基于BIM技术对地铁车站机电安装与装修工程监理工作的探讨
王忠诚
【摘 要】地铁车站机电安装与装修工程涉及的专业多，空间有限，功能分区严格，监理协调工作繁重，面对这样大协调量的工程项目，迫切需要新的技术帮助监理提高工作效率。随着BIM技术的广泛使用，利用BIM技术可对地铁车站机电安装与装修施工阶段的质量、进度、成本以及安全文明施工進行有效控制。论文以广州市轨道交通六号线二期机电安装与装修工程项目为例，详细介绍施工阶段BIM技术的应用，并从三个方面改善了监理的工作效率，首先是根据数据指导行为，其次是工程信息扁平化，提高信息共享和传递效率，同时从监理的工作方式方面也有较多改善，最后总结了当前的BIM技术应用需要提高的几个方面。
【Abstract】The subway station electrical installation and decoration engineering related many specialties， the space is limited， the function zoning is strict， and the supervision coordination work is heavy. Faced with such a large amount of coordination projects， there is an urgent need for new technologies to help supervisors improve work efficiency. With the widespread use of BIM technology， the BIM technology can effectively control the quality， schedule， cost and safety and civilized construction of the electromechanical installation and decoration stage of metro stations. This paper takes the two stage of Guangzhou rail transit No. six electrical and mechanical installation and decoration project as an example， introduces the application of BIM technology in construction stage， the technology improves the efficiency of supervision in three aspects. The first is based on the data to guide behavior. Secondly， the engineering information is flat， so as to improve the efficiency of information sharing and transmission. At the same time， there are more improvements in the way of supervision work. Finally，several aspects of the current BIM technology applications need to be improved are summarized.
【关键词】BIM技术；地铁车站；机电安装；装修工程
【Keywords】 BIM technology； metro station； electrical and mechanical installation； decoration works
【中图分类号】U231；TU17 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）07-0175-04
1 利用数据指导行为——Information是BIM技术的核心
监理单位，作为各参建单位信息交流的纽带，要求我们对所需要的数据进行收集、分析、处理，让数据关联起来，为我们决策提供支持，利用数据指导行为。无论在设计阶段，还是在施工阶段，基于BIM模型的数据分析对于工程建设都十分重要。
BIM技术目前在国内发展很迅速，应用案例也越来越多，对BIM的理解也很多样，但大部分都将重点落在模型的可视化方面，基于模型信息的探索较为浅显。如何基于模型信息，进行工程项目的管理是监理工作的重点。
B-Building，是范围；M-Model，是载体；而I-Information才是核心。借助数字化模型及其附加的信息，实现建设项目设计、施工、运营的精细、高效管理。在基于BIM的信息管理模式下，工程信息能够具有连续性和完整性。
将传统的碎片化、孤岛化分段式管理转化为全寿命的信息化管理和精细化管理。通过BIM模型技术的全寿命周期应用及严谨的数据分析，解决信息碎片、信息孤岛等问题。
