周佳乐

Engineering constructionn 工程施工

基于BIM技术的铁道施工管理探究

周佳乐

（大连交通大学土木工程学院，辽宁 大连 116028）

BIM技术具有关联性好、可以开展场景施工模拟、信息可视化等特征，在将BIM技术运用到铁道施工管理中时，主要应用在铁道施工设计环节、技术变更管理、施工进度管控与质量管理、隧道安全风险管理几个方面，并在铁道隧道施工中融入了3D扫描技术、实时跟踪技术，可以实现三维形象进度管理以及隧道安全风险管理，不断提高铁道施工管理水平。

BIM技术；铁道；施工管理

截止至2019年12月，我国铁道线总长度已经超过了13万公里，位居世界第二位。和普通的公路施工建设相比，铁道建设的难度更高，通常情况下铁道建设在较为偏远的地区，施工环境较为恶劣、地质特征也较为复杂，施工阶段不合理必然会影响到施工品质。所以，在开展铁道施工时，相关技术人员应当要先进行山体结构、土壤特征等勘测以及考察工作，全面了解和掌握施工现场的实际情况。伴随着现代科学技术水平的迅速发展，BIM技术在工程施工中的应用越来越广泛，在铁道施工中也积极融入了BIM技术，有效改善了铁道施工的管理效果，确保铁道施工能够保质保量完成，避免产生一定的安全隐患。为了进一步探究BIM技术在铁道施工管理中的运用，本文重点分析了BIM技术的内涵，及BIM技术在铁道施工管理以及铁道隧道施工中的应用，为不断提升铁道施工管理品质提供帮助。

1 BIM技术概述

图1 BIM技术应用示意图

BIM技术是借助于数字化方法实现建筑工程设计、建造以及管理工作，也称之为建筑信息模型，是加强数字化技术运用的重要途径[1]。在开展铁道施工建设过程中，BIM技术可以对铁道建设的各个环节进行管理与控制，为铁道施工建设提供帮助，确保铁道施工能够在规定时间内顺利完成，是现阶段铁道工程施工过程中经常运用的一种数字化技术，如图1所示为BIM技术的应用示意图。BIM技术在推动铁道施工管理发展上发挥了重要的作用，也表现出了非常鲜明的特征，具体如下。

1.1 关联性好

通过BIM技术的运用，可以加强铁道施工企业、设计企业以及投资企业三者的沟通与交流。通过BIM技术形成的施工模型，能够开展模型与对象的对比与分析工作，并提高两者的关联性[2]。例如，当铁道施工过程中桥台方位出现了改变，BIM技术能够自主提取出与这部分施工相关的施工主体，并要求该主体立即进行优化与改正。

1.2 开展场景施工模拟

依照设计人员提供的铁道施工方案以及施工现场的环境数据，结合BIM技术，可以实现现场施工模拟，同时在实践模拟施工过程中寻找出设计方案中存在的问题，同时针对发现的问题制定切实可行的更改方案，确保铁道施工的顺利进行。

1.3 信息可视化

BIM技术能够实现铁道施工过程中的各项信息可视化。将铁道各个施工阶段的数据信息传输到BIM平台上，BIM平台就可以根据这些信息自动生成相应的可视化模型，之后基于构建的可视化模型为铁道设计、施工以及管理工作提供帮助，并进一步提升铁道施工管理水平[3]。

2 基于BIM技术的铁道施工管理研究

2.1 在铁道施工设计环节的应用

铁道施工设计环节牵涉的内容与项目较多，并且由于铁道施工环境较为复杂和恶劣，一定程度上提高了设计的总体难度。然而基于BIM技术可以将现场情况模拟出来，设计人员能够更加直观、清晰的查看到设计的各个局部细节，从而对设计方案进行进一步优化。例如在进行铁道工程电缆桥架规划与各个变压器防火墙设置工作中，利用BIM技术，能够将建设结果模拟出来，一方面能够精准测量到相邻变压器之间的距离，查看其是否满足大于标准安全距离数值，同时对各个变压器的具体规划位置与布局进行重新优化；另一方面，通过BIM技术的运用，也能够模拟出不同电缆加强的建设位置以及线路走向，从而有效防止出现线路交叉的现象，同时可以对线路规划进行调整与优化，最大程度降低线缆铺设长度，节约工程施工成本。

