西安地鐵5號線1期工程西起和平村，東至紡織城火車站，大致呈東西走向，全長25.24km，其中地下線24.04km、高架線1.05km、地面線0.15km。共設置20座車站，全線共設2座主變電站，分別位于和平村站和岳家寨站。工程計劃2014年下半年開工，2018年建成運營。

土建設計5標段位于全線東部，包含2站4區(qū)間，即太乙路站、興慶路站、李家村站—太乙路站區(qū)間、太乙路站—興慶路站區(qū)間、興慶路站—青龍寺站區(qū)間、青龍寺站—岳家寨站區(qū)間。

采用BIM技術(shù)的原因

(1)西安地鐵5號線土建設計五標段項目規(guī)模大。穿越黃土濕陷性地質(zhì)結(jié)構(gòu)，區(qū)間設計隧道穿越西安主城區(qū)3條地裂縫(f6、f7、f8)。

(2)剖面不規(guī)則施工圖。為了提高抗地裂縫等級，區(qū)間隧道大斷面不規(guī)則設計及面積計算。

(3)線路沿線涉及產(chǎn)權(quán)單位多。項目穿越主城區(qū)，沿線途經(jīng)西安鐵路局、中鐵一院辦公大樓、航天711所等科研單位產(chǎn)權(quán)范圍，產(chǎn)權(quán)單位協(xié)調(diào)難度很大，必須做到有理、有據(jù)才可開展相關設計工作。

(4)機電專業(yè)管線系統(tǒng)數(shù)量多。管線綜合布置繁瑣，專業(yè)內(nèi)及專業(yè)協(xié)調(diào)交流頻繁。亟需一種多專業(yè)綜合驗證技術(shù)，保證各分部工作都合理、合規(guī)展開。

建立方案決策平臺

引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將二者結(jié)合起來，增強BIM模型的互動性和二次利用價值，此項功能主要是為了顯示對比重點風險源，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)、報表、現(xiàn)場采集的圖片，與BIM模型聯(lián)接，形成一個體系、縱覽全局的決策平臺。

多方案施工綜合管線對比

BIM綜合地形模型建立后，結(jié)合程序自動生成周邊次重點模型，匯聚到綜合決策平臺上，形成完整的地形地貌系統(tǒng)和管線改遷系統(tǒng)，實現(xiàn)多方案的對比。如太乙路車站出入口A方案與B方案的選擇，若無三維圖形對比綜合還原地形、管線及周邊產(chǎn)權(quán)單位權(quán)屬建筑，則A方案可勝出，但考慮到西安市鐵一中學體育館的凈空及地下管線的相對關系，雖然處于建筑紅線外，但最終選擇了B方案，西安市鐵一中學體育館設計階段上報建議是要做相應拆除，方可能為后續(xù)施工展開留出足夠場地。

碰撞檢測試驗

基于BIM模型進行的碰撞檢測、深化設計及管線綜合，也是BIM技術(shù)為施工方或業(yè)主帶來經(jīng)濟效益尤為突出的一方面。能很好避免因返工而產(chǎn)生不必要的廢料，有效降低成本，最重要的是減少設計變更，提高初步設計階段的設計質(zhì)量，使施工變得更順暢，資金流通也變得更為清晰合理。初步設計階段，共進行3次總體提資，BIM技術(shù)結(jié)合二維圖紙，共進行了3輪碰撞檢測試驗，碰撞檢測主要分為以下幾類進行：

(1)建筑與結(jié)構(gòu)間的碰撞檢測;

(2)建筑與管線間的碰撞檢測;

(3)管線與管線間的碰撞檢測。

預留孔洞檢查

結(jié)合前期建立的模型，進行預埋件孔洞的預設，可以很好地模擬設備穿越的位置關系及顯示設備、管線、建筑、結(jié)構(gòu)的相對位置關系。

輔助算量

結(jié)合Revit對建筑、結(jié)構(gòu)、綜合管線設定的算量規(guī)則，初步實現(xiàn)了各個專業(yè)，階段算量的統(tǒng)計，再結(jié)合已有設計經(jīng)驗，估算出本項目的工程量。

