BIM技术在广州地铁13号线机电装配式安装中的高效应用

BIM技术在广州地铁13号线机电装配式安装中的高效应用

发表时间：2019-06-18T15:04:52.453Z 来源：《科技新时代》2019年4期作者：常悦

[导读] 地铁车站工程是一项庞杂的系统工程，轨道交通行业相比于其他建筑行业有着其自身的特点及难点。

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【摘要】机电专业的装配式依靠着其自身的优势在机电行业广泛应用。但装配式安装安装也有着其无法忽视的缺点，装配式构件数量庞大，类型众多，加工环节庞杂；协同工作效率低、库存管理不到位。本文分析介绍了广州地铁13号线机电装配式安装中运用BIM技术实现跨平台的物料管理，装配式一体化，综合管线优化等，为机电安装工程提供了一种较为先进的装配式安装模式。

【关键词】BIM技术；装配式一体化；综合管线优化

1 前言

地铁车站工程是一项庞杂的系统工程，轨道交通行业相比于其他建筑行业有着其自身的特点及难点，其投资规模大，技术难度高，建设周期长，管理难度大。广州地铁十三号线首期工程由鱼珠至象颈岭全程26.8公里，均为地下线敷设方式，共设11座车站，首次采用8A车组。其中最长的区间近4公里，最大的新塘站总建筑面积达4万8千余平方米，该站为广州市迄今为止最大的地铁站。该线自2017年4月8日开工到9月16日三权移交仅为短短的161天，要保证在如此短的工期和土建主体结构移交滞后的情况下机电专业要如期完工，依照传统的施工思路和工艺工法已无法满足工期要求，由此BIM技术的应用对于广州地铁13号线将尤为重要。广州地铁13号线将BIM技术融入机电装配式安装，运用装配式一体化，综合管线碰撞等BIM技术有效的解决了诸多施工过程中的难题，最终达到缩短工期的目的。

2 预制构件与装配一体化的运用

广州地铁13号线地铁装配式构件具有数量庞大，类型众多，加工环节庞杂等特点，其材料管理过程包含生产、储存、安装等多个环节，涉及多单位多部门的参与，过程参与方的地理位置往往分布于施工单位项目部、加工厂、装配厂等不同地理位置，装配式材料一体化管理避免了协同工作效率低、库存管理不到位等一系列问题。

预制构件生产到装配的过程划分为以下四个环节，即深化设计、订单及前期准备、构件生产及构件装配。

3 综合管线优化技术

安装工程是地铁中最复杂的一步，包括了二次砌筑、通风空调、给排水、建筑电气、通信、信号、综合监控、屏蔽门、电扶梯等各类专业系统。庞杂的系统必然会引发一个无法避免的问题，那就是专业间的管线碰撞。传统的二维管线综合深化设计通常将设计院提供的各个专业进行叠加，之后由工人对照建筑、结构等专业将机电管线优化调整。发生管线碰撞的位置空间十分狭小，解决管线碰撞势必会更改管线路径，返工便不可避免，随之带来增加成本，影响进度等后果。广州地铁十三号线工期紧张，针对这一情况，运用了综合管线碰撞技术，利用BIM技术覆盖整个施工过程，通过MAgiCad、Autodesk Navisworks manage等软件对专业模型进行合模，发现碰撞，将现场遇到的错、漏、碰、缺等问题提前解决，降低了由施工协调造成的成本增长、缩短了工期，并清晰的把握安装过程中的难点和要点，进一步对原有安装方案进行了优化和改善。

4 广州地铁13号线项目应用案例

广州地铁十三号线11个车站均运用BIM技术进行装配式一体化安装，下面以新塘站高效空调制冷机房为例：

新塘站是广州地铁面积最大的车站，首次采用装配式高效空调制冷机房，新塘站高效冷水机房配备有螺杆式高效冷水机组三台、立式水泵12台、大小阀门及附件125个、传感器72个、管道260米。面对装配式构件复杂的新塘站高效制冷机房，新塘站将BIM技术应用到了机电装配式安装中，形成一套标准的装配式一体化流程：建模——优化——拆解——出加工图——场外加工——现场装配。

建模阶段：利用Autodesk Revit软件建立模型，仅用时三天BIM模型出炉，随后召开三维图纸会审，对模型提列出优化意见进行补充修改。随后深化设计：装配式建筑结构不同于传统的建筑现浇结构。现浇混凝土结构浇筑完成后，根据模型安装管道需要进行洞口开槽，使装配式构件工厂精准制作构件。各专业技术人员根据建筑模型进行了安装管线与装配式构件预留洞口的校核工作，进行了碰撞检查，找出问题，提交设计单位修改，形成了精确的装配式构件构件拆分图，把施工中可能出现的问题消灭在BIM模型中。

优化阶段：运用综合管线碰撞技术、4D动态模拟对模型进行了全方位，深层次深度优化。实现了新塘站制冷机房不同阶段的模拟协调，在管线冲突处进行红线批注，验证并优化方案，减少各专业之间的摩擦，解决了管线之间的碰撞问题。利用弯管技术及降阻优化减少了80％管道弯头的使用率，整个机房只用到了6个弯头，三通位置均做60°斜角顺水处理，大大减少了管路阻力。模型经过优化调整后，管道长度减少29M，费用由原来的48419元减少到40521元，减少了7898元；管件减少15个，减少3256元，共节省金额11154元。

工厂加工阶段：在新塘站高效冷水机组构件加工全流程中，生产构件、机电等专业能够在同一平台上工作，减少了不同专业间的交叉工作，装配式购配件的工厂化加工仅耗时8天完成，极大缩短了工期，提高了效率。生产中对每一块构件进行了编码，预制构件每件都有独

一无二的标签代码，通过信息控制系统记录每一块预制件的加工情况，根据代码安装，管理人员可以随时检查安装情况，对安装进度进行全局把控。

现场装配：由于构件尺寸不能太大，拆分后的预制构件种类数量较多，安装复杂。新塘站高效冷水机组在在真实施工开始之前利用Autodesk Navisworks manage、Fuzor、Magicad等BIM软件根据装配式构件安装方案，制作了装配式构件吊装施工模拟，调整装配式构件安装方案，对施工人员进行了直观的三维模型模拟交底。吊装模拟动画形象地表达了一个施工标准层的施工工艺流程，作为实际施工的指导，合理优化了施工方案，解决了施工难点，从而避免返工现象。与传统施工工艺模拟相比，BIM技术解决了工艺展示的空间位置问题。在BIM技术的支持下，新塘站高效冷水机组仅耗时48小时安装完成。

新塘站高效空调制冷机房实现了BIM技术与施工、管理的相结合，使机电装配式安装走上了一体化的道路，实现管线碰撞检测、施工模拟、信息管理，优化了整个施工组织流程、工序、工艺以及信息管控手段，提升了广州地铁13号线机电安装工程管理水平和施工质量。

5结语

广州地铁13号线利用BIM技术实现预制构件生产一体化对生产和施工过程管理具有重要意义。通过对预制构件生产装配过程特点深入分析，利用装配式一体化、综合管线碰撞等一系列BIM技术可有效保障生产周期、节约资源以及协调施工进度。BIM技术已为机电装配式安装工程绘制了宏伟的发展蓝图，运用BIM进行装配式一体化生产的时代已经到来。