鐵路公網(wǎng)設(shè)備安裝中BIM技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：隨著人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需求，運(yùn)營(yíng)商不斷加快完善高鐵紅線內(nèi)4G基站建設(shè)的步伐，然而，高鐵營(yíng)業(yè)線施工存在天窗申請(qǐng)難、工效低等困難，本文通過(guò)分析BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備安裝及纜線布放，有效提升施工效率，節(jié)約施工成本，加強(qiáng)了精細(xì)化管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：高鐵營(yíng)業(yè)線；BIM技術(shù)；設(shè)備安裝；纜線布放

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展，移動(dòng)電子設(shè)備如智能手機(jī)和平板電腦的迅速普及，移動(dòng)支付、網(wǎng)絡(luò)社交等網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)使人們的生活更便捷、豐富多彩，人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量提出了更高的要求，為滿足乘客對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，移動(dòng)公司對(duì)福廈、廈深鐵路的隧道進(jìn)行公網(wǎng)（TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)）無(wú)線信號(hào)全面覆蓋，對(duì)原設(shè)備站點(diǎn)進(jìn)行500米增站補(bǔ)強(qiáng)施工作業(yè)。設(shè)備安裝及布放纜線是本項(xiàng)目最重要的施工環(huán)節(jié)之一，直接影響站點(diǎn)開(kāi)通率及網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。本項(xiàng)目屬于營(yíng)業(yè)線施工，存在施工計(jì)劃申報(bào)流程繁雜、施工天窗申請(qǐng)不可控、施工天窗點(diǎn)內(nèi)時(shí)間短、工效低等困難。通過(guò)研究使用先進(jìn)的bim技術(shù)，可以有效提高天窗點(diǎn)施工效率，有效利用寶貴的天窗點(diǎn)時(shí)間，科學(xué)、合理、美觀地安裝設(shè)備及布放纜線。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM)是基于三維數(shù)字技術(shù)的建筑業(yè)信息化發(fā)展技術(shù)，具有強(qiáng)大的三維可視化、協(xié)同性和信息提取的特點(diǎn)，它以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)，建立三維立體的數(shù)據(jù)模型，將傳統(tǒng)二維平面圖線條式的構(gòu)件轉(zhuǎn)化成三維的立體實(shí)物圖形，呈現(xiàn)在工程技術(shù)管理人員的面前，使工程技術(shù)人員更加深入理解設(shè)計(jì)意圖，并高效制定出最佳的施工方案，在提供施工效率、縮短工期的同時(shí)，減少返工，節(jié)約施工成本，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。BIM技術(shù)因其具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等優(yōu)點(diǎn)，必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙，引發(fā)建設(shè)領(lǐng)域新變革。

2工程概況及重難點(diǎn)

2.1工程概況

福廈鐵路北起福建省省會(huì)福州市，向南途經(jīng)福清市、莆田市、泉州市到達(dá)廈門(mén)市，線路全長(zhǎng)287.882km，共有隧道43座，覆蓋隧道總長(zhǎng)約為49.427km，占線路長(zhǎng)度的17.17%。廈深鐵路北起福建省廈門(mén)市，途經(jīng)漳州市后進(jìn)入廣東省潮州、汕頭、揭陽(yáng)、汕尾、惠州到達(dá)深圳市；其中福建段線路長(zhǎng)度99.977km，共有隧道18座，覆蓋隧道總長(zhǎng)約為32.691km，占線路長(zhǎng)度的32.70%。福廈鐵路及廈深鐵路將福建經(jīng)濟(jì)最活躍的城市與長(zhǎng)三角、珠三角相連，是福建海西經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈，為福建海西經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2工程難點(diǎn)

