一种BIM地铁施工方法技术

一种基于BIM的地铁工程施工技术方法，该方法实施过程包括：地铁施工现场三维模型的建立及管线综合碰撞检查，直观分析局部复杂结构，4D动态模拟和分析优化，提取模型数据信息，现场场地布置模拟；通过该方法建立了复杂环境下地铁工程施工组织模型，综合考虑施工过程中进度、资源、场地因素之间的动态联系，能更好地表达施工中的复杂性、不确定性和随机性，增强施工组织的直观性、可行性和科学性；本发明专利技术立足于施工，辐射地铁工程全寿命期，因为本技术方法实施中的地铁工程BIM模型将给地铁工程的运营、维护提供精确的工程信息。本技术方法的实施将极大地提升地铁工程的管理效率，为科技地铁、绿色地铁的实现提供强大的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种BIM地铁施工技术方法，属于轨道交通架设方法

技术介绍
传统CAD技术已经在建筑师、工程师们手中得到普及，但是CAD技术还只是停留于作为绘图工具，无法实现信息的完整传递，各个专业以及各图纸之间是独立存在的，各领域各专业之间没有信息的关联，在工程建设全生命周期的各个阶段之间存在大量信息的丢失，在地铁管线综合设计阶段最为复杂，采用传统CAD二位技术很难做到面面俱到，经常会出现各类管线之间的碰撞及各专业间的协调问题。建筑信息模型技术(Building Information Modeling，BIM)，BIM是继CAD技术革命后出现在工程建设行业的一次史无前例的技术革命。BIM技术是一种创新性的建筑设计、施工和管理方法。BIM通过数字化技术，在计算机中建立一座虚拟建筑，这一虚拟建筑会提供一个单一的、完整的、有逻辑的建筑信息库。在这里，信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价、采购信息等。即通过数字信息仿真模拟建筑物后产生的真实信息，并且它使工程人员不再苦于如何用传统的二维施工图来表达一个空间的三维复杂形态，从而极大地拓展了工程人员对建筑形态的表达能力、理解能力和实施能力。BIM模型更深层次的含义相当于一个数据库，这个数据库记录了建筑各阶段的所有数据信息，包括建筑构件的几何物理性能、数量、时间等。这些数据能贯穿项目的整个生命周期，对项目的建造以及后期的运营管理持续发挥作用。地铁工程所面临的工程环境和外部条件往往非常复杂甚至苛刻，地铁工程地处城市，工程周边环境复杂，交通繁忙，施工场地狭小，工程量巨大，消耗大量的人力、材料和机械，工程计划组织协调工作繁重，技术难度较高，涉及建筑、结构、通信、信号、供电、动力照明、综合监控、防火报警、环境与设备监控、安防及门禁、通风空调、给排水、消防及气体灭火、自动售检票、自动扶梯及电梯、屏蔽门及安全门、FAS/BAS等众多专业系统，专业之间常常各自为政，形成“冲突”。地铁是关系到国计民生的重要基础设施，地铁工程的质量、安全和工期状况涉及到群众的切身利益，影响政府的公信力和社会形象，因此对地铁工程的社会关注度很高，对工程实施的要求也高，往往需要在更短的时间内，更优质、安全、科学地完成地铁工程项目。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于BIM的地铁工程施工技术方法，通过该方法建立了复杂环境下地铁工程施工组织模型，综合考虑施工过程中进度、资源、场地因素之间的动态联系，能更好地表达施工中的复杂性、不确定性和随机性，增强施工组织的直观性、可行性和科学性；本专利技术立足于施工，辐射地铁工程全寿命期，因为本技术方法实施中的地铁工程BIM模型将给地铁工程的运营、维护提供精确的工程信息。本技术方法的实施将极大地提升地铁工程的管理效率，为科技地铁、绿色地铁的实现提供强大的技术支撑。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种BIM地铁施工方法，该方法实施过程包括：地铁施工现场三维模型的建立及管线综合碰撞检查，直观分析局部复杂结构，4D动态模拟和分析优化，提取模型数据信息，现场场地布置模拟。具体步骤如下：步骤S1：建立土建专业模型、设备专业模型及场地模型。步骤S2：模型通过Revit软件将模型导入Navisworks中进行单专业模型碰撞检测，分别为土建模型碰撞检测和综合管道碰撞检测。若检测出问题则返回到模型中进行修改。步骤S3：将步骤二单专业检测合格后的模型整合为全专业整体模型，进行全专业碰撞检查。若检测出问题则返回步骤二所得模型进行修改。步骤S4：全专业碰撞检测合格后，深化导出各专业施工图，管线综合图，预留孔洞图，并提取工程量。步骤S5：加入时间参数，形成基于工程过程的实体进度计划，并对工程项目进行4D动态模拟和分析优化。步骤S6：根据BIM模型的工程量的提取和基于BIM的进度计划，制定出项目的资源使用计划并进行优化分析。步骤S7：根据资源的使用计划和场地模型进行基于模型的现场场地规划，满足地铁建设要求和精细管理的需要。