在设计阶段，通过BIM技术应用，为设计单位提高设计质量，实现设计的无错化、少错化。以现场精确测量数据及设计参数为基础，通过机电系统工程全专业（含土建结构）BIM建模及相对成熟的管线碰撞检测（硬碰撞检查）、漫游（逻辑碰撞检查）等功能，在实际施工开展前，对设计图纸进行纠偏、纠错及优化。将相关的设计需求、规范集中反映在模型构件中，使模型成为图纸（虚拟）向工程实体（现实）过渡的中间产物，其中大量的工程实体信息是关键。
在施工阶段，为施工单位优化施工组织并节约成本。模型作为工程项目信息的载体，要求应用BIM技术的各施工行为都应该以模型为核心展开，施工所需的信息从模型中来，施工所得的信息到模型中去。在实际施工行为中，模型应该与图纸具备同样的指导施工的参考价值。因此，运用BIM技术先要建立“标准施工工艺节点模型族库”，将各专业的施工工艺节点大样进行三维建模，与其他工程模型构件整合在一起，用于指导施工，最终实现“所见即所得”的效果，其中大量的信息审核是关键。
以计划进度与实际进度对比分析为例，利用Navisworks记录实际进度计划，在每周的监理例会中进行实际进度与计划进度对比分析，根据模型统计出延时工程量，合理安排各专业工程队的部署，及时调整交叉施工部位，提高计划进度的达标率。
2 工程信息扁平化——信息協调同步
基于上述机电系统工程的信息数据汇聚，虽然在责权利层面上，业主、监理、施工单位各方角色没有变化，但传统方式上的业主—监理—施工三级信息报送以及指令传递的方式发生了根本的颠覆，进化为扁平化的管理模式。各方的工程管理决策都是依据相同的数据信息做出的，同时相关的管理指令也可以实现实时的全局或定向传送，大大减少了传统方式下的耗时和误差。
应用BIM技术后，在开工前，由车站地盘管理监理负责组织各相关承包商，将所有车站内的作业计划融合并统筹安排，通过模拟施工优化后形成车站内作业总体施工计划；轨行区由轨道监理组织各相关方形成轨行区作业总体施工计划。施工计划中包括各项施工作业的前置条件及相互间的逻辑关系。
施工过程中，每周的监理例会则再次模拟该周的作业计划，同时系统自动判断各项施工条件是否满足，确定周施工计划，各承包商则严格按照周计划，通过系统派工的形式开展作业。
3 基于BIM技术的作业方式
3.1 虚拟模型到工程实体
①临时施工用水、临时施工用电及临边和孔洞的防护规划和设置。利用BIM模型找出最优路径，设置车站内临时施工用水、消防设施和施工用电的方案，做到配置合理，一次设置到位，减少拆改。监理方应组织相关单位进行临水、临电、站内消防设施的BIM模型方案审核，保证方案的可实施性。
②施工场地的总体规划和布置。利用BIM模型做好车
站内、外各个施工区域的规划，以及大型设备运输的路径规划。
③可视化施工交底。由于机电安装的工艺、工法很多，为了施工标准化，需按照设计图纸要求制订明确各个专业
施工的工艺、工法，明确验收标准，并将各个专业的工艺、工法利用BIM制作技术交底视频，既可以利用对工人进行技术和安全交底，又有利于监理人员对各专业完成工作的质量掌控。
④测量与放线审查
测量放线定位是施工阶段质量控制的一个重点，各种管线放线定位要与BIM模型进行核对，确保各种管线、设备的位置、标高、轴线与BIM模型一致。
3.2 提高工厂化制造比例——装配式施工
利用BIM模型对各个专业的原材料对各种管道、桥架、支吊架等按标准件和非标准件进行编号，对其进行场外或工厂化加工，例如空调管道，水管、电缆桥架以及各种支吊架等等。工厂化加工可利用BIM模型录入材料及几何尺寸等相关信息，严格安装设计和规范的要求进行加工，既能保证加工的品质统一，又能节省原材料的损耗降低施工成本。对加工完成的半成品采用二维码进行管理，二维码包含半成品的几何尺寸，原材料信息和安装的部位编码等，通过扫描二维码就可以查验各种半成品的质量。利用已建立的BIM模型，将各种零配件的3D模型、几何尺寸和三维视频交底提供给生产厂家，由厂家进行工厂化制造。
工厂化加工的比例得到了提升，同时施工现场可以实现装配式施工，进一步改善了现场文明施工的程度，逐步提高绿色施工的比例。
3.3 图纸会审方法改变——BIM模型的建立和审核
由施工单位根据图纸，在以建模标准为前提的情况下，完成模型的初步建立。通过模型的可视化特点，以及软件的漫游功能，完成图纸的会审。在模型的建立和各专业模型的合并过程中，不断发现图纸中存在的问题，提高了图纸会审的效率。
在模型检查过程中，分阶段不断深化模型，逐步提高模型的精细程度，最终符合施工的要求。
①确定线路坐标基点、轴网、测量点。
②按专业独立采用Revit软件进行建模然后合模
收集各专业电子版图纸，以电子版图纸为建模依据，导入Revit软件作为底图，进行建模工作。 由于地铁车站机电安装施工跨专业较多的特点，跨专业合模更为重要，合模可以促进不同施工单位之间相互沟通，提前解决各专业接口之间的碰撞问题。根据模型可以提高沟通效率，实现信息的共享。
③建模流程（图3）。
④模型碰撞检测——施工管线优化，净空分析
根据建模标准，对机电先分专业建模，再进行合模，通过Naviswork软件进行碰撞检查，再根据碰撞图组织图纸会审，设计同意后进行修模和优化，避免了因管线冲突引起的
设计变更和返工，从而降低项目的投资。由于地铁车站机电安装施工跨专业较多的特点，跨专业合模更为重要，合模可以促进不同施工单位之间相互沟通，提前解决各专业接口之间的碰撞问题。根据模型可以提高沟通效率，实现信息的共享。
