深圳地铁9号线深化设计中BIM的应用及效果探讨
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会发现很 多 问 题，主 要 分 为 以 下 2 类： 第 1 类 为 风 管、桥架、水管 碰 撞 问 题； 第 2 类 为 管 线 与 建 筑 结 构 碰撞问题。
1） 在完成车站的整合模型，进行碰撞检查时发现 多处各专业管线之间的碰撞，举例如图 7 所示： 给水 管与风管产生了碰撞，利用 BIM 技术建模完成发现这
Discussion on Application and Effect of Building Information Modeling （ BIM） Technology in Design of Shenzhen Metro Line No． 9
JIANG Zongfa1 ，MAO Qiangshuo2 ，DU Feng1 ，ZHANG Li1
0 引言
随着我国社会的快速发展，城市化进程的推进，城 市地上空间已难以满足城市的发展需求［1］，正在加速 城市地下空间的开发利用。地铁工程作为交通建设中 的重点，其优势在于能充分利用地下空间。目前在国 内一二线城市，如北京、广州、上海、深圳等地区掀起了 兴建地铁的高潮。地铁工程的特点在于工程本身位于 地下且空间狭小，地铁的安装工程是要在这狭小的空 间内将各类管线、设备进行布局。管线及设备在设计 及施工安装过程中极易发生冲突碰撞，如何充分有效 利用地下空间成为最重要的探索方向。利用 BIM 技
（ 1． CSCEC AECOM Consultants Co．，Ltd．，Lanzhou 730000，Gansu，China； 2． China Construction South Investment Co．，Ltd．，Shenzhen 518000，Guangdong，China）
Abstract： The interface coordination and construction collision during the design and construction of conventional mechatronics and system mechatronics of Shenzhen Metro Line No． 9 by using the building information modeling（ BIM） technology are simulated and analyzed． The conclusions drawn are as follows： 1） The success of BIM application can be guaranteed by a standardized development design work procedure． 2） The collision of pipe lines can be reduced and the structure damage can be minimized by using BIM technology． 3） The synchronization between design and construction and the uniformity of every design profession can be achieved by using BIM technology． Keywords： Metro； building information modeling （ BIM ） ； development design； interface coordination； management mechanism
术对地下安装工程进行模拟成为探索的重要途径，对 各类管线设备进行提前预知安装空间情况，能避免安 装过程当中的管线碰撞。
在利用 BIM 技 术 进 行 探 索 研 究 方 面： 于 金 勇 等［2］研究了上 海 轨 道 交 通 11 号 线 石 龙 路 站 在 安 装 过 程 中 解 决 的 管 线 碰 撞 、设 备 房 优 化 等 问 题 ，并 从 设 备安装到运营维护各个阶段中得出 BIM 技术的应用 价值点。
图 6 车站机电整合模型 Fig． 6 Electromechanical model of Metro station
3） 经过反复发现问题、解决问题的过程，图纸中 存在的问题均得到一一解决，经深化设计人员自校后 完成最终模型并导出二维图纸。完成的图纸需经设计 监理、设计院审批确认后，设计院根据深化成果进行修 改施工图； 若未通过设计监理或设计院审批，则需按照 相关意见继续深化细化图纸。
434
隧道建设
第 36 卷
工 BIM 建模系统和基于 BIM 的 4D 施工项目管理系列 软件，从而形成一套工程施工 BIM 应用整体实施方案 并成功应用于国家体育场等十几个大型工程项目，验 证了其可行性和适用性，充分体现了 BIM 技术在工程 施工中的应用价值和广阔前景。
