地铁人防工程BIM 技术的探讨

黄明泳

（桂林市人防工程设计院有限公司，广西桂林 541001）

0 引言

随着经济的增长，地铁工程的发展也得到了很大的进步。为了进一步提高地铁人防工程的品质以及满足人们对于地铁人防工程的要求，设计单位在项目设计过程中逐渐引入了许多先进的技术，其中BIM 技术因其特有的特性和优点，在地铁人防工程行业中得到了广泛的关注。所谓的BIM 技术，通常被称作信息模型技术。在进行三维模型的建立期间，需要将工程项目各种类型的信息、数据作为重要参数开展模型设计。通过BIM 技术的合理应用，可以提高设计、施工阶段的数字化、信息化效果，尤其在进行地铁人防工程施工期间，借助于三维模型以及数据信息库等工具，可以将施工安装过程中的操作方式及步骤详细地展现出来。同时，通过数据的实时共享，还能简化施工流程与操作，进而减少施工期间人力、物力、时间成本。

1 地铁人防工程概述

在每个地铁建设工程当中，地铁的人防工作是至关重要的部门与内容。在战争时代地铁承担着人员物资的运输、战争人员以及平民百姓的转运掩蔽工作，而在和平时代则承担着交通运输的重担，关系到国家的正常工作与经济发展，同时也能够侧面反映国家的经济发展状况。

地铁是大多数发达的现代城市所推崇的一项重点地下交通工具，四通八达的地铁网络不仅有极大的机动灵便性，同时还要求其有超高的强度与广阔的地下空间，其应用特点使得其具有诸多防空的优势。例如，在二战期间，拥有地铁的国家都借助其发挥了极大的防空优势。北京一、二期地铁和天津地铁都不同程度的考虑了战时的防护要求。以成寿寺和分钟寺两站之间的隧道为例，两站之间的隧道之间可以利用操控杆来实现对钢制大门的开合与移动操作。据相关了解发现，这种类似于隔断式的防护门是在地铁隧道内的每个站点之间都会设置于配备的。一旦有特殊需要，工作人员可以通过隔断式防护来确保一边区域的安全与密封，但在隔断时需要将通风装置开启，此时的地铁便转变为一个绝密的可靠避难场所。虽然是在和平时代，但是以北京市为例，他们在设防的地铁站孔口均配置了能够完成平战转换的防护性设备，在战争发生时可以迅速并及时的对抗甚至核武器在内的各种对于城市的袭击或其他种类的次生灾害。地铁车站的主体结构设计特点在于：必须满足对于荷载能力的要求，车站整体的刚度要求高，对于梁板柱墙的要求则需要比较粗厚结实；区间隧道方面要求埋深大，对于承载能力的要求较高，在扩增或者扩增较小的条件下也能够实现相应级别的防护要求。

地铁经过100 多年的发展，已不再是单一的地下工程，而是与城市地上地下建筑相结合的庞大综合体，其特点为综合性、立体性、快速快捷、四通八达。

1.1 兼顾人防构建轨道交通

在我国早期对地铁进行设计与建设的过程中就是以人防工程的要求进行设计的，在当时对其的主要功能要求是能够实现我国人民在战争时期的快速转移与疏散，而对于交通运输方面的功能则仅作为辅助方面。但在1992 年，背景对地铁复八线的建设则开始了对其职能的转变，开始向“以平时交通运营为主，兼顾人防”的思想转变。经过这次转变，对地铁人防的功能开始向使用运输功能转变，以此为节点，我国的地铁建设发展开始繁荣起来并拉动我国经济的快速发展。2007 年4 月3 日，北京市6条地铁线路人防工程设防方案的讨论会。这次会议在贯彻“以平时交通运营为主，兼顾人防”指导思想的同时，提出了“兼顾人防，建设和谐轨道交通”的新思路。

1.2 探索中不断完善技术规范

1998 年，中华人民共和国防空办公室颁布了针对地铁交通防空技术规范的项目任务书——《地下轨道交通工程防护技术研究》，该项任务书是总参工程兵第四设计研究院前后用时10余年时间，从六个主要方面着手进行了大量的分析与研究的工作，通过对国内外文献的检索，归纳并整理吸收了多年来地铁人防建设的成功案例、经验和先进技术手段，全面系统的分析讨论了轨道交通项目在和平时代交通职能与战争时代人防职能之间相互转换的突出矛盾，并针对具体问题提出了应对措施与方案。在2008 年12 月，我们国家的人民防空办公室在对该项目进行成果审查评判的会议当中，一直通过并达成共识：该项研究成果顺应了时代潮流，具有实际的应用价值与研究意义，能够使得轨道交通工程满足国家发展的经济价值与军事应用价值，研究成果水平也达到了国际的先进水平。因此在2009 年7 月，《轨道交通工程人民防空设计规范》正式获得发布实施。

