BIM技术下的铁路工程项目管理应用

摘要：为解决衢宁铁路项目施工中遇到的难点和问题，提高项目管理效率，项目前期引入了BIM技术，同时决定开发基于铁路项目应用特点的BIM云平台。该平台是以三维可视化模型为载体，以BIM应用点为核心，通过互联网技术，形成互连互动的协同管理信息系统，包含对项目质量、安全、进度、成本和文档资料等方面的集中管控，为BIM技术在铁路施工应用提供建议。

关键词：BIM云平台；铁路施工应用；组织方案；项目管理

1项目概况

新建衢州至宁德铁路1标，位于浙江省衢州市境内，正线全长40.71km。路基及附属工程30段23.16km；桥梁工程30座5877km；隧道6座12.24km，涵洞103座；车站4座。四电迁改工程40.71km，正线铺轨235.172km，站线铺轨57.20km，改建线路16.53km；全线955孔T梁的预制、架设；房屋、站场改造工程等。

2引入BIM技术的原因

引入BIM技术的原因有以下几个：①工程面临营业线点多线长，涉及7个专业，协调难度大，利用BIM协同平台提高协同效率；②站改复杂，安全风险高，各工序穿插施工，通过对施工组织方案进行模拟保证施工安全有序；③6座隧道长达12km，地质复杂，工期压力大，通过进度管控保证节点工期；④连续梁、顶进涵、公跨铁数量多、施工难度大，通过BIM技术对专项施工方案进行模拟保障了施工安全、提高了现场施工质量和效率。鉴于以上工程重难点，在项目前期策划过程中决定引入BIM技术以解决施工现场难点问题，提高施工质量、保证施工安全、为工程增收创效。

3BIM技术应用

3.1总体思路

项目BIM技术应用总体思路为：采用自主建模和自主应用的模式开展相关BIM技术应用，成立项目BIM技术应用攻关小组，BIM应用平台为企业自主研发的“RealBIM协同管理平台”。主要应用组织架构分为三级，第一层级公司BIM研究院，第二层级公司科技开发部，第三层级项目BIM小组。BIM研究院负责BIM技术应用的宏观政策导向、组织保障，公司科技开发部负责项目BIM技术应用的技术支持与培养相关BIM应用人才，项目BIM小组为BIM技术应用的具体实施单位。项目相关部门人员组建BIM团队，进行项目施工过程的BIM技术应用，应用过程及时反馈相关问题，公司给与解决。通过上下联动的方式，结合项目的具体施工难题开展相关BIM技术落地应用，同时在项目施工前期使用BIM技术，保证发挥出BIM技术的最大化效益。

3.2BIM技术应用准备

3.2.1组建团队项目组建了BIM技术应用攻关小组，领导作为小组组长负责BIM技术的整体应用，克服项目BIM技术应用的中层阻力，项目BIM技术小组人员均取得相关BIM技能认证。

3.2.2配备软硬件配备了相关建模软件及BIM应用软件，均为正版软件，在软件方面保障BIM技术被顺利应用。硬件方面，建模端，计算机硬件平台为联想M8450T专业级图形工作站或更高配置，计算机数量满足BIM工作各相关部门的使用需要。应用端计算机不需要专用图形工作站配置，普通办公电脑配置即可满足。

3.2.3搭建云平台研发出铁路BIM技术，应用RealBIM云平台部署在企业服务器，同时取得了软件著作权。制定了BIM技术应用操作手册，分配各账号权限，并制定了相应BIM应用流程与管理制度。制定了统一的BIM技术应用操作手册，创建账号、分配权限，保证后期BIM应用有序实施。同时制定了BIM应用流程和管理制度。

3.3施工BIM应用

3.3.1拌和站场地布置利用GIS模型在不影响周边生态环境的情况下，将东接县道北临国道的位置作为拌和站厂址。通过拌和站三维场地布置，辅助场地方案的论证和调整。

3.3.2梁厂场地布置对办公区、制梁区、存梁区等进行了合理布置，减少了临建土地用量，复耕工作减少，符合绿色环保理念；对后期的运梁路线进行了规划与模拟，确定了合理的运梁路线，缩短运距，提高运梁效率。

3.3.3BIM+GIS通过平台在线浏览模型，进行视景分析可以使管理人员清晰了解铁路沿线的地理环境，在临建选址、便道策划上起到了辅助决策的作用。

3.3.4项目协同基于模型对图纸问题进行在线会审与交流，消除歧义，提高协同效率。在施工现场发现质量问题时，随时拍照并上传平台挂接模型后提醒具体施工负责人整改，从而提高协同效率。