李勇［4］为实现 BIM 技术预测功能，采用可靠性理 论、概率方法理论，考虑施工过程及进度影响因素的不 确定性，分析了目标进度和预测进度的复杂关系，建立 了施工进度随机预测模型。
近几年来，随着地铁在全国各大城市兴建，BIM 的 应用得到了迅速的提升。在上海市建筑施工行业协会 发布的《2014 年度施工企业 BIM 技术应用现状发展报 告》中提到目前国内各大建筑工程企业应用 BIM 技术 及人才储备状况。深圳地区发布了《深圳市建筑工务 署 BIM 实施管理标准》，该标准通过分析目前我国基 本应用情况及国家发展信息技术的需求，对于目前建 设工程项目 BIM 技术的应用进行了统一的规范要求， 为达到 BIM 技术应用信息的平台资源共享及 BIM 技 术信息化基础的建设打下基础，并从中发掘出更多的 应用价值点。
1 工程概况
深圳地铁 9 号线（ 见图 1） 西起南山区红树湾站， 东至罗湖区文锦站，经过南山区、福田区、罗湖区。线 路全长约为 25． 38 km，共设 22 座车站，全部为地下车 站和线路。本项目机电安装工程涵盖轨道工程、常规 机电、装饰装修、通信系统、信号系统、供电系统、综合 监控系统、安防及门禁系统等多个专业。
张建平等［3］根据我国施工管理特点和实际需求， 提出了工程施工 BIM 应用的技术架构、系统流程和应 对措施，并将 BIM 与 4D 技术相结合，自主研发建筑施
收稿日期： 2015 － 09 － 20； 修回日期： 2016 － 01 － 20 第一作者简介： 蒋宗发（ 1989—） ，男，广西桂林人，2012 年毕业于河海大学，环境工程专业，本科，助理工程师，主要从事地铁施工项目管理工作。 E-mail： 491740795@ qq． com。
3 BIM 应用管理机制的建立
深圳地铁 9 号线工程深化设计工作，利用现有的 资源及组织架构，对本次深化设计工作 BIM 建模流程 规范化。深化设计工作流程见图 3。BIM 建模工作流 程见图 4。
第4 期
蒋宗发，等 ： 深圳地铁 9 号线深化设计中 BIM 的应用及效果探讨
435
会审会议讨论优化决策。将图纸会审会议中决策的设 计优化修改反映在车站整合模型中，经第 2 次碰撞分 析验证无误后，形成车站施工设计模型（ 见图 6） 。
目前在建设工程施工项目中将 BIM 技术应用于 管理相对较少，侧重运用于大型建设工程项目的三维 建模即施工模拟及安装工程管线碰撞检查［5 － 6］。而大 型项目 BIM 模型量大，需要严格有效的管理方法才能 确保 BIM 模型满足多专业、多人员有条不紊地协同工 作［7］。本文以深圳地铁 9 号 线 为 例，利 用 BIM 技 术 通过建立深化设计组织管理体系，对全线 18 个车站 及车辆段停 车 场 的 站 后 安 装 工 程 进 行 深 化 设 计，统 一对常规机 电、系 统 机 电 各 个 专 业 设 计 施 工 过 程 中 遇到的接口 协 调 及 碰 撞 等 问 题 进 行 模 拟 分 析，提 出 相 关 可 行 性 意 见 及 方 案 ，为 实 现 设 计 、施 工 一 体 化 提 供技术平台。
深圳地铁 9 号线深化设计中 BIM 的应用及效果探讨
蒋宗发1 ，毛强硕2 ，杜 峰1 ，张 立1
（ 1． 中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000； 2． 中建南方投资有限公司，广东 深圳 518000）
摘要： 以深圳地铁 9 号线为例，从组织开展深化设计工作并利用 BIM 技术对站后工程常规机电、系统机电各个专业设计施工过程
利用 BIM 技术实现不同专业设计之间的信息共
wenku.baidu.com
享，实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等［9］。用 于施工及管理实现动态、集成和可视化的施工管理并 实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成 本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模 拟［10 － 11］。BIM 技术涵盖的范围见图 2。
图 1 深圳地铁 9 号线工程线路示意图 Fig． 1 Alignment of Shenzhen Metro Line No． 9
2 BIM 技术简介
BIM 即 建 筑 信 息 模 型［8］ （ Building Information Modeling） 是以建筑工程项目的各项相关信息数据作 为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化、 协调性、模拟性、优化性和可出图性 5 个特点。利用三 维建模技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制 作出一个只存在于电脑里面的数字工程模型，然后通 过向这个模型中添加工程的所有相关信息，形成一个 工程信息数据库。
