地铁风水电安装碰撞检测中BIM技术的应用

地铁风水电安装碰撞检测中BIM技术的应用
摘要：为了解决地铁施工中新建管道与原有管道发生碰撞的问题，引入BIM技
术将传统的二维设计转化为三维设计，使管道能够直观的观察和方便的分析。

以
我们刚施工完成的轨道交通13号线为例,介绍了应用程序的BIM技术通风和空调、供水、排水、电力照明三个系统工程中的应用,并进行碰撞检测,结果表明,BIM技
术可以有效地解决这一问题的新行和原来的管道碰撞,不仅提高地铁建设的质量,
并节省成本。

关键词：地铁车站；BIM；碰撞检测
一、工程概况
上海轨道交通 13 号线（长清路站-张江路）13（2）.202 标长清路站、成山路
站装修及风水电安装工程。

以长清路站为例，其位于浦东新区长清路、耀华路交叉口南侧、长清路东侧
的长青公园下，车站长 153m（内净），宽 19.6m（内净）。

为地下三层 12m 岛
式车站。

具体涉及到的施工技术有消防技术、给排水施工技术、设备安装技术、
通风技术以及采暖技术等。

二、BIM技术在风水电安装工程中的应用
通风空调系统、动力照明系统以及给排水系统的BIM模型应用Revit MEP进行构建，在构建模型的过程中，注意要区分不同专业的相关系统。

除了风水电三
个领域，其余领域在进行碰撞试验前，必须建立结构图以及各系统专业图纸，保
证BIM模型更为有效的体现真实情况的同时，更是为了方便对结构和管线时间进
行碰撞检测。

在实际施工过程中，负责数据分析的工作人员必须通过Revit MEP构件各类
管线、风机以及空调设备等信息，经过认真分析核对后，在应用相关软件对管线
结构进行充分的综合性分析，最终完成BIM地铁车站站模型的建立。

应用相关软
件中的数据统计工具对管线之间的容差值进行精准的计算，充分考虑保温层厚度
以及管线的操作空间。

应用BIM模型对各专业系统、车站建筑、风水电专业进行
碰撞分析，分析结果显示，该车站原始图存在1000余处碰撞点。

将已经完成施工和结构中存在的碰撞点，需要适当修整土建信息，认真完成
碰撞点的核对。

通过相关分析和统计发现，大部分的碰撞点是喷淋系统管道和其
他管线发生碰撞，为了防止这类冲突，可以对喷淋系统管道的标高进行适当调整。

经过合理的设计和沟通，在消防允许的范围内，适当调整了喷淋系统的相关管线，碰撞检测结果显示，冲突有减小趋势。

1、通风空调系统
该工程涉及到的通风系统主要有：车站公共区域内通风空调以及排烟系统，
设备管理区的通风空调以及排烟系统。

图1为站厅层大轴端系统轴西侧碰撞冲突，通过对图1进行分析发现，左侧桥架和风管存在碰撞，可以适当调整桥架标高避
免此类冲突。

如果桥架标高已经处于标高的极限位置，不能继续调整，那么可以
通过调整桥架结构进行完成。

防止重新拆掉风管后返工的现象，因为如果桥架标
高得不到有效调整，就可能会造成风管完成施工后，桥架无法施工的现象。

右侧
桥架和下翻梁也存在十分严重的冲突现象，下翻梁在结构上不允许存在开孔，可
以通过设置下滑破的方式进行调整，可以有效防止先安装桥架之间，最终发现桥
架不能安装，再将桥架之间拆除的现象发生。

图1 站厅层大轴端系统轴西侧碰撞冲突
图2消防管和排风管的碰撞，通过对图2模型进行分析可以显现，消防管和
排风管发生了严重的碰撞现象。

为了避开冲突，在消防管遇到排风管之前，对消
防管标高进行适当调整。

通过模型分析发现存在这类问题，在图纸上对该类问题
的位置和解决方法进行表示，在实际施工中，可以有效避免这类冲突的发生。

图2 消防管和排风管的碰撞
图3为排风管和电缆桥架的碰撞，通过对图3进行分析发现，桥架和风管发
生了一定程度的碰撞。

为了防止这类碰撞的发生，将风管在和桥架接触前，将其
标高降低200mm。

通过模型发现这类问题，在图纸上对该类问题的位置和解决办法进行标识，同时通知相关施工人员，可以有效防止桥架和风管发生冲突，不仅
节省了物料和人工，同时降低了返工的可能性。

