点
工期控制 向西村站、文锦站、向文区间，已经做出了详尽的施工组织计划。
但由于地下工程未知因素多，相关关键施工环节需要重点把控。
安全监控 站点基坑开挖面积大，基坑的支护措施工程量大，结构复杂，深度深
距离周边建筑物近，基坑对土地的扰动大，对周边的建筑物的影响大。
工程材料进出场安排 向西村站～文锦站区间标段。有两站一区间，地铁站车间明挖断范围
大，土方量大，支护结构复杂，土方、支护材料进出场安排尤为重要。
2012年公司加入国内级别最高的“BIM发展联盟”，参与国家BIM 标准《建筑信息模型应用统一标准》的制定。BIM应用始于深圳T3航战 楼项目，该项目的应用标志着公司已走在我国建设行业以BIM为核心的 第二次信息化革命的发展前列。
湖北工业大学BIM协同创新中心简介
2011年成立 Autodesk创新实验室 AND开发实验室 Dassault中国BIM创新
向文区间隧道盾构管片
环形管片组合
局部放大
两块环形管片组合
螺母、螺栓、垫片
模型族文件
参数化钢支撑
钢支撑立面
维护结构模型
钢支撑贴图三维效果
模型族文件
钢围檩 格构柱支撑
钢围檩
牛腿
格构柱细节 格构柱
模型族文件
内支撑端头模型
钢支撑端头局部放大，模型细化到螺栓。
真实现场图片1
钢支撑活络端 螺母、螺栓及垫片
工程计算模型 土 方开挖与支撑
30
25
沉降(mm)
20
15
10
5
0
0
5
计算结果输出
基坑外土体沉降变化曲线
10
15
20
cs2 cs3 cs4 cs5 cs6
路径节点
25
30
整体BIM模型
全局BIM模型
文锦站主体结构模型
文锦站主体结构
文锦站主体结构模型
文锦站主体结构
剖面
局部立面
盾构区间预制管片模型
深圳地铁9号线施工BIM技术应用
中建三局第一建设工程有限责任公司 湖北工业大学BIM协同创新中心 2016年3月
始建于1952年，是国有控股的大型建筑安装施工企业，具有房屋建 筑工程施工总承包特级资质等级，可承担各类工业与民用建设项目的建 筑施工、水电暖通、设备安装、装修装饰、金属结构与网架工程的制作 与安装、市政道路与桥涵施工、消防设施施工等。
成本控制 本项目为地下工程，地下工程中临时工程和隐蔽工程，特别是支护、
维护结构工程量多，结构复杂，需要合理优化维护支护结构施工。
电子归档 土建工程设计电子资料众多，其中图纸、 阶段施工模型、检测报告、
行政公文、合同等众多资料。
自主研发系统
远程工程管理、工程计划、项目信息查看与检索
工程管理
项目信息模型称之为“BIM 模型”。
结构 工程师
多维度建设项目信息数据库
建筑师
土木 工程师
多维度建设项目信息数据库可以使不同专业协调高效地利用可靠项 目信息，涵盖从设计到施工、运营的集成流程。
运营
规划
建造
设计
BIM价值链
概念 设计
规划
细节设计
分析
出图
虚拟现实
预制
建筑
信息 BIM 模型
翻新 拆除
运营 维护
实验室 Bently创新实验室
Autodesk数字建筑人才培养基 地
Dassault中国AEC领域唯一人才 培养基地
建筑学专指委BIM教学示范单位
P-BIM标准编委
湖北省“绿色建筑全生命周期虚拟仿真实验教学中心” 湖工大“绿色建筑与城市生态修复协同创新中心”
专注领域
参数化设计 基于BIM的协同设计平台开发 工业化数字建造 绿色建筑全生命周期虚拟仿真 接口开发 数据管理系统开发
沿掘进方向取30m土体作 为分析模型
盾构机下穿建筑物桩基
边界条件
分阶段掘进施工
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
快速输出计算结果
力学模型
分析结果
快速输出计算结果
真实现场图片2
钢支撑固定端 真实现场图片3
模型族文件
临时结构族
支护结构的细部构件
永顶板
永中板
永底板
永中板
永底板
类型一
类型二
钢管柱及牛腿
精确工程量统计
模型精准定位，描绘出轨道平面，确保盾构片的数量误差范围在±1%以内。 向文区间隧道左线管片为:329块环形盾构片，总管片数329*6=1974块 向文区间隧道右线管片为:323块环形盾构片，总管片数323*6=1938块 向文区间隧道累计管片为:652块环形盾构片，累计管片数3912块 根据管片总数可计算出盾构管片螺栓总数约为：652*22=14344个，1块环形盾构片 需要螺栓数为22个，每2个洞需要1个螺栓。
施工 物流
4D/5D 施工
住建部下发2011-2015年建筑业 信息化发展纲要
（一）总体目标 “十二五”期间，基本实现建筑企业信息系统的普及
应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作 等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具 有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达 到国际先进水平的建筑企业。
向文区间整体BIM模型
精确工程量统计
统计文锦站地下连续墙工程 量，总体积约为18217.93m³
通过Revit明细表功能，可估
算出文锦站总体土方开挖工程量， 盾构井比标准开挖要深1.11m，统 计出开挖土方量约为 184615.06m³。
盾构机下穿建筑物桩基
考虑初始地应力
盾构机下穿建筑物桩基
考虑桩土之间的接触作用
北美BIM技术应用现状
深圳市地铁9号线向西村站、文锦站、向文区间
向西村站：总长度为201.3m，站台 宽3.0m，车站标准段宽度为16.6m ，底板埋深约25.86m，顶板覆土约 3.0～3.4m。
文锦站：站总长度为500.7m，站台 宽11.2m，车站标准段总宽度为 19.93m，底板埋深约18.16m，顶板 覆土约4.2m。
“BIM”是指“Building
业主
Information Modeling建
筑信息模型”，是利用数字 施工方
技术表达建设项目几何、物 承包商 理和功能信息以支持项目生 规划者<--------------&t;-------------->
策的技术、方法或者过程， 设备工程师 用BIM技术建立起来的建设