BIM技术案例分享：BIM技术降低机电安装工程返工率的研究

工程概况

郑州市轨道交通2号线二期工程为2号线一期工程的北延线，线路起于天山路站，沿开元路东行，分别设置古树苑站(与规划3号线换乘)、金河路站、黄河迎宾馆站(与规划7号线换乘)、田园路站，其后沿花园路南下，设置金达街站(与规划20号线换乘)，出站下穿贾鲁河、连霍高速公路后达到终点(一期工程起点刘庄站)。线路全长约10.250km，均为地下线，共设车站6座。按照郑州市轨道公司的指示，由我司(郑州市轨道交通设计研究院有限公司)BIM领导小组负责在郑州轨道交通2号线二期工程中应用BIM技术。本文针对BIM技术在施工阶段的研究成果作汇报。二号线二期工程在施工阶段面临综合管线图纸在项目开工前期无法下发的问题，导致各专业图纸无法进行管线综合排布，但是地铁项目又具有管线复杂、专业繁多、空间狭小、各专业管线交叉频繁、协调难度大等特点，在没有下发管综施工图的前提下，各专业管线碰撞点较多，根本无法施工。

现状调查

针对郑州地铁二号线一期项目4个车站施工现场返工案例进行了调查，并将返工数量进行了整理统计，总共112例，平均每个车站返工数量为28例，2号线一期工程工期总共12个月，平均每个月返工2.3例/站，详细数据见下表。从表中不难看出，由于深化设计图纸问题而造成的返工有58例，累计返工频率达到51.79%，这是造成返工的主要原因。

设定目标

通过2.2章节的现状分析，图纸深化设计是由设计人员做的，这部分问题较多，究其原因可能有两点：第一，图纸设计人员对现场安装流程不了解;第二，传统的二维CAD在管综深化方面不够完善。根据原因作分析，那么解决方案不难想到。如果由施工单位直接来做管线综合优化，施工单位就会对现场安装流程、安装工序比较了解，那么第一点原因就解决了。如果把传统的二维CAD软件换成三维Revit软件，利用BIM模型三维可视化、三维仿真的特性，进行建模，那么第二点原因也解决了。根据以上分析，深化设计图纸问题，理论上可以降为0，那么平均每个月返工数=(22+21+10+1)/4/12=1.125例/月/站，经过BIM小组的讨论，并综合BIM技术在工程施工中的应用情况，确定本次研究目标把机电安装工程返工率降至1.2例/站/月。

对策实施

首先，以二号线二期工程6个车站的机电安装为试验，实施阶段首先是BIM团队的组建，由郑州轨道院和中铁四局组成联合小组。其次，搭建BIM工作环境，采购BIM工作站及软件。由郑州轨道院下发BIM模型建模标准及管线优化原则，中铁四局的BIM人员首先根据土建数据进行建模，确保土建模型与现场一致，随后在土建模型的基础上，进行机电管线的搭建，根据设计提供的单专业施工图纸进行三维翻模。翻模完成后，通过Revit进行碰撞检查，发现问题并形成碰撞报告。根据碰撞检查报告与各专业进行协调，通过会议协调确定管线调整方案。经过管线优化，实现了管线0碰撞，对于管线较复杂的设备区走道区域，预留了400mm-600mm的检修空间。所有区域净空满足要求。通过管线优化，将墙体孔洞提前在二次砌筑施工图纸中标注出来。在墙体砌筑时，提前将孔洞预留好，避免了后期再进行开洞。经过BIM小组的共同努力，完成了6个车站的管线深化工作，共发现碰撞1098处，解决碰撞1098处，碰撞解决率为100%。根据管综优化后的模型，我们将管线穿越墙体时的孔洞标注出来，出具预留孔洞的平面图及剖面图，统计孔洞共3601个。

结果分析

将二号线二期工程返工因素进行统计，与二号线一期工程作对比，详细数据见下表。从表中可以看出，在深化图纸问题上的返工率由原来的51.79%降低到12.5%，管线优化效果明显。本课题的研究周期为4个月，6个车站的返工案例共计16个，返工率=16/4/6≈0.67例/站/月，完成了返工率1.2例/站/月的目标。

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