BIM技术案例分享：巴基斯坦拉合尔橙线项目车辆段场BIM应用

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拉合尔位于巴基斯坦东北部，是巴基斯坦第2大城市。巴基斯坦拉合尔轨道交通橙线项目是“中巴经济走廊”的第1个项目，也是国铁集团牵头“走出去”的第1个进入实际执行阶段的项目，该项目的顺利实施，将对“中巴经济走廊”的其它项目起到示范性作用

2015年4月20日，在中巴两国领导人的见证下，原中国铁路总公司-北方工业公司联营体在巴基斯坦首都伊斯兰堡与旁遮普省快速公交公司(PMA)签订了该项目的EPC总承包合同，中国铁设(原铁三院)承担设计分包。随后，中国铁设以优秀的人员配置成立了设计项目部，由中国铁设副总工程师担任项目经理，迅速投入设计工作。

国内地铁线路多以数字命名，而国外许多地铁线路都是以颜色命名的，如“橙线”“红线”。拉合尔市首条城轨项目就命名为橙线，线路全长约27km，共设26座车站。其中地上站24座，地下站2座，车辆段和停车场各1座。

在橙线工程线路北端，LahoreRingRoad东侧设1座车辆段;在线路南端，AliTown以南设1座停车场。车辆段出入线长度约1.92km，占地面积约19.6ha，铺轨长度约8.43km;停车场出入线长度约0.48km，占地面积约6.5ha，铺轨长度约4.16km。

拉合尔橙线项目是一个重要的国际项目，工程周期短，投资有限;在该项目的设计中，中国铁设还面临着资料不全、标准不一致、设计进度提前等多种困难;同时，还需要适应当地的人文宗教习惯和自然气候条件，更充分地了解业主的需求，以及顺畅与巴方设计人员交流协作等挑战。为保证如期、高质量交付这一重大国际项目，项目部组织了一次由多方参与的BIM技术应用现场交流会，通过交流和认证，最终决定引入BIM技术，确保设计质量和工程进度。

基本情况与面临的问题

车辆段设由材料棚、碱性蓄电池间及空压机间、控制中心及安全中心、门卫室、内燃调机及特种车库、培训中心、牵引变降压混合变电所、污水处理所、洗车库、易燃品间、雨水泵站、检修组合库、运用组合库、综合办公楼、物资总库及汽车库、信号楼及试车线、综合维修中心等17座建筑物;停车场设有给水所、门卫室、运用组合库、综合办公楼、物资总库、洗车库、牵引变降压混合变电所、雨水泵房、消防泵房等9座建筑。为确保列车安全驶入场、段，并得到有效的清洗、养护、维修，在场、段中布置有动力照明及低压配电、动照及牵引变电、环控、接触轨、通信、信号、机油管线、柴油管线、采暖管、热水管、废水、给水、雨水、排水、中水、自喷淋与消防管道等数十个专业管线。此外，场、段内还设有各专业地下管井、管沟等，管线与管井等布置错综复杂。

如此复杂的建筑群体以及建筑物周边的密集且交叉的轨道和管线，传统设计方式下，车辆段、停车场主要面临以下几类问题：

1、各专业各类室外管线的合理布置

在车辆段和停车场中设有通信电缆管线、电力电缆管、压缩空气管、冷却水管、机油管、柴油管、采暖管、热水管、给排水与消防管等数十种专业的管线，各专业分别设计，难免会有碰撞冲突。

2、各专业管线的室内合理布置

与地铁车站类似，车辆段、停车场内的检修库、控制中心、安全中心等建筑物对管线综合也有较高的要求。在拉合尔橙线项目这样的重大国际项目中，不能容许出现类似进行到施工阶段中才发现管线无法合理排布，发生变更影响工程进度这样的问题。

3、建筑物、构建物与管线之间的关系处理

布置在建筑物附近的室外埋置管线的线路容易与建筑物的基础发生冲突;各专业的管井，如：水管管井、消防管井等，其他专业管线都应避开;另外，各类检修孔，是否都被其他管线合理避开。