⑤分段和支吊架设置
规范和设计文件对各种管线按实际尺寸进行分段并进行综合支吊架的配置。站厅层3-6轴，TX线槽（200*100、300*100）安排放在最底层，与消防水管、PF200*200、XF200*200同一层，遇到风管分支自行爬弯。
对应支架1、2修改：PF200*200向南侧平移250mm（注：支架1、2其他层标高可能重新调整）
⑥管线和设备用房的综合优化
对管线进行综合优化，对各个设备房的布置和布局进行优化，做到既满足规范和设计要求又美观、适用，并要考虑设备维修、维护的空间。（图5、图6、图7）
4 结合BIM技术的工程监理工作，在应用过程中存在的困难
①由于目前的技术限制，导致我们的一些应用设想不能按预期实施，如：目前市场主流软件暂不支持针对模型构件的逻辑规则检查。都只能检测空间上碰撞，对于逻辑规则的检测还只能靠人工。
②传统管理模式及流程的更新和优化。由于管理模式和流程的变化，需要对管理制度及工作流程进行全面的重新梳理及建立新的制度及流程，工作量极其庞大。新的管理模式及工作流程要想顺利推行，需各参与方共同转变观念，这也是一个长期持续的阶段。
建筑行业即将迎来一场变革，BIM技术能解决建筑业大数据的构建、计算和管理，采用BIM技术，可以解决远程协同、共享和更多的技术应用和管理应用。
在工程管理应用实践过程中，BIM技术对于监理工作人员的管理水平和效率都有一定的提高，并取得了质量提升、安全可控，责任可追溯、变更减少、人员精简、工期缩短、控制投资等显著效果。希望在接下来的实践工作中，能够发挥好新技术的优势，提高工程监理的质量。
【摘 要】地铁车站机电安装与装修工程涉及的专业多，空间有限，功能分区严格，监理协调工作繁重，面对这样大协调量的工程项目，迫切需要新的技术帮助监理提高工作效率。随着BIM技术的广泛使用，利用BIM技术可对地铁车站机电安装与装修施工阶段的质量、进度、成本以及安全文明施工進行有效控制。论文以广州市轨道交通六号线二期机电安装与装修工程项目为例，详细介绍施工阶段BIM技术的应用，并从三个方面改善了监理的工作效率，首先是根据数据指导行为，其次是工程信息扁平化，提高信息共享和传递效率，同时从监理的工作方式方面也有较多改善，最后总结了当前的BIM技术应用需要提高的几个方面。
【Abstract】The subway station electrical installation and decoration engineering related many specialties， the space is limited， the function zoning is strict， and the supervision coordination work is heavy. Faced with such a large amount of coordination projects， there is an urgent need for new technologies to help supervisors improve work efficiency. With the widespread use of BIM technology， the BIM technology can effectively control the quality， schedule， cost and safety and civilized construction of the electromechanical installation and decoration stage of metro stations. This paper takes the two stage of Guangzhou rail transit No. six electrical and mechanical installation and decoration project as an example， introduces the application of BIM technology in construction stage， the technology improves the efficiency of supervision in three aspects. The first is based on the data to guide behavior. Secondly， the engineering information is flat， so as to improve the efficiency of information sharing and transmission. At the same time， there are more improvements in the way of supervision work. Finally，several aspects of the current BIM technology applications need to be improved are summarized.