3.3.5材料统计在线提取各施工阶段材料用量，将材料用量导入到物资管理系统精确配置物料，严格卡控施工班组，施工现场限额领料，避免材料浪费。

3.3.6进度管控通过计划与实际进度模拟，指定工点负责人后系统自动发出预警推送，便于管理人员对下阶段工期计划进行及时调整，保证项目各施工节点工期。3.3.7工艺模拟利用BIM技术三维可视化特点，制作了水中墩施工、隧道三级开挖施工等工艺模拟，通过可视化的模拟指导技术人员、作业人员，提高理解方案的效率，保证后期施工安全、质量。同时，形成可视化的三维作业指导书，用于指导新职工的教学。3.3.8三维定位利用BIM技术三维空间定位预应力波纹管道，提前制作定位井字筋，保证预应力管道精确定位。3.3.90号段多孔振捣应用BIM技术，模拟布置振捣管道，预知梁体碰撞点，及时对钢筋及预埋件进行微调，使振捣棒能够到达支座等钢筋密集处，解决了混凝土振捣密实性问题，特别是保证了桥梁支座钢筋密集处的混凝土实体质量。3.3.10三维可视化对转体桥核心构件球铰进行三维可视化精细建模，提高对工程的实际指导作用。台车变截面模拟，以施工台车为基础，针对不同尺寸的隧道断面，模拟台车尺寸调节形式，以适应不同尺寸断面的施工。3.3.11碰撞检查将钢筋及钢绞线模型导入NavisworksManage中进行钢筋及钢绞线碰撞检测并生成碰撞报告，进一步排查确定碰撞点（共计104处）。提前发现碰撞点指导钢筋安装，确保钢筋绑扎顺利施工。3.3.12方案对比运用BIM技术对两种不同施工方案进行动态模拟，综合分析连续梁0#满堂脚手架和预埋牛腿临时支架两种不同施工方案的材料消耗量、工程施工成本、施工速度以及现场施工实际情况，得出连续梁0#块采用预埋牛腿临时支架施工较合理。3.3.13受力检算将BIM技术与Midas相结合，对0号段托架进行受力检算，保障临时支架的使用安全、可靠。3.3.14数值仿真利用ANSYS软件进行隧道开挖数值仿真模拟，合理选择开挖方案，保障开挖安全。3.3.15安全管理利用BIM技术创建安全模拟视频，将安全施工模拟视频导入多媒体安全培训箱，将施工的风险点和危险源列出，用于施工班组技术人员的安全培训，避免安全事故的发生，效果显著。3.3.16档案管理将项目施工涉及的所有图纸、文件、施工过程中的数据资料等档案及时上传至平台并与具体模型挂接，统一管理，快捷检索，同时便于后期业主方运营维护。3.3.17“BIM+”应用BIM+二维码，将平台生成的构件二维码下载打印后，张贴在各构件上，现场技术人员利用手机扫描后即可了解构件的所有参数，便于施工现场人员查询与管理。BIM+VR，项目制作了连续梁施工工艺VR体验和高空坠落、高空坠物等5项安全VR体验，通过VR体验，施工人员如临其境，保证了后期施工的质量和安全。BIM+AR，将创建好的BIM模型导入触摸一体机，扫描图纸可进行模型AR浏览（放大、旋转、剖切等），使管理人员、施工人员更加了解各构件的空间位置及形态。BIM+3D打印，将BIM模型数据转换后切片处理，进行相关复杂模型的3D打印，打印的模型用于展示、教学指导，效果显著。3D打印的模型定制化程度高，成本低。

4总结

目前铁路BIM技术应用尚属于探索应用阶段，没有形成成熟的技术路线及BIM应用解决方案。BIM技术已经成功应用于衢宁铁路站前1标施工中，取得了显著的经济、社会、环保效益，通过实践应用证明成果成熟可靠。应用研究总结形成了相对完善的铁路BIM技术应用解决方案，探索了BIM技术在铁路施工领域的应用点与价值点，并结合BIM技术在节能减排方面做了成功探索。成果适用于铁路等线性工程施工，且该研究项目是工程建设领域的必然方向，具有广阔的推广和应用前景。

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作者：王猛 单位：中铁三局集团有限公司运输工程分公司