类似如上的几类问题，都是传统二维设计方式难以发现的设计细节问题。

4、管线跟轨道、轨枕、道床等的关系处理

除应规避场、段内的各种建筑物基础、避让各种埋地的构筑物外，场段内的室外管线还需要尽可能避开场、段内的轨道轨枕、道床等。在传统的二维设计模式下，相关专业设计人员很难做出全面细致的判断。

5、控制开挖工作量

传统二维设计模式下，各专业分别设计各自管线的路由，在不是十分确定各管线之间距离关系的情况下，通常会预留较大的间距空间。这就造成施工开挖工作量的加大。即便如此，在施工现场也难免发生各种碰撞调整，拆改和重新开挖将进一步造成资金的浪费，并延长施工进度。

BIM技术路线

围绕解决车辆段、停车场室外管线以及室内管线布置的设计难题，使得高效率、高质量完成设计任务，我们在应用BIM技术前，采取了问题机理分析、技术比较、制定和执行方案等的总体技术路线。

国内地铁BIM技术应用已有多年经验。主要有基于协同工作平台开展“大BIM”，翻模碰撞检测和基于规范开展管线综合设计等几种模式。

其中管线综合BIM设计模式在南京、无锡、天津等地开展较充分。具有经济价值突出，且其投入产出比较高等特点。

综合分析比较后，拉合尔橙线的BIM技术应用选择了管线综合BIM正向设计。将管线综合作为一门跨专业的交叉学科，纳入城市轨道交通设计中的一个独立专业。在设计阶段，完成各专业“总装”;利用管线综合技术力量，控制各专业间彼此合理避让，并协调优化建筑结构布置以及各专业管线的布置;以三维数字化方式开展管线综合BIM正向设计，采用北京芘苜工程技术有限公司十年来工程实践总结出来的管线综合设计技术要求，在满足各专业设计规范要求的前提下，杜绝碰撞。

在技术方案的执行方面，设计阶段主要是同步开展各专业协同设计工作、管线综合BIM正向设计向其他各系统专业设计提出咨询意见、三维交流审查等。

拉合尔橙线项目中参与方较多，且部分设计工作由巴方设计(比如建筑、结构专业)，因此BIM交流审查的环节很重要，也非常有价值。当三维模型展示在大家面前时，省去了许多原本需要借助翻译传递的解析、确认等。

解决问题

通过BIM技术在车辆段、停车场设计阶段中的应用，归纳起来解决了以下7大类问题：

解决管线过轨的设计问题

解决管线跟轨道、轨枕和道床的碰撞问题

解决室外管线之间的碰撞问题

解决强、弱电桥架手孔和三通人孔的设计问题以及手孔和人孔与管线之间的碰撞问题

解决给排水管、消防水管管井的设计尺寸和管井跟其他专业管线之间的碰撞问题

解决路面坡度和管线埋深的之间关系问题

解决管线跟建筑物、构筑物之间的关系问题

经管线综合BIM正向设计，调整不符合规范的交叉间距13处，根据原设计要求，对提资中的73处交叉点均经过合理有效的优化。确保间距满足规范要求，且兼顾各相关管线，避免不必要的扩大间距。

最后根据管线综合BIM设计成果，对车辆段、停车场的室外管线交叉点进行统计列表，为现场施工起到了关键的指导作用。

(1)管线综合BIM正向设计补全了各专业组装和总装。

在类似轨道交通的复杂项目中，专业多，各专业相对集中的布置在有限的场地中，管线综合设计起到了各专业组装和总装的作用。

(2)充分提资以及尽早开展管线综合BIM正向设计，是这项工作成功的前提。

产品的组装不能缺少任何一个关键部件。与此类似，管线综合设计的前提是各个待“组装”齐全。

(3)根据项目具体情况调整工作流程。

要充分考虑项目的特点、限制因素、特殊条件等具体情况，合理调整工作流程。既要做到流程适应项目，也要做到项目适应流程。

(4)开展施工指导，严格按图BIM图施工是设计成果落地的关键。

(5)有丰富经验的管线综合设计能有效控制车辆段、场的室外管线施工的开挖工作量。

(6)合理利用管线综合BIM设计成果的直观性，可为国际项目的沟通效果增色。

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