图3 排风管和电缆桥架的碰撞
2、给排水系统
给排水系统由两部分组成，分别是消防水系统和给排水系统。

给水系统主要
包含生产用水、循环用水以及生活用水；其中冷却循环用水的设备为冷却水泵，
主要是空调制冷循环水系统，循环水经过冷却水达到降温的目的。

排水系统主要
包含以下系统：污水系统、雨水系统以及废水系统。

图4为站厅层大轴端系统轴
东侧碰撞冲突，通过对图4的模型分析发现，桥架和水管存在一定的碰撞现象，
弱电桥架和右侧的消防水管也存在较明显的冲突。

如果先进行桥架施工，水管的
位置就必须移动，为了防止这类冲突出现，可以对消防水管的位置进行调整。

图4 站厅层大轴端系统轴东侧碰撞冲突
3、动力照明系统
动力照明系统主要的碰撞点为电缆桥架与其它系统管线的冲突，由于部分公
共区及设备区的电缆桥架宽度较大，占用空间较大，导致其它管线无法正常穿越，因此对其安装位置也许重点控制。

4、碰撞结果
通过对检测结果分析发现，主要的碰撞点数量为100多个，其中19处冲突必须上报设计单位，对管线进行优化完善后方可进行修改。

经过BIM碰撞检测，对不同的碰撞点进行分析，合理对管线进行优化和调整，为了防止碰撞冲突发生，可以综合优化和完善不同专业的标高、桥架结构以及风
管规格。

在实际施工过程中，通过对施工记录进行分析发现，BIM碰撞检测的应用，大幅度降低了各专业因为施工不同步造成的摩擦，有效防止了安装后出现返
工的现象，大大提高了施工效率，经济效益提高30%左右。

三、碰撞检测中应用BIM技术结论
BIM技术在地铁站施工设计中的应用，有效解决了碰撞冲突的发生。

1、施工初期在应用BIM技术对机电安装碰撞进行检测的过程中，完成碰撞
试验后，一般通过肉眼对碰撞进行观测，应用BIM技术对碰撞进行检测，存在的
主要优势是可以有效的检测出硬性碰撞，对于桥架和管线桥架之间的碰撞检测效
果十分明显。

工期延误的主要原因就是施工过程中遇到了硬性碰撞。

所以，BIM
技术的应用可以有效提高施工效率，保证施工在工期内完成。

2、在对地铁进行实际施工过程中，需要对机电的安装过程进行实时跟踪，着重关注设备区过道、车站走廊区域的综合施工情况，因为这类区域通常在表面没
有问题存在，但是在实际施工过程中常常因为管线设备不准确造成施工困难的情
况发生。

3、BIM技术不仅可以发现硬性碰撞，还可以对软性碰撞进行检测和分析。

一
般来说，运营单位后期整改的主要原因来源于软性碰撞。

工程一旦存在软性碰撞，肯定会造成返工现象频繁发生，工期严重拖后，费用大幅度提升。

结束语
综上所述，在地铁安装工程中引入BIM技术，不仅可以提高项目的经济效益，还可以显著提高施工人员的技术水平。

通过对BIM技术应用结果的分析，发现BIM技术是一个从二维建筑思维向多维建筑思维转变的过程，是建筑领域发展的
主要发现。

BIM技术的应用不仅可以通过三维环境观察每一个施工过程，还可以
有效地监测各种专业系统的管道碰撞情况。

此外，BIM技术还可以计算实际工程量，对项目进度进行有效的模型，监控整个项目的施工质量。

总之，BIM技术在
地铁施工领域的引入和应用，极大地提高了地铁施工质量，值得广泛推广和应用。

参考文献
[1]庄宁.BIM技术在地铁机电安装施工中的应用[J].设备管理与维修，2018，（15）：129-130.
[2]张禄.基于BIM技术的地铁风水电安装碰撞检测[J].铁道建筑技术，2014，（09）：93-95.。