中铁十八局集团市政工程有限公司 300222
摘要：在地铁施工中应用BIM技术，可以将施工作业对周边建筑物的破坏影响进行可视化展示，同时也能对加固保护措施的应用效果进行评价预测，这对合理采取处置措施以确保建筑物安全以及促进地铁施工作业的顺利开展具有重要意义。本文对BIM技术进行了概述，并就其与建筑加固保护的结合应用进行了探讨，最后对建筑加固的BIM模型创建问题进行了分析讨论，希望对后续的地铁工程施工建设工作能够有所借鉴。
关键词：地铁施工；周边建筑；加固保护；BIM技术
1研究意义
城市地铁因为其独特的交通优势以及对城市交通出行的极大改善而获得了快速发展，其中一个最典型的特征就是我国的大型或区域中心城市都在大力推进地铁建设，这给城市化进程的加快和城市经济的发展起到了良好的促进作用。但与此同时我们也要清醒地看到，城市地铁一般都修建在建筑和人员密集区域，再加上地下复杂管线的影响，导致地铁修建过程必定会对周边产生诸多影响，比如会导致施工区域内的土体破坏，进而导致地表出现塌陷、位移以及非连续形变等，而这作用在周围建筑物上就可能导致塌陷、开裂以及倾斜等破坏效果，如何在地铁施工建设中对周围建筑进行加固保护成为了本领域面临的一个主要问题。
针对以上问题，国内外很多学者提出了诸多辅助技术手段，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）就是其中比较典型的一种。利用BIM技术，可以对周围建筑物以及地铁施工修建的地下构筑物进行3D数字模型化，然后结合可视化技术就能对所有构筑物的空间位置准确性进行仿真判断。在此基础上，如果再融入时间维度，就可以实现4D模型设计，这样就可以按照施工进度对建筑物的沉降、倾斜等情况进行预测分析，为提前采取加固等保护措施提供充分依据。鉴于此，有必要强化BIM技术在地铁施工周边建筑物加固中的应用。本文正是立足于这一出发点，对BIM技术进行了概述，并就其与建筑加固保护的结合应用进行了探讨，最后对建筑加固的BIM模型创建问题进行了分析讨论，希望对后续的地铁工程施工建设工作能够有所借鉴。
2 BIM技术概述
BIM技术是以周边建筑和地铁工程构筑物的各项信息作为基础依据，从而实现三维模型的创建，然后利用数字仿真手段对真实建筑物的信息进行模拟，它的技术特点如下：第一，可视化。因为BIM技术可以将建筑物信息进行数字模型化，这样就能进行可视化展示（如图1所示），而可视化展示在包括地铁工程在内的各种工程建设领域都具有非常大的作用。在此基础上，通过加入时间信息，就可以实现整个施工作业过程的可视化，从而为地铁施工中周边建筑物遭受到的破坏影响进行动态监测和提前预判，为加固保护措施的正确应用提供有效依据。第二，协调性。现代地铁工程的施工建设是一个相对复杂的系统，涉及到的单位和专业众多，需要各方面进行充分协调才能确保工程建设的顺利开展。而利用BIM技术可以在施工前就对后续可能出现的交叉领域进行协调并生成相应数据，为工程建设的组织运行提供参考。第三，模拟性。BIM的模拟性主要体现在两个方面：一是可以通过数字模型化对地铁施工构筑物以及周边建筑物进行仿真模拟；二是可以加入时间信息，对施工过程进行模拟预测。第四优化性。地铁工程从设计、施工建设到运营的过程实质上是一个不断优化的过程，而利用BIM技术可以更好地实现优化功能。
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图1 北京地铁19号线的BIM模型应用展示
3 BIM技术与建筑加固保护结合
上文已经谈到，地铁施工建设将对周边建筑物造成一定程度的不利影响，而利用BIM技术对建筑物进行仿真模拟，并融入时间维度信息，那么就能实现对整个施工过程的模拟分析。通过将模拟信息不断地与实际情况进行对比分析，可以为相关加固保护措施的应用效果进行评估，并为后续措施的调整优化提供依据。通过上述分析不难看出，BIM技术与建筑加固保护的结合应用主要涉及两个方面的关键内容：一是建筑物加固保护措施的应用；二是对施工过程中周边建筑物的变化情况进行监控，并通过优化调整获得最优加固措施，实现处置效果的最佳化。下面将对这两个方面的内容进行详细论述：
1.周围建筑物的加固保护措施
建筑物的加固保护措施有很多，这里只对几类常见措施进行探讨：第一，注浆加固。注浆加固是对周边建筑物的地基直接进行注浆加固，这也是目前工程建设中最为常见的加固保护措施。注浆加固根据注浆压力分为静压注浆和高压注浆两类，它在深基坑开挖地铁站施工以及居民楼加固中应用较为广泛。第二，隔离桩法。采用隔离桩法可以实现对地基变形的限制，使其影响不至于扩散至周边建筑的地基处，进而实现对建筑物的间接加固保护作用。第三，地下连续墙隔断法。对于地铁施工中的深基坑开挖作业，可以采用地下连续墙隔断法。地下连续墙具有刚度大、完整性和耐久性好等优点，它可以紧靠已有建筑物，对周围建筑和地下管线的影响均较小。采用这种方法解决了基坑挖土体的位移问题，进而实现了对周边建筑物地基沉降和变形的有效控制，达到了对周围建筑物的加固保护目的。
2.基于BIM技术的周围建筑物监控
利用BIM技术，可以对周围建筑物的关键位置点伴随施工作业过程的变化情况进行监测。监测点一般设置在基坑周边及建筑物沉降变形的敏感处。监测点的布置位置和密度则应视具体加工保护措施而定。通过将监测点的数据反馈至BIM模型，就可以对当前建筑物的变形和位移情况进行评价，同时也就得到了加固保护措施的应用效果，为后续的施工操作与加工措施优化提供参考依据。
4周边建筑加固的BIM模型创建
1.模型创建
模型创建可以利用现有的CAD设计平台实现，通过平台提供的二次开发工具包设计专门的建筑加工BIM模型创建系统。然后通过人机交互的方式在系统里录入周边建筑、设计地铁以及加固措施的相关信息，完成模型创建。建筑加固的BIM模型可以对输入所有构筑物信息进行仿真模拟，据此就可以实现对加固构筑物是否与已有建筑物存在碰撞情况进行检测，还能对相应的隔离保护措施与建筑物间的安全距离是否符合要求进行检测，这些对后续的施工设计和加固措施优化具有重要意义。
2.动态监测
将时间维度融入到BIM模型中，通过监测点获得数据对BIM模型进行动态更新，显示当前加固措施下周边建筑物的沉降和变形发展情况。基于此，就可以实现对加固效果的评价与预测。如果发现加固保护措施效果不理想，就可以提前采取预防性手段，从而减小地铁施工对周围建筑物的破坏影响，避免更严重的危害情况发生。
5结束语
综上所述，在地铁施工中应用BIM技术，可以将施工作业对周边建筑物的破坏影响进行可视化展示，同时也能对加固保护措施的应用效果进行评价预测，这对合理采取处置措施以确保建筑物安全以及促进地铁施工作业的顺利开展具有重要意义。当然，BIM技术目前在实际施工中的应用还处于初级阶段，但笔者坚信其未来必将会有更为广阔的发展空间，包括地铁修建在内的国内工程建设行业加强对该技术的实践应用，利于在未来抢占技术和市场先机，确保自身能够走在时代潮流的发展前列。
参考文献：
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