施工大樣圖

結(jié)合前期初步設計階段的圖紙，準確生成PDF版的施工大樣圖，為后續(xù)開展施工圖設計及BIM模型移交施工方提供技術(shù)支持。

4D施工模擬

通過施工進度模擬，有利于科學調(diào)動人員、材料、機械。同時，導入相關項目管理軟件，得到科學合理的橫道圖。項目開工前，利用Unity 3d/NavisWorks 4D虛擬建造功能，虛擬設置道路調(diào)流，結(jié)合已編制的進度規(guī)劃，按照分區(qū)分樓段進行4D虛擬建造，利用模擬情況檢查進度計劃的合理性與可實施行性。

BIM在項目應用的最大亮點

(1)復雜車站結(jié)構(gòu)的快速出圖，降低設計方與業(yè)主的溝通難度。在初步設計階段，如果單純依靠CAD圖紙，不僅繪制時間周期長，而且質(zhì)量不一定得到保證，特別是遇到需要提資時工作量就更大。結(jié)合Revit模型，就可以在2～3個工作日內(nèi)快速繪制出建筑及結(jié)構(gòu)圖紙，及時響應業(yè)主重點關切的難點問題，并做到一處修改、處處修改，達到即使處于初步設計階段，建筑、結(jié)構(gòu)的綜合設計步調(diào)也可“動態(tài)平衡”。

(2)地下既有管線快速呈現(xiàn)，及時掃清設計難度。在項目應用初始階段就確立了先開發(fā)一套綜合虛擬現(xiàn)實環(huán)境的決策平臺思路。具體就是快速還原設計周邊原始地貌及設計重點關注的“點目標”及“面目標”，如既有綜合管線的還原，結(jié)合BIM模型，快速呈現(xiàn)站點及站位的周邊位置關系。

BIM在項目應用的最大障礙

(1)Revit軟件在地鐵車站建模很強大，但在隧道建模方面很弱。Revit在地鐵車站建筑、結(jié)構(gòu)、管線的建模方面功能很強大，但對于復雜曲面的隧道，確實不方便，沒有類似于3D MAX 、SU、犀牛等同類軟件的曲面建模能力強大。如果能夠在以后軟件上加入這些功能，Revit的適用范圍將更廣。

(2)軟件在整體協(xié)作，特別是本地協(xié)同工作方面，中心文件容易損壞，造成災難性后果。在實現(xiàn)本地協(xié)同設計上，采用本地協(xié)同的工作模式，搭建起一臺中心服務器，但是經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，中心文件容易損壞，需要備份的次數(shù)很高。不但降低協(xié)同設計效率，同時和傳統(tǒng)CAD軟件設計效率相比也打了折扣。

(3)算量方面，二次開發(fā)算量工作量很大，集成性不高。Revit在明細表上參數(shù)相當豐富，但規(guī)則過多，提取數(shù)據(jù)困難較大，不能實現(xiàn)類似于反向修改明細表，對應模型也修改的功能。當然，如果使用IFC規(guī)則，也許能解決這一問題，但目前國內(nèi)缺乏IFC規(guī)則研究的生態(tài)鏈，算量方面的二次開發(fā)難度很大。

結(jié)束語

研究證明，BIM技術(shù)是軌道交通設計階段必要實施手段。與民用建筑及一般市政建設項目相比，軌道交通項目具有點多、線長、面廣、規(guī)模大、投資高、設計難的特點，其建筑、結(jié)構(gòu)復雜且機電系統(tǒng)設備繁多，建設、運營風險高，社會責任大，且對后續(xù)建設和運營提出很高要求。因此，從設計階段就建立一套完善的信息化系統(tǒng)來提高管理效率和水平，借助BIM技術(shù)，提高設計作品的可靠性和應急處理能力，降低安全風險尤為必要。

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