基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S1，建立土建专业模型、设备专业模型及场地模型，其特征在于：全面运用BIM技术对工程实体、施工过程元素以及施工场地分别进行参数化建模，形成地铁工程实体模型、地铁施工过程元素模型和地铁工程场地模型，实现可视化，获得直观的设计环境。目前建模的方法是利用设计院给出二维设计图纸，重新建立模型。本专利技术的核心建模软件采用了欧特克公司的Revit软件系列。基于二维图形搭建三维模型，可分为三步进行:一是对CAD施工图进行识别，了解建筑、结构及管线设备的大致结构，体会二维图形所涵盖的设计思想；二是将CAD文件导入到Revit软件中，依照图中给出的图元、轴网、标高信息，合理利用Revit里面所含有的三维模型构件，沿着二维图形的分布画出Revit软件里的二维图形，即用Revit描画二维CAD施工图，进而生成三维图形；三是所有CAD图的内容描完之后，打开Revit三维视角，便可看见基于二维施工图的三维模型。基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S2，模型通过Revit软件将模型导入Navisworks中进行单专业模型碰撞检测，其特征在于：土建模型碰撞检测是土建模型内部的建筑与结构系统的不合理布局以及结构系统之间的连接构造问题。综合管道碰撞检测是管道之间的搭接碰撞，即电气、水、暖通设备管线之间的碰撞检测。在传统二维CAD图纸设计中，管线的设计属于粗放型的，而采用Revit进行三维管线综合设计则是精细化设计。设计师为施工人员提供的是能够满足工程严格净高要求的三维管道模型，能够明晰构造要求以及管道布局。模型搭建完成后用Revit软件导出.nwc文件，通过navisworks对管线模型进行碰撞检测，生成问题报告，再由具有施工经验的工程师对问题报告进行筛选，最终对管道模型设计再次进行方案优化。这样做不仅帮助施工人员提高工作效率，缩短施工进度同时也能对施工质量加以保证。基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S3，全专业整体模型碰撞检测，其特征在于：土建模型与综合管道模型之间的碰撞。在多专业碰撞检测中，以修改管道布局为主，当出现复杂建筑结构构造不合理时才会重新调整建筑构造。Navisworks软件会自动检测，并生成问题报告，建模人员将问题报告反馈给设计单位，重新调整和优化设计方案，进而完成对模型的跟踪修改。利用结构、设备管线BIM模型进行工程深化设计，是当前施工阶段BIM应用的重要体现。其应用方法有两种:①将所创建的模型，通过IFC或.rvt文件导入专业设计软件中进行深化设计；②根据碰撞检测的分析结果，直接在BIM建模软件中对结构、水暖电管网及设备专业设计进行调整、细化和完善。基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S4，全专业碰撞检测合格后，深化导出各专业施工图，管线综合图，预留孔洞图，并提取工程量，其特征在于：BIM模型具有参数化特点，用户可以从模型中自动提取精确的数据信息，进行工程量统计，对全生命周期的造价管理具有很大帮助。从BIM模型中获取工程量统计目前主要有三种方法：一是利用应用程序接口(API)在BIM软件和成本预算软件中建立连接；二是利用开放式数据库连接(ODBC)直接访本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种BIM地铁施工方法，其特征在于：该方法实施过程包括：地铁施工现场三维模型的建立及管线综合碰撞检查，直观分析局部复杂结构，4D动态模拟和分析优化，提取模型数据信息，现场场地布置模拟；具体步骤如下：步骤S1：建立土建专业模型、设备专业模型及场地模型；步骤S2：模型通过Revit软件将模型导入Navisworks中进行单专业模型碰撞检测，分别为土建模型碰撞检测和综合管道碰撞检测；若检测出问题则返回到模型中进行修改；步骤S3：将步骤二单专业检测合格后的模型整合为全专业整体模型，进行全专业碰撞检查；若检测出问题则返回步骤二所得模型进行修改；步骤S4：全专业碰撞检测合格后，深化导出各专业施工图，管线综合图，预留孔洞图，并提取工程量；步骤S5：加入时间参数，形成基于工程过程的实体进度计划，并对工程项目进行4D动态模拟和分析优化；步骤S6：根据BIM模型的工程量的提取和基于BIM的进度计划，制定出项目的资源使用计划并进行优化分析；步骤S7：根据资源的使用计划和场地模型进行基于模型的现场场地规划，满足地铁建设要求和精细管理的需要。

【技术特征摘要】
