引言

现阶段，随着城市基础服务建设逐渐完善，多数城市地铁建设线路逐渐增加，为城市居民出行提供极大便利，而在地铁土建施工中，因部分线路需下穿越城市建筑物群以及既有线，同时不同地质情况存在的沉降，对地铁车站土建施工质量产生极大影响。为确保施工作业有序开展，地铁线路正式投入使用后的安全性，需借助高新技术分析施工中存在的安全因素。BIM技术的应用能够直观清晰反映出实际施工中存在的危险点，设计出相应的解决方案，并通过仿真模拟、动画模拟方式验证施工方案可行性和施工具体流程，为地铁车站土建施工提供有效指导。

1地铁车站土建施工BIM技术应用原则

BIM技术应用原则应当对施工现场具有指导作用，实现施工管理水平的提升。所以，使用BIM技术进行建模，协同管理系统和客户端相关项目进行建设时，应当对管理效能提升作用加以充分考虑，特别是对于协同管理系统、客户终端的建设，保证操作简便的同时保证运行性能突出。

2 BIM模型建设在地铁车站土建施工中的应用

2.1准备工作

首先需要确保良好建模，实现其优势的充分发挥，对施工现场各项作业的开展具有指导作用，因此，在构建BIM模型前应当对以下因素加以充分考虑：第一，建模应当和实际方案互相结合，根据施工方案进行建模，如果仅将二维图纸作为依据，所建模型和实际情况脱轨，将无法确保施工质量。第二，合理划分类型^[1]。在地铁车站土建项目施工中，存在部分构建为异性结构，而BIM设计中并不存在此类模板，需专业人员完成族的创建，而对于族类型的创建需保证和异性构件完成保持一致。第三构件独立性。地铁车站土建项目BIM构件均为独立体，使用BIM技术进行构件设计时需要对各个构件区分编号、名称、添加位置，独立管理。

2.2基本步骤

在城市建设中，由于土地资源紧缺，地铁项目的施工地点通常位于交通要道、人流密集、周边建筑物集中的区域，因此地铁车站的施工现场往往空间较为有限。为了在有限的场地内合理配置设备，应用建筑信息模型（BIM）技术可以进行施工现场的模拟设计，以找出最优方案。地铁车站的建模过程可以分为以下步骤：结合地形标高，利用BIM技术创建施工场地模型。创建各种构件族，如沉淀池、配电柜、洗车台、栏杆、水沟、塔吊、渣土车辆等。设计临时车道，并将车辆族导入其中，以验证设计的车道宽度是否符合要求。调整各设备设施的布局位置，优化设计方案。针对不同的施工阶段进行布局调整，实现施工现场的动态管理^[2]。

在进行地铁车站建模时，由于涉及的构件较多，工作量较大，为确保模型的准确性，需要注意以下几点：土方开挖应遵循分层分段原则，在BIM技术中应根据实际施工情况创建分层分段模型。在进行支护结构建模时，不能简单地将二维图纸转化为三维模型，而应结合实际钢支撑规格进行模型拼接，以确保模型的实用性和准确性。

例如，Revit建模，对于活络端的创建采取变量族，中间节、固定端的创建采取常量族。各规格固定端应当设计至少2个常量，即固定端单重参数、固定端长度参数。各规格中间同样需要设计至少2各常量，即中间节单重参数、中间节长度参数，活络端则需设计1个常量，1个变量。假设活络端长度参数范围为L min-L max,建模时，应当保证钢支撑结构总长度大于固定端常量+各规格中间节长度+L min，小于固定端常量+各规格中间节长度+L max。完成模型创建后，结合属性表，可将不同规格的钢支撑单根重量、数量统计整理。应用BIM技术进行建模时，应当分部位、分段、分段建模，在实际施工时，同样分部位、分段、分层进行施工^[3]。

区间线路为平面曲线、竖曲线互相结合，为空间曲线，通过Revit、Rhino 3D软件相互结合进行建模。Revit软件对于结构建模可良好处理，可实现管片建模、结构排版。犀牛软件具有强大的建模性能，能够良好处理曲线，应用犀牛软件能够创建地铁区间空间曲线。

3 BIM技术在地铁车站土建施工中的实际应用

本文以某地铁车站土建施工中对于BIM技术的应用为案例进行分析，主要包括可视化和模拟应用两方面。地铁车站的土建施工通常需要进行复杂的土方开挖、支护结构施工、主体结构施工等工序。BIM技术可以对施工过程进行数字化仿真和优化，模拟不同的施工方案和施工序列，评估施工时间、成本和风险，从而选取最优的施工方案，提高施工的效率和安全性。通过可视化模拟能够直观反映出施工中存在的危险点，有效规避。通过仿真模拟，能够对施工中存在的建筑物群、既有线影响加以分析，提供有效指导，优化设计方案。

3.1可视化模拟

在地铁车站土建施工中应用BIM技术实现可视化模拟主要包括场地布置、模拟施工方案、模拟结构节点、模拟防护方案等。

车站场地布置。借助Revit软件创建场布模型，对现场情况加以真实反应，从而合理规划场地。在该车站设计中，因车流量较大，施工现场整体呈现为狭长状，大型机械无法顺利通行，借助BIM技术科学规划用地，对车辆入场、出场、材料摆放关系模拟，避免实际施工中出现频繁挪动材料情况，提升施工效率。