營(yíng)業(yè)線必須申請(qǐng)?zhí)齑?，必須在天窗時(shí)間內(nèi)施工作業(yè)，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)業(yè)線施工難度大，表現(xiàn)在：（1）天窗點(diǎn)施工效率低，天窗時(shí)間均為凌晨12點(diǎn)至凌晨4：00。這個(gè)時(shí)間段是人體睡眠時(shí)間，因此在此時(shí)段施工體力下降、注意力無(wú)法集中，導(dǎo)致施工效率低。（2）天窗申請(qǐng)且天窗時(shí)間無(wú)法預(yù)計(jì)，天窗時(shí)間只能在每天下午4：30分才能確定，為確保施工進(jìn)度，施工人員必須每天待命，導(dǎo)致誤工率非常高；（3）天窗時(shí)間短，每個(gè)天窗時(shí)間最多只有4個(gè)小時(shí)，導(dǎo)致可施工時(shí)間非常短；（4）線路長(zhǎng)，柵欄進(jìn)口距離施工作業(yè)地點(diǎn)遠(yuǎn)，在寶貴的天窗點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，步行到達(dá)施工作業(yè)地點(diǎn)耗費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致可施工時(shí)間進(jìn)一步縮短。按傳統(tǒng)的二維圖紙進(jìn)行設(shè)備安裝及布放纜線，存在以下困難：（1）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量占用寶貴的天窗時(shí)間，降低施工效率。在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙、配線圖中的纜線等均為預(yù)估長(zhǎng)度，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況存在較大偏差，無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際施工，因此，需現(xiàn)場(chǎng)施工人員先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后，方可安裝設(shè)備及敷設(shè)纜線。然而，現(xiàn)場(chǎng)施工人員只能在有限的天窗時(shí)間內(nèi)方可進(jìn)行測(cè)量，占用寶貴的天窗時(shí)間，從而降低施工效率。（2）線槽、鋼管對(duì)纜線長(zhǎng)度的精確度要求高。以往同類工程項(xiàng)目中，纜線在布放過(guò)程中需滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的彎曲半徑，布放完畢后若有冗余，可直接盤(pán)繞固定在墻壁上或者重新裁剪，但本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案使用線槽、鋼管固定及防護(hù)纜線，冗余的纜線無(wú)法在有限的線槽、鋼管內(nèi)盤(pán)繞，重新裁剪纜線不僅造成材料浪費(fèi)，也浪費(fèi)寶貴天窗時(shí)間，因此，本項(xiàng)目對(duì)纜線長(zhǎng)度的精確度要求高。（3）纜線易交叉。現(xiàn)場(chǎng)施工人員迫切地想在有限的天窗時(shí)間內(nèi)完成工作，由于設(shè)備安裝完畢后，所需布放纜線種類較多，如：尾纖、電源線、地線、1/2饋線等?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員在有限天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后，憑借傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙及自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估纜線長(zhǎng)度及布放纜線，偶爾出現(xiàn)纜線交叉，需進(jìn)行返工，極大地浪費(fèi)人力、物力、天窗時(shí)間，降低施工效率。（4）天窗申請(qǐng)難，難以進(jìn)行深入的技術(shù)交底。由于本項(xiàng)目點(diǎn)多線長(zhǎng)，涉及建設(shè)單位的五個(gè)地市分公司，如福州市、莆田市、泉州市、廈門(mén)市、漳州市，營(yíng)業(yè)線施工存在施工計(jì)劃申報(bào)流程繁雜、施工天窗申請(qǐng)不可控等制約因素，因此，難以深入地對(duì)各地市現(xiàn)場(chǎng)施工人員在寶貴的天窗時(shí)間內(nèi)進(jìn)行技術(shù)交底。

3BIM技術(shù)應(yīng)用

通過(guò)使用BIM技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖變?yōu)楦庇^、更全面的三維立體圖，在天窗時(shí)間以外就可進(jìn)行設(shè)備安裝及布放纜線的方案模擬，不僅可以全面深入地考慮設(shè)備最小安裝間距、纜線彎曲半徑、整潔美觀度等因素，還可以提前發(fā)現(xiàn)方案中存在的各類問(wèn)題，優(yōu)化調(diào)整最佳的纜線敷設(shè)方案。（1）設(shè)置場(chǎng)景。由于設(shè)備安裝于隧道內(nèi)的洞室內(nèi)壁或隧道外通信機(jī)房外壁，因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需在BIM模型中設(shè)置不同場(chǎng)景，以便切實(shí)地確定設(shè)備及纜線布放方案，而非紙上談兵。（2）設(shè)備最小安裝間距。為滿足散熱及維護(hù)空間的要求，RRU拉遠(yuǎn)設(shè)備存在最小安裝間距的要求，因此，在BIM模型中首先應(yīng)設(shè)置RRU拉遠(yuǎn)設(shè)備，然后，再設(shè)置其他設(shè)備，其他設(shè)備與RRU拉遠(yuǎn)設(shè)備的間距需符合要求。（3）模擬纜線布放。由于在實(shí)際施工中，必須先安裝線槽及鋼管后，方可進(jìn)行纜線敷設(shè)，否則，無(wú)法比選不同的纜線敷設(shè)方案，二次施工還可能損壞已敷設(shè)的纜線，嚴(yán)重降低施工效率。通過(guò)使用BIM技術(shù)，可以不拘泥于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工工序，脫離線槽的束縛，首先，進(jìn)行模擬纜線布放，若纜線布放方案不理想，還可以調(diào)整相關(guān)設(shè)備的安裝位置。通過(guò)比選不同的纜線布放方案，全面深入地考慮纜線彎曲半徑、美觀度等因素，從而優(yōu)化調(diào)整出最佳的纜線敷設(shè)方案，提高工作效率。（4）模擬線槽及鋼管防護(hù)。通過(guò)使用BIM技術(shù)，根據(jù)確定的設(shè)備安裝及纜線布放方案，結(jié)合不同場(chǎng)景，模擬出線槽及鋼管安裝位置及長(zhǎng)度，使其能實(shí)際運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)。

