随着信息化技术在施工建设中应用广泛，有必要对重大工程进行信息化施工管理、组织。地铁工程施工对每个环节的把控要求高，特别是对邻近历史保护建筑的地铁车站施工，采用BIM技术可以实现施工的全方位立体式信息化[1]。王令文[2]结合点云数据与BIM技术实现古建筑三维重建与信息化管理。刘雅艳等[3]、石若利[4]利用BIM+GIS+三维扫描技术进行古建筑信息模型管理与应用，实现古建筑保护工作。赵彬等[5]论证基于BIM的4D虚拟建造技术的进度管理的优越性及可行性。谭佩[6]提出BIM可视化技术在基坑工程中的应用流程，3D信息模型的建立和信息管理、4D动态预演施工过程等方面的应用。BIM技术在保护古建筑和信息化指导施工方面具有独特优势，应用范围有待进一步挖掘。文章以哈尔滨市3号线工程最大风险车站靖宇五道街站施工为背景，通过BIM技术与相应软件技术、设备交互，解决地铁施工过程中难题，实现信息化管理与应用，为邻近历史保护建筑地铁车站施工应用提供参考。1工程概况哈尔滨市城市轨道交通3号线二期工程靖宇五道街站位于南四道街与北四道街交口东侧，南五道街与北五道街交口西侧。车站主体为地下三层岛式站台，从上至下依次为站厅层、设备层和站台层。设置2个出入口、3组风井，其中1组为地下二层外挂式结构，其余为顶出式结构。车站采用盖挖顺作法施工，基坑开挖深度为25.4~26.0 m。靖宇五道街车站为地铁3号线的最大风险车站，施工地点距周边最近建筑的距离不足1 m，周围具有6处百年建筑、超过20处风险源，为施工带来难度，车站地处松花江漫滩地区富水沙层，与松花江南岸最短直线距离约600 m，紧邻巴洛克百年历史建筑物。车站周边环境风险非常高，具有13个Ⅰ级风险源。在复杂环境风险下施工容易发生涌水、涌沙等情况，且地下管线错综复杂，改迁管线多。项目使用BIM技术+3DGIS+点云数据对紧邻历史建筑物进行数字化复原，通过BIM技术模拟性、可视化实现具体应用和施工进度控制，采用Revit软件对施工内容建模，对超深基坑施工方案进行模拟及优化，实现施工场地布置和4D施工模拟。2基于BIM+GIS结合点云数据的历史保护建筑群数字化复原2.1基于LiDAR点云的古建筑三维重建使用LiDAR遥感获取古建筑的大量三维数据，对点云数据进行处理，实现数字化几何模型构建。利用LiDAR遥感对靖宇五道街车站附近古建筑的外侧进行扫描，得到建筑物的三维立体模型数据，将扫描后的数据进行点云数据处理，采用Sketch Up软件对扫描的建筑物建立信息化模型。重建建筑物三维模型能够对建筑物的几何基本信息进行数字化储存，在获取模型信息的同时避免对建筑物造成二次损害，对古建筑的保护、修复以及研究具有重要意义。2.2基于点云的古建筑信息模型构建及数字化保护施工过程可能对古建筑产生不可逆伤害，有必要在施工中保护历史建筑。与Sketch Up相比，BIM技术作为专业建筑信息管理技术，可以获得建筑保护需要的属性信息，基于BIM技术将扫描建筑物的几何数据进行构件化处理，以便古建筑的管理与保存。靖宇五道街站邻近古建筑文化遗产BIM的构建需依托点云数据，其中中华巴洛克以点云数据为基准，将构建的族构件放置项目中，连接各个构件，构建完整的BIM模型。中华巴洛克BIM模型如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F001图1中华巴洛克BIM模型古建筑BIM与3D GIS的结合是微观实体数据与宏观表面数据的全面交互，对中华巴洛克古建筑分析具有关键作用。通过Revit软件建立建筑数据，在3D GIS中打开数据源，可以获得场地的三维模型及单个建筑物的属性信息。倾斜摄影效果如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F002图2倾斜摄影效果BIM与GIS技术融合后的效果如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F003图3BIM与GIS技术融合后的效果3基于BIM技术的邻近古建筑群地铁工程4D虛拟建造技术3.1基于BIM技术的虚拟建造应用工程引用Navisworks中的Quantification模块计算工程量，大部分工程量计算需要人工辅助指定。Navisworks工程量计算流程如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F004图4Navisworks工程量计算流程运用BIM技术的可视化和模拟性的优点，对施工场地的现场施工流程及方案进行模拟，对施工场地各个功能区域的合理布置及施工方案的可行性进行评估，提高施工效率，降低企业的施工成本。工程场地布置及施工模拟如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F005图5工程场地布置及施工模拟3.2基于BIM技术的地铁施工进度控制方法结合车站关联进度计划与3D模型形成4D进度管理模型。基于BIM的4D施工进度管理控制系统可以实时查看现场施工进度，及时解决施工现场可能出现的问题。基于BIM的施工进度控制需要进行施工进度及信息的采集与上传、进度信息汇总、工程进度计划执行情况的分析以及调整。基于BIM技术的进度控制如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F006图6基于BIM技术的进度控制4基于BIM技术的超深基坑施工方案模拟及优化4.1基于BIM技术的超深基坑施工场地布置设计优化施工现场布置对施工效率、质量、安全等具有重大影响。地铁车站超深基坑施工环境复杂且场地有限，需要采用高效的施工现场布置方式，确保基坑施工快速进行。BIM技术能够为施工现场布置提供准确的工程信息数据，实现信息化布局。基于BIM的优化应用框架流程如图7所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F007图7基于BIM的优化应用框架流程4.2基于BIM技术的超深基坑土方开挖过程方案模拟基坑土方开挖过程基于BIM模型展开模拟，模型建立顺序为制作深基坑开挖支护建筑信息模型族→项目设置→建立标高系统→轴网的设计→精确定位插入基础→载入桩族→放置桩族→冠梁的放置→地形的建立→建筑地坪的建立。BIM模型如图8所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F008图8BIM模型每个阶段的施工重点与施工场地布置不同。考虑周围环境，对基坑主体支护开挖工程施工的内容进行分析。获取完成工程量数据，将数据信息带入施工场地布置数学模型进行计算，对模型结果进行分析与优化，对设施位置关系进行调整，指导施工现场的设施布置作业。BIM技术可视化模拟施工如图9所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.018.F009图9BIM技术可视化模拟施工5结语采用BIM+3D GIS+点云数据对邻近历史保护建筑群进行数字化复原，通过BIM技术实现虚拟建造应用、施工进度控制，对超深基坑施工方案进行模拟优化，实现可视化场布和4D模拟施工，提供信息化管理平台，战胜风险源，攻克施工难点，为今后邻近古建筑地铁车站BIM应用提供思路。