关键词： 地铁工程； 建筑信息模型（ BIM） ； 深化设计； 接口协调； 管理机制
DOI： 10． 3973 / j． issn． 1672 － 741X． 2016． 04． 010
中图分类号： U 45
文献标志码： A
文章编号： 1672 － 741X（ 2016） 04 － 0433 － 06
中遇到的接口协调及碰撞等问题进行模拟分析。主要得到以下经验总结： 1） 管理中规范深化设计的工作流程，保证了深化设计
BIM 工作的顺利开展； 2） 技术上利用 BIM 技术精细化管理各个专业，减少管线安装的碰撞及对结构的损害； 3） 接口协调方面，利
用 BIM 技术有序地安排各个专业施工，能保证设计与施工的同步以及各专业之间的统一协调性。
图 2 BIM 技术涵盖的范围 Fig． 2 Applicable scope of BIM technology
图 5 车站土建模型 Fig． 5 Model of Metro station
图 3 深化设计工作流程 Fig． 3 Working flowchart of development design
4） 在得到设计院提供最终的施工图后，各深化设 计人员进行详细阅图，对作图范围、图面表达、构件编 号等进行统一的规定，然后开始工作图的转化设计，以 BIM 检验标准作为阶段性成果的考核依据，确保深化 设计成果文件的质量。
4 BIM 应用解决的问题
4． 1 碰撞问题 在将各个专业的模型叠加进行碰撞分析时候，
1） 根据土建专业图纸完成初步土建模型（ 见图 5） ，之后根据土建施工完成后的结构实测数据对模型 进行修正，为后续的机电模型搭建工作打下基础。
2） 机电建模工作根据各专业图纸进行建模，在车 站土建模型内完成各专业设备、材料、管道的整合，形 成车站整合模型，并进行第 1 次管线碰撞分析，统计出 “差、错、漏、碰 ”等 问 题 的 错 误 清 单，确 认 并 提 交 图 纸
图 4 BIM 建模工作流程 Fig． 4 Flowchart for BIM
在拿到设计院提供的送审版图纸及设计资料后， 深化设计人员应熟悉设计内容，领会设计意图。组织 设计单位进行设计交底，对图纸表达不详尽或者不明 白的地方进行归纳整理，并及时向设计单位进行提交， 经设计答疑确认后，进行下一步深化工作。通过各方 面比选，本次深圳地 铁 9 号 线 采 用 Autodesk 公 司 的 Ｒevit 软件进行建模［12］。
1） 在完成车站的整合模型，进行碰撞检查时发现 多处各专业管线之间的碰撞，举例如图 7 所示： 给水 管与风管产生了碰撞，利用 BIM 技术建模完成发现这
Discussion on Application and Effect of Building Information Modeling （ BIM） Technology in Design of Shenzhen Metro Line No． 9
JIANG Zongfa1 ，MAO Qiangshuo2 ，DU Feng1 ，ZHANG Li1
0 引言
随着我国社会的快速发展，城市化进程的推进，城 市地上空间已难以满足城市的发展需求［1］，正在加速 城市地下空间的开发利用。地铁工程作为交通建设中 的重点，其优势在于能充分利用地下空间。目前在国 内一二线城市，如北京、广州、上海、深圳等地区掀起了 兴建地铁的高潮。地铁工程的特点在于工程本身位于 地下且空间狭小，地铁的安装工程是要在这狭小的空 间内将各类管线、设备进行布局。管线及设备在设计 及施工安装过程中极易发生冲突碰撞，如何充分有效 利用地下空间成为最重要的探索方向。利用 BIM 技
（ 1． CSCEC AECOM Consultants Co．，Ltd．，Lanzhou 730000，Gansu，China； 2． China Construction South Investment Co．，Ltd．，Shenzhen 518000，Guangdong，China）
Abstract： The interface coordination and construction collision during the design and construction of conventional mechatronics and system mechatronics of Shenzhen Metro Line No． 9 by using the building information modeling（ BIM） technology are simulated and analyzed． The conclusions drawn are as follows： 1） The success of BIM application can be guaranteed by a standardized development design work procedure． 