1.一种BIM地铁施工方法，其特征在于：该方法实施过程包括：地铁施工现场三维模型的建立及管线综合碰撞检查，直观分析局部复杂结构，4D动态模拟和分析优化，提取模型数据信息，现场场地布置模拟；具体步骤如下：步骤S1：建立土建专业模型、设备专业模型及场地模型；步骤S2：模型通过Revit软件将模型导入Navisworks中进行单专业模型碰撞检测，分别为土建模型碰撞检测和综合管道碰撞检测；若检测出问题则返回到模型中进行修改；步骤S3：将步骤二单专业检测合格后的模型整合为全专业整体模型，进行全专业碰撞检查；若检测出问题则返回步骤二所得模型进行修改；步骤S4：全专业碰撞检测合格后，深化导出各专业施工图，管线综合图，预留孔洞图，并提取工程量；步骤S5：加入时间参数，形成基于工程过程的实体进度计划，并对工程项目进行4D动态模拟和分析优化；步骤S6：根据BIM模型的工程量的提取和基于BIM的进度计划，制定出项目的资源使用计划并进行优化分析；步骤S7：根据资源的使用计划和场地模型进行基于模型的现场场地规划，满足地铁建设要求和精细管理的需要。2.根据权利要求1所述的一种BIM地铁施工方法其基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S1，建立土建专业模型、设备专业模型及场地模型，其特征在于：全面运用BIM技术对工程实体、施工过程元素以及施工场地分别进行参数化建模，形成地铁工程实体模型、地铁施工过程元素模型和地铁工程场地模型，实现可视化，获得直观的设计环境；本发明的核心建模软件采用了欧特克公司的Revit软件系列；基于二维图形搭建三维模型，可分为三步进行:一是对CAD施工图进行识别，了解建筑、结构及管线设备的大致结构，体会二维图形所涵盖的设计思想；二是将CAD文件导入到Revit软件中，依照图中给出的图元、轴网、标高信息，合理利用Revit里面所含有的三维模型构件，沿着二维图形的分布画出Revit软件里的二维图形，即用Revit描画二维CAD施工图，进而生成三维图形；三是所有CAD图的内容描完之后，打开Revit三维视角，便可看见基于二维施工图的三维模型。3.根据权利要求1所述的一种BIM地铁施工方法，其基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S2，模型通过Revit软件将模型导入Navisworks中进行单专业模型碰撞检测，其特征在于：土建模型碰撞检测是土建模型内部的建筑与结构系统的不合理布局以及结构系统之间的连接构造问题；综合管道碰撞检测是管道之间的搭接碰撞，即电气、水、暖通设备管线之间的碰撞检测；设计师为施工人员提供的是能够满足工程严格净高要求的三维管道模型，能够明晰构造要求以及管道布局；模型搭建完成后用Revit软件导出.nwc文件，通过navisworks对管线模型进行碰撞检测，生成问题报告，再由具有施工经验的工程师对问题报告进行筛选，最终对管道模型设计再次进行方案优化。4.根据权利要求1所述的一种BIM地铁施工方法，其基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S3，全专业整体模型碰撞检测，其特征在于：土建模型与综合管道模型之间的碰撞；Navisworks软件会自动检测，并生成问题报告，建模人员将问题报告反馈给设计单位，重新调整和优化设计方案，进而完成对模型的跟踪修改；利用结构、设备管线BIM模型进行工程深化设计，是当前施工阶段BIM应用的重要体现；其应用方法有两种:①将所创建的模型，通过IFC或.rvt文件导入专业设计软件中进行深化设计；②根据碰撞检测的分析结果，直接在BIM建模软件中对结构、水暖电管网及设备专业设计进行调整、细化和完善。5.根据权利要求1所述的一种BIM地铁施工方法，其基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S4，全专业碰撞检测合格后，深化导出各专业施工图，管线综合图，预留孔洞图，并提取工程量，其特征在于：BIM模型具有参数化特点，用户可以从模型中自动提取精确的数据信息，进行工程量统计，对全生命周期的造价管理具有很大帮助；从BIM模型中获取工程量统计目前有三种方法：一是利用应用程序接口在BIM软件和成本预算软件中建立连接；二是利用开放式数据库连接直接访问BIM软件数据库；三是利用BIM的自动算量功能将工程量导入到Excel表中，然后按照传统方式进行成本核算；BIM模型是基于参数化设计而成的，所以生成的二维图纸中的信息，无法随意更改，减少了主观设计错误，确保了施工图的准确度；在全专业模型碰撞检测之后，可以自动生成施工图，经过优化设计方案，可以自动生成预留孔洞图；可以突出模型局部复杂结构，进行直观分析；通过复杂结构的分析为重要部位施工提供视觉上的参考，对建筑的构造和布局也有了更加清晰的认识和理解；例如检查复杂节点钢筋布置以及混凝土浇灌空间检查、管道排布之间的碰撞检查。6.根据权利要求1所述的一种BIM地铁施工方法，其基于BIM的地铁工程施工技术方法步骤S5，加入时间参数，形成基于工程过程的实体进度计划，并对工程项目进行4D动态模拟和分析优化，其特征在于：对各种要素赋予时间属性，形成基于工程过程的实体进度计划，并对工程项目4D动态模拟和分析优化；4D信息模型是在基本信息模型的基础上增加工程进度信息以及相关的资源、过程和管理信息所形成的4D时空模型；BIM4D虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪锋，苏斌，汪国锋，
申请(专利权)人：北京工业大学，北京市轨道交通建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11