1、住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE96智慧 建造INTELLIGENT CONSTRUCTION文/Article 李 强 范存磊 郑海彬基于 BIM 技术的机场市政交通工程设计与优化方案研究摘要：文章以西安咸阳国际机场三期扩建工程市政交通工程为例，对西安机场设计阶段各市政交通工程之间、各市政交通工程与相关建筑工程之间的基于 BIM 技术的碰撞检测、漫游审查与设计方案优化进行了研究及经验总结，旨在更好地提高该机场项目市政交通工程及相关建筑工程的设计质量，为 BIM 技术在西安机场全生命周期的应用提供基础理论支持，也为国内机场的建设提供实例经验参考。关键词：BIM 技术；
2、碰撞检测；机场市政交通；设计协同BIM（building information modeling），即建筑信息模型，在机场设计阶段的应用还处于起步阶段，实践经验匮乏。机场项目，设计阶段应用 BIM 技术意义重大：一方面，基于 BIM 技术辅助设计方案比选，通过 BIM 三维可视化模型，能够提高沟通效率，强化设计协调，避免因“错、漏、碰、缺”导致的设计变更，提高设计效率和设计质量，从而达到精细化设计要求；另一方面，可以将设计意图全面有效地传递到施工实施阶段，减少现场签证和变更，节约成本，缩短工期。文章结合西安咸阳国际机场三期扩建工程（以下简称“西安机场”）市政交通工程实例，对 BIM 技术在设
3、计阶段的应用进行分析和总结。1 工程概况与 BIM 应用分析西安机场市政交通工程（文章所提到的机场市政交通工程，是指地上的道路、高架桥和地下的综合管廊、下穿隧道、地道等）错综复杂，纵横交错，空间关系复杂，平面上需考虑与航站楼、GTC 的衔接，立面上需考虑高架桥基础、综合管廊、下穿隧道、航站楼基础、GTC基础之间有无冲突，传统二维设计手段难以发现这些隐蔽的问题，主要问题如下：（1）典型的多专业设计交接区域，需要解决多专业设计交圈问题；（2）涉及多家设计单位的沟通管理，协同管理困难；（3）传统设计施工图问题多，须经施工深化设计后才能指导现场施工。西安机场市政交通枢纽局部展示图如图 1 所示。图 1
4、 西安机场市政交通枢纽局部展示图西安机场在总结国内民用运输机场工程 BIM 应用实践经验和研究成果的基础上，确定了在西安机场建设全生命周期应用 BIM 技术的行动方案，期望利用 BIM 技术提高设计质量、提升西安机场建设品质。考虑到西安机场市政交通工程的特殊性，西安机场率先在市政交通工程设计阶段进行 BIM 技术的试点应用研究，采用 BIM 辅助设计的创新管理模式，充分发挥 BIM 技术的优势，旨在解决多专业设计不交圈、多单位协同困难、设计图纸问题多等传统设计痛点，更好地完成机场市政交通工程的设计工作，为 BIM 技术在西安机场的全面铺开应用提供指导，并将其延伸应用于机场建设全生命周期。HOU
5、SING AND REAL ESTATE住宅与房地产97西安机场市政交通工程的设计与优化总体技术路线如图 2 所示。2 基于 BIM 技术的设计协同及优化方案2.1 搭建 BIM 实施环境BIM 实施环境包含两项内容：一是配置 BIM 实施所需的软硬件；二是组建专业的 BIM 实施团队。（1）BIM 软硬件体系：应充分考虑项目的实际工程概况（如机场项目体量大、专业多、协同困难等特点），考虑全生命周期过程中的数据交互、信息传递可行性与流畅性，结合项目拟实施的 BIM 技术应用点，以及 BIM实施所需的服务器、建模、展示和移动应用等，以此确定项目具体的软硬件配置。（2）BIM 实施团队体系：应充分
6、考虑项目 BIM 技术应用模式、BIM 技术实施组织方式、业主单位组织架构、项目参与单位等。西安机场选择组建项目级 BIM 中心，机场建设指挥部与 BIM 顾问一起在 BIM 中心工作，以指挥部为主，共同指导和督促各设计 BIM 人员开展设计阶段 BIM 应用。2.2 模型建立为确保 BIM 模型质量，此项目从模型建立流程、交付格式、深度及信息要求、模型拆分及构件分解、命名规则等方面对模型质量做出具体的要求，为 BIM 技术应用提供高质量模型。（1）制定项目建模标准。详细说明项目模型样板文件要求，明确模型建模软件版本、交付格式、模型深度、模型信息、模型及构件拆分原则、命名规则、色彩标准等内容，
7、确保项目所有模型规范统一，满足 BIM 技术的实施需求。（2）建立项目模型样板。统一建立项目各专业标准模型样板文件，统一文件名，统一项目原点，统一标高轴网，统一构件名称。（3）模型建立与自审。根据设计方案，结合项目建模标准，在标准模型样板文件的基础上建立各专业 BIM模型。在模型建立、自审与修改过程中，发现设计方案问题并形成设计方案优化报告，收集新建立的标准 Revit族文件。2.3 碰撞检测及漫游审查BIM 模型三维可视化特点与碰撞检测技术有助于多专业设计协同问题的发现和解决，有效提高设计沟通协调效率。在初步设计方案模型完成后进行碰撞检测，整个碰撞过程将分为“硬碰撞”和“软碰撞”，“硬碰撞”