2.2 在技术变更管理上的应用

在开展铁道施工时，管理人员要定期将现场施工状况以图片或者视频方式传输到BIM平台，紧接着将其与施工设计中的立体模型进行比对与探究，查看是否与设计模型存在出入，当发现施工建设存在问题时，要立即对问题出现位置进行二次信息收集，并将详细拍摄的视频或者图片等传输到BIM平台，同时与相关设计人员进行沟通交流，探讨出解决问题的方案，及时更正施工上的问题[4]。当技术设计上出现施工变更时，也可以在BIM平台上操作，及时将更改的地方与要求传输到BIM平台上，施工单位在接收到变更通知以后，要以新变更标准为基础进行铁道施工，进一步强化铁道施工的管理水平。

2.3 在施工进度管控与质量管理上的应用

将铁道工程施工中的所有环节都导入到BIM平台，依托于BIM模型完整、形象的展示出铁道施工中各个环节的三维动态效果图，然后系统根据各个施工环节的任务与特征，预测出相应的施工周期，从而评估出整个施工进度。此外，将BIM平台评估出的施工进度表作为实际铁道施工的工程进度标准，同时在施工过程中加强实际施工进度与理论工程施工进度的对比与分析，获得铁道施工质量控制的报表，从而精准的掌握铁道施工工程进度，确保整个工程能够在规定时间内完成。

BIM技术在铁道施工质量管理上的应用，第一步要在BIM平台上构建各种问题处理模板，比如定期检查、违规建设等，在模板上涵盖了质量问题的描述、问题上报以及优化记录等部分。当管理人员检测到铁道施工中存在质量问题，必须要立即按照BIM平台上的问题处理流程进行操作，依托于制定的科学、合理的处理方法，让问题能够在较短时间内得以解决，有效改善了铁道施工的质量管理速度[5]。

2.4 上道作业安全管理

通常情况下，上道作业安全管理是对上道工作人员开展安全培训与学习工作，同时告知上道人员在施工过程中可能会出现的危险因素。第一，在进行上道人员安全培训与学习环节时，能够依托于BIM技术的仿真效果直接将上道工作人员的具体工作场所呈现出来；同时结合VR虚拟技术让上道人员在虚拟环境中开展模拟工作训练，让工作人员能够事先充分了解工作场所，提高对施工环境的适应能力。第二，对危险因素的提示。借助于BIM技术，能够明确各个上道工作人员的具体岗位，同时结合每个岗位附近的机械设备特征、环境状况等，提前预测出可能会产生的潜在风险，同时依照风险出现概率的大小对工作人员进行反复的危险提醒，有效强化铁道施工安全管理效果，防范施工建设中安全事故发生。

3 BIM技术在铁道隧道施工管理中的运用

3.1 3D扫描技术

在开展铁道隧道施工准备工作中，依托于3D扫描技术能够将隧道施工场所的山脉特征以及附近环境等扫描出来，并按照固定的比例转化成BIM模型，工程师可以依照扫描得到的BIM模型开展铁道隧道设计工作，此外，工程师还可以将设计完成的隧道施工方案导入到BIM平台上，BIM技术能够实现对设计方案的分析与检测，及时发现设计中不合理的地方，对设计方案进行进一步优化与调整，有效提升铁道隧道施工设计方案的科学性，为铁道隧道工程施工的顺利进行奠定基础，也能够最大可能缩短铁道隧道施工周期。最后，借助于3D扫描技术还能够对铁道隧道施工中的各个截面进行扫描，并将获得的各项数据信息存储到数据库中，有助于提升铁道隧道施工检测的速度[6]。

