建筑业作为一个传统行业，面临提质增效的重要任务，BIM作为重要的建筑信息化手段，越来越多地被应用到建筑施工。BIM以其数据集成、三维可视等技术优势，为建筑施工的管理提供新的技术路径。随着城市化进程的推进与新基建概念的提出，越来越多的轨道交通工程出现在城市建设过程中。地铁施工项目具有场地线路长、环境复杂、安全风险大、人员多、机械多和社会关注度高等特点。通过以BIM为代表的信息化手段提升地铁施工过程的管理能力，是施工技术信息化提高的重要途径。BIM技术作为建筑行业信息化的重要解决方案之一，也越来越多地被应用到建设行业中，以解决建设施工过程中各种问题。众多学者结合应用案例深入研究了BIM技术在建筑行业内的创新和应用，为BIM技术进一步发展和推广提供了参考。张金伟等[1]介绍了BIM技术在北京地铁19号线工程项目中应用的方法和实践经验。何跃川等[2]针对青岛地铁8号线项目，集成BIM和GIS技术研发了一套数字化管控平台，较好地解决了轨道交通施工过程中处理进度管理信息速度慢、无法对偏差进行预警等问题。苏立勇等[3]将BIM技术应用到北京轨道交通19号线施工中，搭建了基于BIM的信息化管理平台，推动了工程施工过程朝着数字化、信息化、精细化方向发展。何高峰等[4]以南宁地铁2号线为对象，建立了隧道BIM结构模型与三维地质模型，实现了地铁隧道三维可视化、安全预警预报和结构分析等功能。1工程概况穗莞深城际前皇段1#明挖段至皇岗口岸站区间为单洞双线盾构区间，起止里程DK31+267~DK34+985（含短链207.242 m），区间长度3 511.280 m，采用1台（刀盘外径13.27 m）泥水平衡盾构机掘进。沿途穿越新洲河、京港澳（广深段）高速公路、地铁3号线隧道、广深港客专深港隧道（上跨）、10号线益田停车场入场线（并行）、地铁10号线与4号线换乘通道、地铁4号线福田口岸站及联检大楼、裕亨花园居民小区等28个风险源。该区间路线工程环境复杂，涉及人员和机械较多，可以利用BIM技术解决施工过程中的难题，提高施工的信息化水平。2信息化族库的开发及基本应用研究2.1信息化族库的建立信息化族库是指以Revit族数据为基础，可随时进行数据调取、插入、建模等操作的文件库。族库相关文件一般都以“.rfa”作为扩展名，族文件建立相对复杂，且可以对插入文件族类型参数进行改变，以此控制应用文件相关信息。建立地铁轨道交通专业信息化族库可有效提高地铁工程建模和应用的速度，主要应用于地铁建设设计和施工阶段，其主要目的是保证设计及建模的高标准、高效率、高质量，主要成果价值体现在模型与后面的BIM配套应用模块具有紧密联系。项目团队经过此项目实施，积累了大量的族库，可以多样化建立，方便快捷搭建施工模型。为了提高施工现场模型的建立水平和速度，本项目建立了针对地铁施工的BIM标准化族库，包括临时设施、地铁结构、机械设备等。通过建立基于项目的信息化族库，为项目提供了大量可重复使用的族，使建模工作中的重复性工作大幅度减少，提高了建模效率，也积累了大量的族库，方便了以后其他项目的建模工作。2.2项目整体模型及周边场地模型建立2.2.1地质模型根据地质勘察报告建立了项目地质模型。利用此模型可在任何地方进行剖切，观看该处的地质情况，帮助施工人员判断风险，提高对施工质量的把控能力；也可以对模型进行剪切，快速统计出需要开挖的土方量[5]。本项目利用AglosGeo软件搭建了地质模型，建模的一般流程为地形建模、数据入库、三维剖面、三维建模以及模型分析等。2.2.2盾构模型分别建立不同类型的管片模型，对管片进行组装形成管片环模型。本工程建立了标准块、邻接块和封顶块的族库模型，通过改变参数的方式，实现对隧道管片模型的快速建立。绘制包括平面线形和纵断面线形的隧道设计轴线，建立线路三维曲线线位。根据地质情况在线路的三维曲线模型上敷设不同的隧道单元构件，沿线路方向拉伸形成整条隧道模型。利用盾构管片自动排布工具完成盾构管片模型。2.2.3现有环境实景建模实景建模技术利用无人机搭载摄像机对现场进行扫描拍照，利用航拍模型计算地理信息，对区域的点云数据进行处理，统计场地面积数据、记录移交时地容地貌，实现对地形、地貌的勘测。获得土方开挖量的统计，合理规划场地位置，确定施工场地各区域位置及面积。辨识施工对周边建筑物的影响，规避安全风险及信访风险，进行征拆迁工作参照、施工进度监测，同时与BIM模型融合，动态反馈现场实际情况。穗莞深项目采用无人机倾斜摄影采集工程沿线500 m（线路中心线两边各250 m）范围内的地理信息数据，完成三维地理信息模型的创建，分辨率优于5 cm，全面展示沿线地形地貌。3基于BIM技术基本应用研究3.1施工模拟及动态展示3.1.1施工模拟利用BIM模型对工程项目重难点施工进行施工进度模拟，可以同时设置几种不同施工工艺及方案进行比选及方案调整，调整施工顺序及人员安排，选择出最佳方案。