2） The collision of pipe lines can be reduced and the structure damage can be minimized by using BIM technology． 3） The synchronization between design and construction and the uniformity of every design profession can be achieved by using BIM technology． Keywords： Metro； building information modeling （ BIM ） ； development design； interface coordination； management mechanism
术对地下安装工程进行模拟成为探索的重要途径，对 各类管线设备进行提前预知安装空间情况，能避免安 装过程当中的管线碰撞。
在利用 BIM 技 术 进 行 探 索 研 究 方 面： 于 金 勇 等［2］研究了上 海 轨 道 交 通 11 号 线 石 龙 路 站 在 安 装 过 程 中 解 决 的 管 线 碰 撞 、设 备 房 优 化 等 问 题 ，并 从 设 备安装到运营维护各个阶段中得出 BIM 技术的应用 价值点。
图 6 车站机电整合模型 Fig． 6 Electromechanical model of Metro station
3） 经过反复发现问题、解决问题的过程，图纸中 存在的问题均得到一一解决，经深化设计人员自校后 完成最终模型并导出二维图纸。完成的图纸需经设计 监理、设计院审批确认后，设计院根据深化成果进行修 改施工图； 若未通过设计监理或设计院审批，则需按照 相关意见继续深化细化图纸。
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隧道建设
第 36 卷
工 BIM 建模系统和基于 BIM 的 4D 施工项目管理系列 软件，从而形成一套工程施工 BIM 应用整体实施方案 并成功应用于国家体育场等十几个大型工程项目，验 证了其可行性和适用性，充分体现了 BIM 技术在工程 施工中的应用价值和广阔前景。
李勇［4］为实现 BIM 技术预测功能，采用可靠性理 论、概率方法理论，考虑施工过程及进度影响因素的不 确定性，分析了目标进度和预测进度的复杂关系，建立 了施工进度随机预测模型。
近几年来，随着地铁在全国各大城市兴建，BIM 的 应用得到了迅速的提升。在上海市建筑施工行业协会 发布的《2014 年度施工企业 BIM 技术应用现状发展报 告》中提到目前国内各大建筑工程企业应用 BIM 技术 及人才储备状况。深圳地区发布了《深圳市建筑工务 署 BIM 实施管理标准》，该标准通过分析目前我国基 本应用情况及国家发展信息技术的需求，对于目前建 设工程项目 BIM 技术的应用进行了统一的规范要求， 为达到 BIM 技术应用信息的平台资源共享及 BIM 技 术信息化基础的建设打下基础，并从中发掘出更多的 应用价值点。
1 工程概况
深圳地铁 9 号线（ 见图 1） 西起南山区红树湾站， 东至罗湖区文锦站，经过南山区、福田区、罗湖区。线 路全长约为 25． 38 km，共设 22 座车站，全部为地下车 站和线路。本项目机电安装工程涵盖轨道工程、常规 机电、装饰装修、通信系统、信号系统、供电系统、综合 监控系统、安防及门禁系统等多个专业。
张建平等［3］根据我国施工管理特点和实际需求， 提出了工程施工 BIM 应用的技术架构、系统流程和应 对措施，并将 BIM 与 4D 技术相结合，自主研发建筑施
收稿日期： 2015 － 09 － 20； 修回日期： 2016 － 01 － 20 第一作者简介： 蒋宗发（ 1989—） ，男，广西桂林人，2012 年毕业于河海大学，环境工程专业，本科，助理工程师，主要从事地铁施工项目管理工作。 E-mail： 491740795@ qq． com。
3 BIM 应用管理机制的建立
深圳地铁 9 号线工程深化设计工作，利用现有的 资源及组织架构，对本次深化设计工作 BIM 建模流程 规范化。深化设计工作流程见图 3。BIM 建模工作流 程见图 4。
第4 期
蒋宗发，等 ： 深圳地铁 9 号线深化设计中 BIM 的应用及效果探讨
435
会审会议讨论优化决策。将图纸会审会议中决策的设 计优化修改反映在车站整合模型中，经第 2 次碰撞分 析验证无误后，形成车站施工设计模型（ 见图 6） 。
