BIM地铁施工进度管理技术

地铁作为一项公共工程，给城市带来很多便利，也是未来轨道交通发展的方向。地铁大部分路段都在地下，对地形要求很高，中国地形又非常复杂，如果没有经过严密的科学论证和合理规划，不仅影响施工进度的控制，还可能浪费巨大的人力财力。

地铁工程的施工进度管理受技术、环境、资源等影响，工期延误时有发生，结合BIM技术与传统施工进度管理技术，可提高项目的施工进度管理水平。

地铁施工进度影响因素

环境因素：地铁工程地质条件复杂，且要求保证不对既有建筑物造成影响，施工工期须考虑城市规划和城市建设的需要。

技术因素：不同专业设计存在冲突，对工艺掌握不牢靠或施工方法选用不当，施工场地布置及施工进度计划编制不合理等。

人为因素：施工人员素质参差不齐，难以正确理解复杂的设计图纸，对施工工艺的熟悉程度和操作技能水平也对能否按时完成有重要影响。

传统地铁施工进度管理方式的不足

(1)二维CAD设计形象性差，无法为各专业提供协同设计平台。地铁工程设计图纸包含多专业，施工人员很难准确理解、设计人员沟通协调效率低下。

(2)纯文本的施工进度计划直观性差，无法实时跟踪，只能抽象表达进度过程，编制及优化进度计划时计算复杂，难以发现计划不合理处，也不能直观地对实际进度进行跟踪和分析。

(3)施工中不确定性因素多，难以实现规范化、精细化的管理。

基于BIM的4D虚拟建造技术

基于BIM的4D虚拟建造技术是在3D建筑信息模型上附加时间维度，制作出4D模拟动画，通过在计算机上建立模型并借助各种可视化设备对项目进行虚拟描述。

基于BIM的4D虚拟建造技术实现流程

1 进度计划编制

(1)确定项目目标和范围，并对项目进行WBS分解；

(2)定义WBS中的工程活动并计算其工作量；

(3)确定各工作活动间的逻辑关系，即确定每项工作的前置任务；

(4)根据各工程活动的工作量和资源投入量等参数计算其持续时间。

2 3D建筑信息模型创建

利用BIM建模软件完成3D建筑信息模型的创建，模型须满足以下要求以达到实现4D虚拟建造的目的：

(1)根据实际施工中施工区域及施工单元的划分正确拆分模型；

(2)将编制的进度计划中的任务名称与模型中构件相对应；

(3)根据虚拟建造精细化程度的要求确定合适的模型精度。

3 4D建筑信息模型的生成

4D建筑信息模型即在3D模型基础上集成时间维度，从而将施工过程按时间进展进行可视化模拟。实现模型与进度计划链接的关键在于将工作任务附着到模型相应的几何图形上，即将工作任务与模型中的对象对应起来。附着完成后，进行模拟设置即可生成按进度计划进行的施工过程模拟动画。

基于BIM的图形化施工进度管理

施工进度管理包括编制施工进度计划及对施工进度的控制。

基于BIM的图形化施工进度管理即利用图形、模型、动画、图表等表现实际进度与计划进度的差异，比传统的方式直观形象，可提高施工进度控制的效率。

基于BIM的图形化施工进度管理实现方法

1 实际施工进度信息的收集

需获取的实际进度信息内容及形式与传统方法一致，包括：实际开始及结束时间、工期受到的影响及原因、实施状况、完成程度、已消耗的资源等，其中信息的形式包括在现场拍摄的实际施工情况的照片、工程验收单、变更单、签字等相关文本资料，计算已完工程量及消耗资源等。

2 实际施工进度信息的处理

基于BIM的施工进度管理利用图形、模型等直观表达实际施工进度情况，并能形象地对比实际与计划的区别。如标记BIM模型中的已完成构件，在模型中用颜色区分已完和未完工程，管理人员便可直观了解工程进展情况；在虚拟建造中加入实际进度的信息，用不同颜色表示按时完成、提前完成、滞后完成的构件；对比扫描获得的实际建筑模型与事先创建的BIM模型，以发现实际施工与设计的差异，找出施工中的问题。

建设中的地铁

基于BIM的可视化施工模拟

1 工程地质条件模拟

地铁工程属地下工程，不确定因素多，若地质条件复杂施工难度更大。利用地质勘查数据，模拟复杂的工程地质条件，可指导地下隐蔽工程施工，减小不利的环境因素给工期带来的影响。

2 施工场地布置模拟

地铁工程施工须避免影响周围建筑和交通，故施工场地的平面布置尤为重要。若仅参考类似工程的布置方案进行设计无法验证方案是否合理，通过在施工前创建施工场地平面布置的模型，可直观分析其与周围环境的关系。

可通过模拟施工机械的运行，提前发现施工过程中可能存在的安全冲突，通过模拟塔式起重机的运行来判断其布置是否合理，避免在施工中与其他物体发生碰撞冲突。

3 施工工艺模拟

施工人员难以准确掌握复杂的技术或新工艺技术，可利用模拟动画来指导施工。施工工艺模拟动画是在创建机械、构件、建筑等模型的基础上，再赋予其相应的动画，最后进行渲染使画面效果更加逼真。

基于BIM的碰撞检测

基于BIM的碰撞检测为各专业设计人员提供了一个以形象直观的三维实体模型为基础的协同设计平台，减少了施工过程中由不同专业间碰撞导致的工程变更，保证工程能按时完成。

实现方法流程：

模型整合→确定检测对象→设定检测规则→人工审核检测结果→生成检测报告

各步骤要点如下：

(1)各模型使用同一个标准的轴网，以保证不同专业的模型能准确对齐并整合；

(2)建模时应保证构件的命名和属性信息准确，并依据检测需要对构件进行适当的分类管理；

(3)依据需要设定检测规则，审查检查出的碰撞并合理分类，将责任落实到人，及时修改设计中的问题，最后根据需要生成检测报告。

基于BIM的施工进度管理，可直观展示工程建造过程，使进度计划编制更精确，减少进度优化的工作量；可实现实际进度与计划进度的实时直观对比，为分析实际进展情况、采取纠偏措施提供准确全面的决策依据；能发现施工中可能存在的问题，以做好事前控制，克服环境、人为等不利因素的影响。