可以使用预设好的施工进度与实际施工进度进行实时对比，发现施工进度的快慢以及施工中出现的问题，及时调整。对多个施工方案进行分析、对比，合理配置资源，有效降低成本、缩短工期、提高工程质量[6]。穗莞深项目根据建立的模型，针对盾构机的组装工艺，利用盾构机BIM模型、盾构井结构模型、施工设备模型等进行了工艺模拟，制作了盾构机组装施工视频指导现场盾构机组装施工。3.1.2整体漫游及三维可视化交底利用BIM模型建立虚拟现实场景，并在场景中定义第一视角的人物。利用BIM技术和虚拟现实技术，将BIM三维模型赋予照片级的视觉效果，以第一人称视角浏览主体内部，使感受更具体。对主体工程及其周边的环境进行直观展示，方便各方了解主体布局，可以快速了解本工程项目建成后的全貌。利用已建盾构施工进行综合整体的漫游演示，在不同时间节点、不同角度进行全方位动态展示。3.2工程变更传统CAD二维图纸具有不形象、不直观的缺点，在图纸会审的过程中往往会有疏忽遗漏的地方，导致设计缺陷不能及时被发现。通过BIM技术构建的三维可视化数字信息模型，有助于提前发现并解决图纸中存在的设计缺陷问题，从根源上规避了施工中产生的风险，有效防止施工中对项目的质量和成本造成的不利影响。穗莞深项目1#明挖段大里程段盾构始发端头加固与1#明挖段主体结构需要交叉施工，为减小端头加固施工过程中对1#明挖段结构产生的影响，确保1#明挖段围护结构、主体结构安全，需要调整端头加固施工工艺。利用BIM技术创建加固区域变更前后模型，进行施工模拟对比分析，提高效率、节约成本[7]。4基于BIM的施工过程管理平台研究4.1BIM平台应用内容BIM平台包括模型技术应用、BIM技术实施相关配套技术（包括但不限于通信、定位、测控、视频会议、三维激光扫描、RFID、航拍、倾斜摄影、基于模型的施工放样、AR、VR、生物识别、GIS等技术）及工程项目管理应用等内容[8]。4.2BIM平台实施整体架构体系穗莞深项目建立BIM应用实施整体架构体系，组织专业团队，搭建各项软硬件设施，编制项目管理平台开发及管理方案、验收标准及流程、操作手册等平台开发及应用相关文件，模型表达及交付标准、模型编码标准、模型审核标准等各类技术标准文件，BIM实施方案、工作细则、管理办法等指标类文件，经总承包部和业主方审核确认后实施。4.3施工进度管理基于WBS分解，将BIM三维实体模型施工进度计划、工程量清单有效结合起来，作为施工现场施工形象进度管理的一个工具。主要功能包括BIM分解模型管理、施工计划管理、施工进度管理、产值完成情况管理等方面，合理管控现场的资源进场时间，避免拖延进度现象。通过模型将计划与实际完成情况进行对比，了解两者之间的偏差，及时进行纠偏调整。4.4安全质量管理穗莞深城际前皇段1#明挖段至皇岗口岸站区间处于地质极其复杂，地下、地表周边环境极其敏感，施工阶段通常存在许多安全隐患，利用BIM三维模拟从源头预防和消除隐患。通过对下穿风险源进行三维模拟分析，应用BIM+二维码技术，将各主要风险源、安全技术交底等生成二维码张贴至现场公示牌，方便随时查看。同时结合BIM安全信息监控平台，能第一时间发现现场的安全隐患，为工程的安全开展保驾护航。安全管理模块如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.01.038.F001图1安全管理模块4.5盾构管理盾构机作为主要的施工机械之一，盾构机的运行状态决定了地铁隧道施工的进度、效率和安全。但以往的地铁施工对于盾构机状态的观察只限于盾构机内，工程管理人员要想了解地下盾构机掘进的情况只能通过询问盾构机工程师，对盾构工程师的依赖过大，且不能及时地从管理层面对盾构机的事故进行处理。本项目基于BIM管理平台对盾构始发、接收、下穿上跨等施工风险较大的环节，实时感知施工动态，宏观汇聚分析地层数据、监测数据、预警数据、施工监控画面，以三维视角直观呈现现场施工情况，实现远程线上安全值守。5结语穗莞深城际前皇段项目以提高项目施工的信息化水平，提高施工现场的施工管理效率和水平为目的，从多个方面对BIM技术进行了应用，为BIM在轨道交通工程中的推广提供有益参考。综合本项目应用BIM技术的效果，BIM在轨道交通施工中的优点主要包含BIM模型可以将平面图纸相对抽象化的工程对象实现可视化，提高了现场人员对工程对象的认知能力，对施工技术交底、漫游浏览、专项方案对比、工程变更等多个过程都有积极意义。通过一个三维模型、一个短视频、一个链接展示一个风险点、表达一项工序、传递一条信息，快速实现关键信息的有效传递。轨道交通施工现场距离跨段大，涉及施工机械和人员众多，常需要多段同时施工，施工管理复杂、协调难度大。BIM技术可以为项目不同角色的交流提供一个公开、透明、统一、方便的沟通交流平台，提高了轨道交通项目施工信息化水平和管理效率。