地铁车站三维管综设计BIM的应用

摘要：文章以苏州地铁5号线长江路站为实例，采用BIM技术进行可视化三维综合管线协同设计，较好地解决了二维设计中因地铁车站管线错综复杂、空间紧张造成的“错、乱、漏”、管线冲突、空间净高不足等问题，还提高了设计质量，优化了施工工艺，减少了材料浪费。

关键词：BIM技术；地铁车站；管线综合

引言

地铁车站综合管线涉及专业多、管线错综复杂，是对车站装修、空间净高影响最大的设计内容。二维管综设计采用各专业互提资料的形式进行沟通，存在提资不完整、沟通不及时、成果不直观、隐蔽性管线冲突不能暴露等弊端。这给施工造成了不可控、返工现场突出、材料浪费等弊病。近年来，BIM技术在建筑综合管线、综合管廊中的应用已较为成熟。在地铁车站利用BIM三维管综设计，在同一个可视化协同平台上各专业人员进行无障碍的沟通、协调，“所见即所得”，及时发现问题，及时解决问题，有效地避免二维设计的各类弊病。BIM三维管综设计还可实现可视化评审、验收，不但节省人员和时间投入，还提高了工程设计质量和效率，具有深远的实际意义和使用价值。

1工程概况

长江路站为苏州城市轨道交通5号线工程第11个车站，为地下二层11m岛式车站。车站公共区装修完成面净高站厅层4.8m，站台层4.55m。本站采用无吊顶工业化装修风格，对公共区装修净高要求站厅层3.7m，站台层3.5m；设备区走道装修净高2.7m，这给综合管线专业管线排布带来巨大的挑战。因此，本站采用BIM技术对管综进行三维可视化设计，在解决管线碰撞和空间净高的同时，保证装修美观效果。

2长江路站BIM三维管综设计

2.1三维管综建模

基于Revit软件，创建了长江路站建筑、结构、通风空调、给排水及消防、气体灭火、动力照明、供电、接触网、站台门、通信、信号、综合监控、装修等专业详细的BIM模型，且所有设备设施均实现参数化设计。

2.2三维管综协同设计流程

通过长江路站三维综合管线的协同设计探索，总结了地铁车站三维综合管线设计流程如下：（1）协同平台：基于ProjectWise平台，通过Autodesk相关设计软件，各专业均在一个中心模型上并行工作、及时沟通调整。（2）协同过程（见图1）。

2.3三维管综碰撞检查

长江路站采用Navisworks软件对车站管线三维模型进行碰撞检测，包含各机电系统管线、建筑、结构、装修等之间的相互碰撞，最终生成碰撞检测报告（见图2）。根据碰撞报告中的碰撞图像、位置及元素ID在模型中找到相应的碰撞点，管综专业给出对应的修改策略，再反馈给各专业进行优化修改，直至车站管综无碰撞，三维模型完成。长江路站管线经优化调整后，检测到碰撞6处，极大地改善了冲突问题。需要指出的是，本项研究碰撞检测仅针对硬碰撞（即空间上有直接冲突），而非软碰撞（即两物件中有一定间距即认定为碰撞）。

2.4车站公共区三维管综设计

地铁车站站厅公共区两侧第一跨区域为管线最为密集处，所有机电系统管线均在此汇集，且有大尺寸风管交叉，对于一般有吊顶的车站而言，管线底标高控制在吊顶上即可，不影响装修美观。但是，长江路站为无吊顶车站，为保证整体的装修效果，站厅公共区第一跨区域管线高度也需保证3.7m，站台楼扶梯两侧保证3.5m。各专业通过BIM三维可视化优势，在中心模型上同步沟通进行协同设计。在严格控制管线标高时，站厅层把大尺寸交叉管线调整到设备区，空出空间给小尺寸的水管和桥架，并把灯具、摄像机、导向等与综合支吊架整体设置，减少不必要的支吊架，保证了整个空间整齐划一的装修效果（见图3）。

3BIM三维设计解决的问题

长江路站采用BIM三维协同化设计，进行碰撞检查，全方位无死角观察模型，把问题提早发现，提早解决，为后期施工顺利进行奠定基础。长江路站BIM三维设计解决了如下问题：（1）解决土建与装修模型不对应的问题。（2）校核装修是否在土建开洞的位置也相应的开洞。（3）解决梁页脚、公共区楼扶梯四周的下翻梁等与管线碰撞的问题。（4）解决站台层三角机房处的排气扇及自然引风口与楼扶梯下沿冲突的问题。（5）解决管线骑墙的问题。（6）解决各专业管线穿楼板及结构墙位置与土建预留孔洞位置不对应问题。（7）通过各专业的管线布设及综合管线的优化设计，指导土建预留相关条件，避免系统管线无法布设。（8）解决公共区及设备区消火栓布置位置与装修预留位置不对应的问题。（9）解决公共区消火栓、地漏管与广告牌打架的问题。（10）解决摄像机、导向及电视机等吊杆与管线打架问题。（11）优化有吊顶房间风口、室内机、灯具等的布置位置，使与吊顶形式契合。（12）优化设备区走道管线的布置，预留足够的检修空间。（13）优化设备房内的风口、室内机、灯具、喷头等的布置，使与房间的桥架及设备布置相协调，避免碰撞、追求美观。（14）优化各系统管线的行走路径，避免走道管线无法布设或减少管路阻力。

4结论

通过长江路站BIM三维管综设计实例成果，有力地证明了BIM技术在解决地铁车站管综设计中管线之间碰撞、管线与土建冲突、管线与装修不协调等问题具有高效、可靠的巨大优势，为后期施工奠定了良好的基础，也为后续地铁工程BIM三维管综设计应用提供了技术保障。

参考文献：

[1]余元波.BIM技术在地铁车站管线综合设计中的应用[J].洁净与空调技术，2017（02）：45-49.

[2]沈亮峰.基于BIM技术的三维管线综合设计在地铁车站中的应用[J].工业建筑，2013，43（06）：163-166+159.

作者：史一峰 郑进龙 单位：苏州市轨道交通集团有限公司