4本項(xiàng)目中BIM技術(shù)作用

本項(xiàng)目通過(guò)使用BIM技術(shù)，按傳統(tǒng)的條件進(jìn)行設(shè)備安裝及布放纜線存在的問(wèn)題都迎刃而解，BIM技術(shù)的作用主要體現(xiàn)以下方面：（1）減少現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所需的時(shí)間。由于使用BIM技術(shù)模擬的設(shè)備安裝及纜線布放方案，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，因此，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以將BIM技術(shù)制定的方案直接運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)，有效地減少現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間。（2）準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出纜線的長(zhǎng)度。通過(guò)BIM技術(shù)模擬出的模型精度高，可以直接導(dǎo)出各類纜線的使用長(zhǎng)度，使得現(xiàn)場(chǎng)施工人員能在天窗時(shí)間點(diǎn)前準(zhǔn)備好相關(guān)纜線，特別是1/2饋線，可以提前制作接頭，節(jié)省寶貴的天窗點(diǎn)時(shí)間，提升施工效率。確定最佳方案的BIM模型后，可以利用BIM技術(shù)軟件，可以直接導(dǎo)出纜線等材料的使用明細(xì)表，結(jié)合項(xiàng)目工期安排、現(xiàn)場(chǎng)施工人員情況等信息，編制出切實(shí)可行的物資需求及采購(gòu)計(jì)劃，從而精準(zhǔn)把控材料采購(gòu)時(shí)間及數(shù)量，避免因材料采購(gòu)過(guò)多導(dǎo)致浪費(fèi)，或者因材料不足導(dǎo)致誤工；同時(shí)，該使用明細(xì)表還為實(shí)行限額領(lǐng)料提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，達(dá)到成本控制目標(biāo)。（3）避免纜線交叉。通過(guò)使用BIM技術(shù)，在模擬纜線布放方案過(guò)程中，能以可視化的方式，對(duì)纜線交叉、彎曲半徑等問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化調(diào)整，解決傳統(tǒng)二維平設(shè)計(jì)圖無(wú)法直觀發(fā)現(xiàn)纜線交叉的問(wèn)題，避免因纜線交叉而導(dǎo)致返工。（4）深入的現(xiàn)場(chǎng)交底。利用BIM技術(shù)特點(diǎn)中的三維可視化，可以在天窗時(shí)間外可以對(duì)五個(gè)地市的現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行全面深入的技術(shù)交底。通過(guò)視頻和圖片的方式，向現(xiàn)場(chǎng)施工人員全面深入地介紹設(shè)備安裝的技術(shù)質(zhì)量要求、施工工藝方法及相關(guān)質(zhì)量安全措施等，使現(xiàn)場(chǎng)施工人員身臨其境，確保所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員在施工前對(duì)施工的過(guò)程認(rèn)識(shí)清晰，做到施工過(guò)程中胸有成竹、從容有序，使得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備最小安裝間距、纜線彎曲半徑在滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的前提下，整潔美觀度得到提升，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，樹(shù)立良好的企業(yè)形象。

5結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目利用BIM技術(shù)，將傳統(tǒng)的二維平面圖轉(zhuǎn)化為更直觀、更全面的三維立體圖，高效地尋求出設(shè)備安裝及纜線敷設(shè)方案，深入地進(jìn)行技術(shù)交底，避免因纜線交叉而造成的返工，很大程度上提高天窗點(diǎn)施工效率，減少了人力物力的浪費(fèi)，對(duì)精細(xì)化管理及標(biāo)準(zhǔn)化施工極具建設(shè)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙欽，田慶，劉云賀等.綠色建筑評(píng)價(jià)新標(biāo)準(zhǔn)下BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用研究[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2017,33(2):211-219.

作者：池熙霖 單位：中鐵二十四局集團(tuán)上海電務(wù)電化有限公司