孙 勋 考
(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430000)
0 引言
近年来,建筑信息模型(BIM)技术在轨道交通工程设计中的应用逐渐加强[1]。目前，很多城市还处于二维CAD往BIM翻模阶段，厦门地铁3号线湖里法院站在传统翻模基础上，进一步探索正向设计[2]，本文为类似项目提供一定的参考。
1 应用必要性
厦门地铁1号线、2号线工程施工过程中，现场出现一些管线打架、阀门无检修空间等问题，有些问题是在设计阶段就可以避免掉，但传统的二维综合管线设计较难以发现这些设计细节问题。而BIM三维设计能够直观的发现、处理设计细节问题[3]。
2 正向设计
2.1 设计协同
基于Revit平台，采取工作集模式。各专业都在统一的服务器平台中心文件中通过工作集的形式开展设计，并将设计成果更新到中心文件中[4]。
2.2 设计流程
首先湖里法院站土建模型在服务器平台搭建好，通过各级审查后开放给各机电专业。各机电专业(FAS，BAS，综合监控，AFC，供电系统，动照，暖通，气体灭火，站台门,给排水,通信信号,综合支吊架)建立本专业的机电模型。公共区装修和设备区装修专业建立装修模型。BIM管综由暖通专业牵头，协调管线位置关系，协调好后，各机电专业从BIM中心文件导出各专业的管线平面图。厦门地铁的正向设计流程示意图如图1所示。
2.3 设计问题及解决措施
湖里法院站BIM三维管综正向设计，在BIM总体、总体、监理、业主、施工单位审查过程中，暴露出较多的细节问题，主要分为以下几类。
2.3.1建模不规范
1)部分工作集命名不符合BIM总体全线统一要求，需调整构件至相关合理工作集。桥架请按照规范通过过滤器在相应的视图设置外观显示。管道系统采用材质控制外观显示，线图案无需设置。气灭室气瓶组均未连接。废水系统阀门附件均未布置。需删除多余构件。水管防护闸阀漏建模。水管管道弯头处未连接。废水立管未靠墙布置。空调水管电动二通阀未建模。通风房间的自然补风口未建模。房间风口类问题较多，如：部分房间(信号工区材料室、公安接处警室、专用通信设备室、弱电综合电源室等)风口缺失。
2)水管未穿过结构预留套管示意图如图2所示。桥架未连接示意图如图3所示。站台层照明配电室内设备未建制示意图，如图4所示。
2.3.2设计可优化
1)废水泵房管线标高偏低。轨行区消火栓栓口未建模。蝶阀布置于自动售票机室不合理。阀门建议给执行机构充足空间使用，且建议执行机构放置在风管侧面。风管管件缺失。轨行区旁环网支架未建制。空调送、回风管、空调水管保温层未建模。消火栓离装修完成面高度不合理示意图。消火栓建模位置未靠墙示意图。通信信号专业设备均未建制。站台门设备房多联机位于机柜上方。
2)组合风阀悬空示意图如图5所示。管道构件不建议穿墙，影响现场施工，示意图如图6所示。桥架多处建制方向有误示意图如图7所示。
2.3.3管线碰撞
管线模型开始碰撞检测时[5,6]，公共区装修和设备区装修与机电管线的碰撞很少，仅几处。但是机电管线与土建、机电管线与机电管线之间的碰撞较多。碰撞监测结果见表1。
表1 碰撞检测结果
通过Revit协作中的碰撞检查功能可以快速的找到碰撞点[7]。消除碰撞点的时候，需要大范围看一下管线布置。比如设备区走道管线碰撞点，需要把整个走道管线一起看，经常是调了一根管线，能够少很多个碰撞。
通过逐步消除碰撞点，最终移交给施工单位的模型，碰撞个数为0。
2.4 设计注意事项
通过本次BIM正向设计，从建模到各级审查，积累了相关经验。
1)Revit的操作，对于设计新人来说，刚入手时比较困难。本项目，投入了2人，前后长达3个月的时间。所以开展正向设计之前，新人的培训很重要，影响正向设计的成败。地铁机电专业施工图，分招标图和施工图阶段。从项目实施的效果来看，招标图阶段就开始建BIM模型，有利于锻炼设计人员的Revit操作能力，从而有利于施工图阶段的正向设计。
2)正向设计牵扯到的专业、单位都比较多。BIM管综牵头专业协调难度、协调工作量都比较大。BIM咨询单位根据正向设计工作开展需要，组织设计工点、系统院、施工单位、支吊架厂商等单位开展集中办公，现场协调各专业间的冲突问题，可很好提升沟通效率，保证正向设计按计划时间节点完成[8]。
3)正向设计过程中的问题，有些是初级的建模问题，比如工作集不对、构建在其他工作集、管线未连接、桥架弯头反向、颜色等不符合全线统一标准。初级的建模问题，一方面是设计院自身Revit应用水平有待提高，另一方面，反映出急需BIM咨询单位制作全线统一的出图样板文件，统一专业图层设置，线型、线宽的设置。各工点单位传递样板文件。
4)给排水专业的族库，需要完善。湖里法院站正向设计的BIM模型，导出的给排水二维施工图，在量价核算的时候，提出了较多图例与传统国标图例不一致，导致无法计量。采取补充图纸会审的形式，才解决此问题。
5)厦门综合管线，在采取BIM正向设计后，解放思想，取消掉传统的二维综合管线CAD施工图。传统的二维CAD图从设计到最终提供蓝图，需要将近2个月的时间。取消传统二维管综图，将节约的设计周期，全部投入到BIM三维正向设计中，有利于提高BIM设计颗粒度，有利于提高工程质量。此举，是厦门地铁全国首创，反映出厦门业主积极推进BIM工作的务实精神，可以预见会被越来越多的城市效仿。
6)需加强BIM模型的审查工作。设计对于地铁工程的工程质量起到关键性的作用，提高BIM模型的设计质量，模型的审查就显得至关重要。审查要求包含以下方面[9]：
a.模型合规性检查：指BIM工作集、系统类型、管道颜色、过滤器、属性信息、材质赋予等是否符合建模要求，避免由模型误差而导致出图缺陷。
b.模型完整性检查：指BIM包含的模型、构件等内容是否完整，BIM模型所包含的内容及深度是否符合出图要求。
c.模型协调性检查：指BIM交付物中模型及构件是否具有良好的协调关系，如专业内部及专业间模型是否存在直接冲突，检修空间是否合理等。
d.设计指标、规范的符合度检查：指BIM交付物中的具体设计内容，设计参数是否符合项目设计要求，是否符合国家和行业主管部门有关建筑设计的规范和条例。
7)所有工程现场可以看见的管线、设备都应该完整的建BIM模型。现场出现的问题，基本都跟未建模有关。比如以下问题：车站范围供电系统隔离开关、接触网未建模，现场就出现水管与供电系统位置冲突，水管返工的现象。灯具未建模，就出现风口位于灯具上方的情况。个别电专业设备房间未建机柜，现场就出现多联机位于机柜上方。
8)较高质量的冷水机房BIM模型，给后续装配式厂家提供了良好的条件[10]。
3 结语
厦门地铁湖里法院站是厦门首批采取正向设计的车站之一，工点通过积极参与，通过刻苦努力完成了正向设计任务，工程现场管线碰撞问题显著减少，阀门检修空间得到保障，配合施工工作量显著减轻，现场工程质量明显提升。
针对性解决首批BIM正向设计工程暴露出的技术问题，将促进BIM设计在轨道交通工程落地应用。