【关键词】BIM技术；地铁车站；机电安装；装修工程
【Keywords】 BIM technology； metro station； electrical and mechanical installation； decoration works
【中图分类号】U231；TU17 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）07-0175-04
1 利用数据指导行为——Information是BIM技术的核心
监理单位，作为各参建单位信息交流的纽带，要求我们对所需要的数据进行收集、分析、处理，让数据关联起来，为我们决策提供支持，利用数据指导行为。无论在设计阶段，还是在施工阶段，基于BIM模型的数据分析对于工程建设都十分重要。
BIM技术目前在国内发展很迅速，应用案例也越来越多，对BIM的理解也很多样，但大部分都将重点落在模型的可视化方面，基于模型信息的探索较为浅显。如何基于模型信息，进行工程项目的管理是监理工作的重点。
B-Building，是范围；M-Model，是载体；而I-Information才是核心。借助数字化模型及其附加的信息，实现建设项目设计、施工、运营的精细、高效管理。在基于BIM的信息管理模式下，工程信息能够具有连续性和完整性。
将传统的碎片化、孤岛化分段式管理转化为全寿命的信息化管理和精细化管理。通过BIM模型技术的全寿命周期应用及严谨的数据分析，解决信息碎片、信息孤岛等问题。
在设计阶段，通过BIM技术应用，为设计单位提高设计质量，实现设计的无错化、少错化。以现场精确测量数据及设计参数为基础，通过机电系统工程全专业（含土建结构）BIM建模及相对成熟的管线碰撞检测（硬碰撞检查）、漫游（逻辑碰撞检查）等功能，在实际施工开展前，对设计图纸进行纠偏、纠错及优化。将相关的设计需求、规范集中反映在模型构件中，使模型成为图纸（虚拟）向工程实体（现实）过渡的中间产物，其中大量的工程实体信息是关键。
在施工阶段，为施工单位优化施工组织并节约成本。模型作为工程项目信息的载体，要求应用BIM技术的各施工行为都应该以模型为核心展开，施工所需的信息从模型中来，施工所得的信息到模型中去。在实际施工行为中，模型应该与图纸具备同样的指导施工的参考价值。因此，运用BIM技术先要建立“标准施工工艺节点模型族库”，将各专业的施工工艺节点大样进行三维建模，与其他工程模型构件整合在一起，用于指导施工，最终实现“所见即所得”的效果，其中大量的信息审核是关键。
以计划进度与实际进度对比分析为例，利用Navisworks记录实际进度计划，在每周的监理例会中进行实际进度与计划进度对比分析，根据模型统计出延时工程量，合理安排各专业工程队的部署，及时调整交叉施工部位，提高计划进度的达标率。
2 工程信息扁平化——信息協调同步
基于上述机电系统工程的信息数据汇聚，虽然在责权利层面上，业主、监理、施工单位各方角色没有变化，但传统方式上的业主—监理—施工三级信息报送以及指令传递的方式发生了根本的颠覆，进化为扁平化的管理模式。各方的工程管理决策都是依据相同的数据信息做出的，同时相关的管理指令也可以实现实时的全局或定向传送，大大减少了传统方式下的耗时和误差。
应用BIM技术后，在开工前，由车站地盘管理监理负责组织各相关承包商，将所有车站内的作业计划融合并统筹安排，通过模拟施工优化后形成车站内作业总体施工计划；轨行区由轨道监理组织各相关方形成轨行区作业总体施工计划。施工计划中包括各项施工作业的前置条件及相互间的逻辑关系。
施工过程中，每周的监理例会则再次模拟该周的作业计划，同时系统自动判断各项施工条件是否满足，确定周施工计划，各承包商则严格按照周计划，通过系统派工的形式开展作业。
3 基于BIM技术的作业方式
3.1 虚拟模型到工程实体
①临时施工用水、临时施工用电及临边和孔洞的防护规划和设置。利用BIM模型找出最优路径，设置车站内临时施工用水、消防设施和施工用电的方案，做到配置合理，一次设置到位，减少拆改。监理方应组织相关单位进行临水、临电、站内消防设施的BIM模型方案审核，保证方案的可实施性。
②施工场地的总体规划和布置。利用BIM模型做好车
站内、外各个施工区域的规划，以及大型设备运输的路径规划。
