地鐵車站三維管綜設計BIM的應用

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摘要：文章以蘇州地鐵5號線長江路站為實例，采用BIM技術進行可視化三維綜合管線協同設計，較好地解決了二維設計中因地鐵車站管線錯綜復雜、空間緊張造成的“錯、亂、漏”、管線沖突、空間凈高不足等問題，還提高了設計質量，優化了施工工藝，減少了材料浪費。

關鍵詞：BIM技術；地鐵車站；管線綜合

引言

地鐵車站綜合管線涉及專業多、管線錯綜復雜，是對車站裝修、空間凈高影響最大的設計內容。二維管綜設計采用各專業互提資料的形式進行溝通，存在提資不完整、溝通不及時、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、返工現場突出、材料浪費等弊病。近年來，BIM技術在建筑綜合管線、綜合管廊中的應用已較為成熟。在地鐵車站利用BIM三維管綜設計，在同一個可視化協同平臺上各專業人員進行無障礙的溝通、協調，“所見即所得”，及時發現問題，及時解決問題，有效地避免二維設計的各類弊病。bim三維管綜設計還可實現可視化評審、驗收，不但節省人員和時間投入，還提高了工程設計質量和效率，具有深遠的實際意義和使用價值。

1工程概況

長江路站為蘇州城市軌道交通5號線工程第11個車站，為地下二層11m島式車站。車站公共區裝修完成面凈高站廳層4.8m，站臺層4.55m。本站采用無吊頂工業化裝修風格，對公共區裝修凈高要求站廳層3.7m，站臺層3.5m；設備區走道裝修凈高2.7m，這給綜合管線專業管線排布帶來巨大的挑戰。因此，本站采用BIM技術對管綜進行三維可視化設計，在解決管線碰撞和空間凈高的同時，保證裝修美觀效果。

2長江路站BIM三維管綜設計

2.1三維管綜建模

基于Revit軟件，創建了長江路站建筑、結構、通風空調、給排水及消防、氣體滅火、動力照明、供電、接觸網、站臺門、通信、信號、綜合監控、裝修等專業詳細的BIM模型，且所有設備設施均實現參數化設計。

2.2三維管綜協同設計流程

通過長江路站三維綜合管線的協同設計探索，總結了地鐵車站三維綜合管線設計流程如下：（1）協同平臺：基于ProjectWise平臺，通過Autodesk相關設計軟件，各專業均在一個中心模型上并行工作、及時溝通調整。（2）協同過程（見圖1）。

2.3三維管綜碰撞檢查

長江路站采用Navisworks軟件對車站管線三維模型進行碰撞檢測，包含各機電系統管線、建筑、結構、裝修等之間的相互碰撞，最終生成碰撞檢測報告（見圖2）。根據碰撞報告中的碰撞圖像、位置及元素ID在模型中找到相應的碰撞點，管綜專業給出對應的修改策略，再反饋給各專業進行優化修改，直至車站管綜無碰撞，三維模型完成。長江路站管線經優化調整后，檢測到碰撞6處，極大地改善了沖突問題。需要指出的是，本項研究碰撞檢測僅針對硬碰撞（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定為碰撞）。

2.4車站公共區三維管綜設計

地鐵車站站廳公共區兩側第一跨區域為管線最為密集處，所有機電系統管線均在此匯集，且有大尺寸風管交叉，對于一般有吊頂的車站而言，管線底標高控制在吊頂上即可，不影響裝修美觀。但是，長江路站為無吊頂車站，為保證整體的裝修效果，站廳公共區第一跨區域管線高度也需保證3.7m，站臺樓扶梯兩側保證3.5m。各專業通過BIM三維可視化優勢，在中心模型上同步溝通進行協同設計。在嚴格控制管線標高時，站廳層把大尺寸交叉管線調整到設備區，空出空間給小尺寸的水管和橋架，并把燈具、攝像機、導向等與綜合支吊架整體設置，減少不必要的支吊架，保證了整個空間整齊劃一的裝修效果（見圖3）。

3BIM三維設計解決的問題

長江路站采用BIM三維協同化設計，進行碰撞檢查，全方位無死角觀察模型，把問題提早發現，提早解決，為后期施工順利進行奠定基礎。長江路站BIM三維設計解決了如下問題：（1）解決土建與裝修模型不對應的問題。（2）校核裝修是否在土建開洞的位置也相應的開洞。（3）解決梁頁腳、公共區樓扶梯四周的下翻梁等與管線碰撞的問題。（4）解決站臺層三角機房處的排氣扇及自然引風口與樓扶梯下沿沖突的問題。（5）解決管線騎墻的問題。（6）解決各專業管線穿樓板及結構墻位置與土建預留孔洞位置不對應問題。（7）通過各專業的管線布設及綜合管線的優化設計，指導土建預留相關條件，避免系統管線無法布設。（8）解決公共區及設備區消火栓布置位置與裝修預留位置不對應的問題。（9）解決公共區消火栓、地漏管與廣告牌打架的問題。（10）解決攝像機、導向及電視機等吊桿與管線打架問題。（11）優化有吊頂房間風口、室內機、燈具等的布置位置，使與吊頂形式契合。（12）優化設備區走道管線的布置，預留足夠的檢修空間。（13）優化設備房內的風口、室內機、燈具、噴頭等的布置，使與房間的橋架及設備布置相協調，避免碰撞、追求美觀。（14）優化各系統管線的行走路徑，避免走道管線無法布設或減少管路阻力。

4結論

通過長江路站BIM三維管綜設計實例成果，有力地證明了BIM技術在解決地鐵車站管綜設計中管線之間碰撞、管線與土建沖突、管線與裝修不協調等問題具有高效、可靠的巨大優勢，為后期施工奠定了良好的基礎，也為后續地鐵工程BIM三維管綜設計應用提供了技術保障。

參考文獻：

[1]余元波.BIM技術在地鐵車站管線綜合設計中的應用[J].潔凈與空調技術，2017（02）：45-49.

[2]沈亮峰.基于BIM技術的三維管線綜合設計在地鐵車站中的應用[J].工業建筑，2013，43（06）：163-166+159.

作者：史一峰 鄭進龍 單位：蘇州市軌道交通集團有限公司