3.2 实时跟踪技术

实时跟踪技术的实现通常是建立在BIM可视化技术基础上，依托于该技术，可以将铁道隧道施工场所的环境以及数据信息等收集起来并传输到BIM平台上，紧接着基于获得的数据信息生成真三维立体模型[7]。在完成三维模型的建设工作之后，相关工作人员就可以在计算机前开展施工模拟训练，并能够在实际训练过程中发现施工中的问题与难点，之后工作人员将体验信息反馈给设计工程师，工程师依照实际情况对铁道隧道设计方案进行优化与调整，确保设计完成的铁道隧道施工图纸具有较高的科学性，工程施工过程中也能够顺利进行，防止由于设计方案错误产生的返工问题，影响到铁道隧道施工项目的有序开展。

3.3 三维形象进度管理

BIM技术除了能够构建铁道隧道施工三维模型外，也能够在导入实际隧道施工数据以后，将其和设定的施工进度进行对比和分析，并将产生的对比数据作为实际施工的重要标准。工程施工人员将铁道隧道施工的真实进度数据传输到BIM平台上，BIM平台就可以根据这些数据信息自动生成工程进度三维模型，之后将BIM平台上的控制模型显示出来，就能够实现真实隧道施工进度与设定进度的相比较[8]。当比对结果有较大差异时，BIM平台会发出提示信号，督促相关施工人员关注工程进度，要求施工人员根据系统指示更改施工进程，同时也要求工程师对设定施工进度的合理性进行审视，及时调整不切实际的工程进度设定，从而确保铁道隧道施工能够按部就班开展。

3.4 隧道安全风险管理

和一般的道路施工相比较，铁道隧道施工环境非常复杂，施工过程中变数较大，因此在实际施工开展中，往往会伴随着较多安全隐患，为了避免相同安全隐患重复出现，给隧道施工带来较大的不良影响，安全管理人员应当要将铁道隧道施工中的常见安全隐患、易发生问题的地方与隧道施工的相关基础信息等导入到BIM平台，之后借助于BIM技术对这些安全隐患以及危险地方进行研究与整合，最后将整理后的数据信息与构建的隧道BIM三维模型联系起来，一方面能够为铁道隧道施工工作提供便利，另一方面也能够很好的防范常见安全隐患的产生，从而进一步提升铁道隧道施工的安全管理水平，保障铁道隧道施工项目高效、稳定的开展。

4 结语

BIM技术是现代铁道施工建设中常用的一种数字化技术，在提高铁道施工管理水平上发挥了重要的作用，受到了许多设计与施工单位的喜爱。本文重点探究了BIM技术在铁道施工管理以及铁道隧道施工管理中的应用，可以看出BIM技术具有非常强大的功能，一方面有助于缩短铁道施工时间，另一方面也能够及时发现铁道施工中的问题，确保铁道施工保质保量完成。

[1]吴守荣，李琪，孙槐园，王军战.BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用与研究[J].铁道标准设计，2016，60(11):115-119.

[2]赵璐，翟世鸿，陈富强，姬付全.BIM技术在铁路项目隧道施工中的应用研究[J].施工技术，2016，45(18):10-14.

[3]王同军.基于BIM技术的铁路工程建设管理创新与实践[J].铁道学报，2019，41(01):1-9.

[4]张学钢，曾绍武，王朋.BIM技术在兰州地铁东岗站施工中的应用研究[J].现代隧道技术，2017，54(02):46-54.

[5]张文胜，吴强，祁平利，伍忠国，王丙占.BIM与3DGIS的集成技术及在铁路桥梁施工中的应用[J].中国铁道科学，2019，40(06):45-51.

[6]夏润禾.基于BIM技术在地铁施工质量安全管理中的应用研究[J].施工技术，2018，47(S4):933-937.

[7]胡金杰，秦久运，张民才.BIM技术在地铁机电工程施工管理中的应用[J].暖通空调，2019，49(10):21-26.

[8]张俊.BIM技术在铁路隧道工程施工管理中的应用研究[J].施工技术，2019，48(S1):288-291.

周佳乐（2000- ），男，汉族，辽宁沈阳人，本科在读，研究方向：铁道与城市轨道工程。

TU75

A

1007-6344（2021）01-0155-02