目前在建设工程施工项目中将 BIM 技术应用于 管理相对较少，侧重运用于大型建设工程项目的三维 建模即施工模拟及安装工程管线碰撞检查［5 － 6］。而大 型项目 BIM 模型量大，需要严格有效的管理方法才能 确保 BIM 模型满足多专业、多人员有条不紊地协同工 作［7］。本文以深圳地铁 9 号 线 为 例，利 用 BIM 技 术 通过建立深化设计组织管理体系，对全线 18 个车站 及车辆段停 车 场 的 站 后 安 装 工 程 进 行 深 化 设 计，统 一对常规机 电、系 统 机 电 各 个 专 业 设 计 施 工 过 程 中 遇到的接口 协 调 及 碰 撞 等 问 题 进 行 模 拟 分 析，提 出 相 关 可 行 性 意 见 及 方 案 ，为 实 现 设 计 、施 工 一 体 化 提 供技术平台。
深圳地铁 9 号线深化设计中 BIM 的应用及效果探讨
蒋宗发1 ，毛强硕2 ，杜 峰1 ，张 立1
（ 1． 中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000； 2． 中建南方投资有限公司，广东 深圳 518000）
摘要： 以深圳地铁 9 号线为例，从组织开展深化设计工作并利用 BIM 技术对站后工程常规机电、系统机电各个专业设计施工过程
利用 BIM 技术实现不同专业设计之间的信息共
wenku.baidu.com
享，实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等［9］。用 于施工及管理实现动态、集成和可视化的施工管理并 实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成 本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模 拟［10 － 11］。BIM 技术涵盖的范围见图 2。
图 1 深圳地铁 9 号线工程线路示意图 Fig． 1 Alignment of Shenzhen Metro Line No． 9
2 BIM 技术简介
BIM 即 建 筑 信 息 模 型［8］ （ Building Information Modeling） 是以建筑工程项目的各项相关信息数据作 为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化、 协调性、模拟性、优化性和可出图性 5 个特点。利用三 维建模技术，把整个工程的三维数字模型建造出来，制 作出一个只存在于电脑里面的数字工程模型，然后通 过向这个模型中添加工程的所有相关信息，形成一个 工程信息数据库。
关键词： 地铁工程； 建筑信息模型（ BIM） ； 深化设计； 接口协调； 管理机制
DOI： 10． 3973 / j． issn． 1672 － 741X． 2016． 04． 010
中图分类号： U 45
文献标志码： A
文章编号： 1672 － 741X（ 2016） 04 － 0433 － 06
中遇到的接口协调及碰撞等问题进行模拟分析。主要得到以下经验总结： 1） 管理中规范深化设计的工作流程，保证了深化设计
BIM 工作的顺利开展； 2） 技术上利用 BIM 技术精细化管理各个专业，减少管线安装的碰撞及对结构的损害； 3） 接口协调方面，利
用 BIM 技术有序地安排各个专业施工，能保证设计与施工的同步以及各专业之间的统一协调性。
图 2 BIM 技术涵盖的范围 Fig． 2 Applicable scope of BIM technology
图 5 车站土建模型 Fig． 5 Model of Metro station
图 3 深化设计工作流程 Fig． 3 Working flowchart of development design
4） 在得到设计院提供最终的施工图后，各深化设 计人员进行详细阅图，对作图范围、图面表达、构件编 号等进行统一的规定，然后开始工作图的转化设计，以 BIM 检验标准作为阶段性成果的考核依据，确保深化 设计成果文件的质量。
4 BIM 应用解决的问题
4． 1 碰撞问题 在将各个专业的模型叠加进行碰撞分析时候，
1） 根据土建专业图纸完成初步土建模型（ 见图 5） ，之后根据土建施工完成后的结构实测数据对模型 进行修正，为后续的机电模型搭建工作打下基础。
2） 机电建模工作根据各专业图纸进行建模，在车 站土建模型内完成各专业设备、材料、管道的整合，形 成车站整合模型，并进行第 1 次管线碰撞分析，统计出 “差、错、漏、碰 ”等 问 题 的 错 误 清 单，确 认 并 提 交 图 纸
图 4 BIM 建模工作流程 Fig． 4 Flowchart for BIM
在拿到设计院提供的送审版图纸及设计资料后， 深化设计人员应熟悉设计内容，领会设计意图。组织 设计单位进行设计交底，对图纸表达不详尽或者不明 白的地方进行归纳整理，并及时向设计单位进行提交， 经设计答疑确认后，进行下一步深化工作。通过各方 面比选，本次深圳地 铁 9 号 线 采 用 Autodesk 公 司 的 Ｒevit 软件进行建模［12］。