8、是各工程间实际发生的碰撞问题，而“软碰撞”是指各工程间虽未发生实际碰撞但预留的空间无法进行相应的施工操作。整理碰撞检查结果，形成碰撞检测以及优化建议报告，具体分为单专业设计问题和多专业碰撞问题，交由设计人员进行优化，通过不断的协调碰撞优化设计结果，确保在正式施工图前解决所有冲突，实现设计方案最优化。在此过程中，通过整合机场模型创建一个虚拟的三维环境，用动态交互的方式对未来的市政交通工程进行全方位的审视，模拟市政交通运行流线，实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较，辅助专业设计完成设计方案的优化。2.4 设计协同及优化基于 BIM 模型的图模校验技术有助于图纸问题的发现和解决，提升图纸设计
9、质量。机场市政交通工程设计图 2 总体技术路线图设计方案（专业设计）模型建立（设计 BIM）碰撞检测及优化报告（BIM 咨询）设计方案优化（专业设计）问题确认（设计咨询）问题确认（设计咨询）问题仍有问题无模型更新（设计 BIM）优化完成（专业设计）优化确认（设计咨询）设计出图（专业设计）碰撞检测校核（BIM 咨询）碰撞检测校核（BIM 咨询）住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE98智慧 建造INTELLIGENT CONSTRUCTION方案优化工作的开展，需要各参与单位共同配合，协同推进。机场 BIM 中心在项目前期，制定了基于 BIM 的工作管理制度，建立了基于 BI
10、M 协同管理平台的管理模式，实现了设计阶段建设指挥部、设计院、BIM 顾问与设计顾问之间，基于 BIM 平台的有效的协同工作模式。第一，设计 BIM 将各专业模型上传平台，BIM 顾问进行模型审查和碰撞检测，形成碰撞检测及优化报告，与设计顾问进行问题确认后，在 BIM 管理平台上创建设计模型问题视图并发布任务。第二，专业设计在平台上打开设计模型问题视图，通过模型查看具体问题，给出优化方案。涉及多专业碰撞协调的问题，由机场建设指挥部组织多专业碰撞协调会，会上敲定问题解决方案。过程中设计咨询跟踪问题解决进度。第三，设计 BIM 根据专业设计提供的优化方案更新模型并上传至平台，BIM 顾问再次进行模
11、型审查和碰撞检测，校核设计优化成果。如仍有问题，先与设计顾问进行问题确认，然后重复第一、第二步工作，直至“零碰撞”，优化完成。3 结束语西安机场设计阶段全专业全过程深入应用 BIM 技术，建立起了基于 BIM技术的民航建设管理新模式。由机场指挥部牵头，BIM 顾问组织和协调，在参考文献1 杨冬,刘勇,邹家撇,等.BIM 技术在广州白云国际机场综合交通枢纽项目中的应用 J.施工技术,2018,47(6):133-136.2 曹少卫.BIM 技术在大型铁路综合交通枢纽建设中的应用 M.北京:机械工业出版社,2017.3 吴友峰.试论机场市政道路工程项目前期阶段管理的侧重点 J.散装水泥,2022(
12、3):60-61,63.4 刘智敏,王英,孙静,等.BIM 技术在桥梁工程设计阶段的应用研究 J.北京交通大学学报,2015,39(6):80-84.5 周游,陈建丰,范宇丰,等.BIM 技术在市政立交设计阶段的应用研究 J.重庆交通大学学报(自然科学版),2019,38(7):60-65.各设计单位的通力配合下，设计阶段 BIM 技术在市政交通设计优化方面的应用取得了一定的成效，真正做到了设计图纸“零碰撞”。另外，通过搭建 BIM 协同管理平台，将各参与方真正融入一个 BIM 管理平台进行协同工作，有效实现了跨组织的文件及模型管理，提高了各方的沟通效率。然而，在此次课题的研究仍存在不足之处。因为地铁、大铁机场出站段不属于机场建设范围，而机场 GTC 下部结构又与地铁、大铁机场出站段结构顶板连接，尽管机场建设指挥部充分考虑了 GTC 与地铁、大铁的衔接，但是地铁、大铁建设期与机场不同步，相关建设单位无法为机场建设指挥部提供 BIM模型进行方案验证，可能存在施工过程中 GTC 与地铁、大铁冲突的隐患。因此，建议在规划机场及配套工程建设时，把地铁、大铁机场出站段总体纳入机场建设范围，或建立联合指挥部，应用 BIM 技术综合解决 GTC 与地铁的衔接问题，避免现场拆改，节约建设工期，提升项目品质。（作者单位：李强，西部机场集团建设指挥部；范存磊、郑海彬，四川开元能信工程管理有限公司）