③可视化施工交底。由于机电安装的工艺、工法很多，为了施工标准化，需按照设计图纸要求制订明确各个专业
施工的工艺、工法，明确验收标准，并将各个专业的工艺、工法利用BIM制作技术交底视频，既可以利用对工人进行技术和安全交底，又有利于监理人员对各专业完成工作的质量掌控。
④测量与放线审查
测量放线定位是施工阶段质量控制的一个重点，各种管线放线定位要与BIM模型进行核对，确保各种管线、设备的位置、标高、轴线与BIM模型一致。
3.2 提高工厂化制造比例——装配式施工
利用BIM模型对各个专业的原材料对各种管道、桥架、支吊架等按标准件和非标准件进行编号，对其进行场外或工厂化加工，例如空调管道，水管、电缆桥架以及各种支吊架等等。工厂化加工可利用BIM模型录入材料及几何尺寸等相关信息，严格安装设计和规范的要求进行加工，既能保证加工的品质统一，又能节省原材料的损耗降低施工成本。对加工完成的半成品采用二维码进行管理，二维码包含半成品的几何尺寸，原材料信息和安装的部位编码等，通过扫描二维码就可以查验各种半成品的质量。利用已建立的BIM模型，将各种零配件的3D模型、几何尺寸和三维视频交底提供给生产厂家，由厂家进行工厂化制造。
工厂化加工的比例得到了提升，同时施工现场可以实现装配式施工，进一步改善了现场文明施工的程度，逐步提高绿色施工的比例。
3.3 图纸会审方法改变——BIM模型的建立和审核
由施工单位根据图纸，在以建模标准为前提的情况下，完成模型的初步建立。通过模型的可视化特点，以及软件的漫游功能，完成图纸的会审。在模型的建立和各专业模型的合并过程中，不断发现图纸中存在的问题，提高了图纸会审的效率。
在模型检查过程中，分阶段不断深化模型，逐步提高模型的精细程度，最终符合施工的要求。
①确定线路坐标基点、轴网、测量点。
②按专业独立采用Revit软件进行建模然后合模
收集各专业电子版图纸，以电子版图纸为建模依据，导入Revit软件作为底图，进行建模工作。 由于地铁车站机电安装施工跨专业较多的特点，跨专业合模更为重要，合模可以促进不同施工单位之间相互沟通，提前解决各专业接口之间的碰撞问题。根据模型可以提高沟通效率，实现信息的共享。
③建模流程（图3）。
④模型碰撞检测——施工管线优化，净空分析
根据建模标准，对机电先分专业建模，再进行合模，通过Naviswork软件进行碰撞检查，再根据碰撞图组织图纸会审，设计同意后进行修模和优化，避免了因管线冲突引起的
设计变更和返工，从而降低项目的投资。由于地铁车站机电安装施工跨专业较多的特点，跨专业合模更为重要，合模可以促进不同施工单位之间相互沟通，提前解决各专业接口之间的碰撞问题。根据模型可以提高沟通效率，实现信息的共享。
⑤分段和支吊架设置
规范和设计文件对各种管线按实际尺寸进行分段并进行综合支吊架的配置。站厅层3-6轴，TX线槽（200*100、300*100）安排放在最底层，与消防水管、PF200*200、XF200*200同一层，遇到风管分支自行爬弯。
对应支架1、2修改：PF200*200向南侧平移250mm（注：支架1、2其他层标高可能重新调整）
⑥管线和设备用房的综合优化
对管线进行综合优化，对各个设备房的布置和布局进行优化，做到既满足规范和设计要求又美观、适用，并要考虑设备维修、维护的空间。（图5、图6、图7）
4 结合BIM技术的工程监理工作，在应用过程中存在的困难
①由于目前的技术限制，导致我们的一些应用设想不能按预期实施，如：目前市场主流软件暂不支持针对模型构件的逻辑规则检查。都只能检测空间上碰撞，对于逻辑规则的检测还只能靠人工。
②传统管理模式及流程的更新和优化。由于管理模式和流程的变化，需要对管理制度及工作流程进行全面的重新梳理及建立新的制度及流程，工作量极其庞大。新的管理模式及工作流程要想顺利推行，需各参与方共同转变观念，这也是一个长期持续的阶段。
建筑行业即将迎来一场变革，BIM技术能解决建筑业大数据的构建、计算和管理，采用BIM技术，可以解决远程协同、共享和更多的技术应用和管理应用。
在工程管理应用实践过程中，BIM技术对于监理工作人员的管理水平和效率都有一定的提高，并取得了质量提升、安全可控，责任可追溯、变更减少、人员精简、工期缩短、控制投资等显著效果。希望在接下来的实践工作中，能够发挥好新技术的优势，提高工程监理的质量。