模拟施工方案。因为地铁建设项目任务重，时间紧，为确保项目能够在规定时间内高质量竣工，可应用BIM技术模拟施工关键节点，借助模型、纸质方案完成现场交底，实现施工方案最优化。该地铁车站施工前应用BIM技术模拟施工关键区域场地布置，避免后期实际施工中出现机械碰撞情况，标注危险点。

首先模拟施工工艺，对样板引路虚拟设计，结合项目情况对交底流程加以拟定，达到预期施工要求。其次，模拟基坑开挖施工方案。通过动画模拟，使管理人员更加直观的了解基坑施工流程、成型效果^[4]。最后，优化技术方案。借助BIM技术模拟工期进度动画，把控施工重要节点，避免出现延误工期情况，加强风控。

模拟结构节点。该地铁车站施工中存在大量的复杂柱梁节点，增加钢筋绑扎难度，为有效规避钢筋绑扎施工问题，出现返工情况，技术人员应用BIM技术深度优化地下室区域柱梁节点。

模拟防护方案。为做好施工现场安全防护，该项目应用BIM技术梳理栏杆1436 m，结合施工现场实际情况编制专项方案，实现安全管理质量提升，达到安全管控。

3.2模拟应用

3.2.1钢支撑结构模拟架设

该车站位于城市道路主干道北侧，道路红线测得40 m，应用BIM技术设计钢支撑壁厚为16 mm，直径609 mm。选用80 mm×8 mm、100 mm×10 mm角钢作临时钢支撑，焊接确保两边保持垂直。土方开挖，采取拉槽开挖，施工作业时将钢围檩、支撑牛腿进行焊接，采用分段焊接方式焊接钢围檩，连接点与支撑错开1.5～3 m。因为车站上方存在电力隧道，同时电力隧道中存在电缆保护盒，距离基坑最近距离约8 m，对钢支撑起吊效率产生极大影响，项目方应用BIM技术仿真模拟吊装方案，最终选用整体吊装方式，保证吊装作业安全开展，提升吊装效率^[5]。

同时，应用BIM技术进行施工模拟，对吊装作业过程中可能存在的风险因素、危险点提前知晓，制定相应解决方案，避免施工结束后出现返工情况，节省人力、机械成本。

3.2.2模拟下穿斜向加固

该地铁车站上方存在31.9×53.54 m七层住宅，为确保施工安全，在盾构下穿前，需对车站上方建筑物情况以及周围土质情况加以详细勘察，应用BIM技术模拟设计，并按照相关要求，对建筑物基础附近3 m进行加固，设计注浆孔，共3排，第一排注浆孔设计为斜注浆孔，距离建筑物约为2.5 m，第二排设计为直注浆孔，第二排与第一排注浆孔保持0.5 m距离，第三排注浆孔设计为直注浆孔，与第三排注浆孔保持1 m距离。布局方式为梅花桩形式，各注浆孔间距离2 m。进行注浆孔设计时需做好注浆加固，该项目选择直径为42 m阀管进行注浆，注浆直孔深度8.6 m，斜孔深度12 m。距离地面4.6 m，进行注浆加固，在注浆孔间隔位置设置补浆孔，应用BIM技术分析盾构穿越施工情况，分析是否需要开展补浆作业^[6]。

针对地铁车站上方存在建筑物情况，应用BIM技术进行仿真模拟，有效解决相关问题，并在不采用垂直加固前提下，应用BIM技术进行施工环境模拟，确定采用斜向注浆技术，明确孔洞预留深度、长度以及角度。

3.2.3模拟既有线穿越技术

该地铁车站土建施工上方存在既有线隧道，正穿长度约22 m，盾构下穿作业时，在到达前112环便将对既有线产生影响，影响长度约169.4 m。该车道隧道盾构管片选用规格为内径6 m，外径6.7 m，幅宽1.5 m。以往地铁车站建设中若存在近距下穿情况，多采取暗挖工法。上方地铁隧道为运营隧道，为确保上方地铁正常运行以及下方施工的安全性，需确保盾构下穿作业严格按照标准要求开展。应用BIM技术确定两线最近距离约3.6 m，同时隧道上方土质为砂卵石，稳定性不佳，容易出现塌方情况^[7]。

应用BIM技术对盾构区间、大管棚、滞后沉降、超前加固以及既有线区间作空间模拟，直观分析各因素间最佳空间关系，对预加固作业提供有效指导。钢管规格壁厚为16 mm，直径为194 mm，连接选用丝扣方式，后续结合施工情况实际情况进行优化设计。在该地铁土建项目施工中应用BIM技术分析既有线下穿施工可能存在的风险因素，确定最佳空间关系，对预加固作业提供有效指导。

4结语

综上所述，当前BIM技术的应用为地铁车站土建施工提供了极大的便利性、指导性，借助Revit、Rhino3D软件相互结合进行建模，直观反映出地铁车站土建施工可能存在的危险点，结合施工现场具体情况设计最优方案。本文中该地铁车站土建施工项目因因车流量较大，施工现场整体呈现为狭长状，处于城市建筑物群下方，上方存在既有线，施工难度巨大，若仅采取人工勘察方式，将难以确保施工质量和安全性，而应用BIM技术能够对各影响因素空间最优化处理，在施工作业前做好预加固工作，规避施工风险，为施工作业高效开展提供指导作用。