2 BIM 技术在地铁人防工程的应用

地铁人防工程不仅可以在发生自然灾害时为民众提供一个庇护场所，还能在战时作为防空洞防备敌人的空袭，由于它的特殊性，也使得地铁人防工程的设计、施工等显得格外重要，BIM 技术的引进，能够更进一步提高地铁人防工程的品质。地铁人防工程的特点人防工程是为了应对各种情况而采取的一项应对措施，而地铁作为人们实际生活中经常接触到的东西，它与人们息息相关，地铁人防也显得更具有其特殊性，所以关于地铁人防的建设质量首先应该摆在第一位。

2.1 规划方面

人防工程的作用分为两种，平时是作为综合建筑使用，而到了战时，就成了人员躲避，救护的一个场所。地铁人防工程的建设方向是与城市地上建筑相结合，采取附建式、单建式、坑道式建筑模式，以便增加地下空间的使用效率以及经济、社会、环境等多方面的综合效益。

2.2 设计方面

在设计方面由于其特殊性，使用目的的不同，使得它与地面建筑有着很大的不同。地铁人防工程在建筑结构上充分考虑了平时与战时的合理转换，以及防火疏散等一系列的情况，杜绝各类危险情况的发生。

2.3 施工方面

施工环节是BIM 技术投入实际应用的关键性环节。对于人防设计工程项目来说，项目工程的气密性能是非常重要的，在设计过程中要纳入特别考虑的范畴。对于建筑结构的施工方面来说，要求混凝土一次性浇筑完成，管线洞口处要一次性预留到位，不能够发生后期在墙上再次打洞的状况发生。因此这对图纸的设计要求就极高。施工单位在进行施工过程中要充分读懂图纸，防止后期修改的情况发生，否则会对于工程的防护性能产生极大的影响。

3 地铁人防工程BIM 三维模型

3.1 三维模型分析

可视化协同设计BIM 的协同设计方法可以有效的解决各专业冲突问题。由建筑专业创建模型，各专业划分设计范围，创建各自的三维项目，并在自己专属的专业工作集内开展设计。

3.2 三维动画模拟

在对地铁的人防项目工程进行设计是一定要能够满足预设的战争时期对于防护的要求，此外还要考虑和平时代经济发展对其运输功能的要求。在两种时期不同的功能要求使得在项目在设计过程中要考虑到两种主要功能之间的相互转化。用模拟建筑三维的形式展现与观看者与施工方、设计方、监理方及业主和完全不是施工行业内的人之间的进行对项目及方案的沟通和了解，简化烦琐的工序、工艺的理解问题，节约沟通成本。

相比于传统绘图技术而言，BIM 技术能够为地铁人防工程施工提供三维图纸，并且BIM 技术有着透视性功能（施工人员可以从三维图纸中以不同视角准确地查看施工的具体位置），进而提高综合绘图的效果。通过BIM 技术的应用，能够显著降低施工人员的工作量，施工过程中只需严格按照设计图纸开展施工安装，碰撞问题就能得到有效的解决。

3.3 加强应用流程的管控，做好施工人员的培训

设计工作结束之后，就要借助BIM 技术指导后续的地铁人防工程施工工作。在进行施工人员的培训期间，要将BIM 技术的相关要点纳入到培训科目中，提高施工人员对BIM 技术的掌握程度。此外，在利用BIM 技术开展地铁人防工程设计施工期间，要加强对环境问题和能源问题的整理与分析，对能源化以及绿色节能软件要强化它们相互之间的集成。此外还应该对动态负荷数据做好核算，确保设计数据的准确性，进而完成合理统一的性能设计。另外，在地铁人防工程设计中，要协调各参与方，把握流程，使之能够在合理的时间得到合理的信息。最后，还需要建立一个标准化的三维参数产品库，提高施工工作的整体质量。

4 结束语

地铁人防工程的设计与施工质量，对于整个地铁项目的使用效果有着重要的应用。因而，现阶段在开展地铁人防工程的设计施工期间，要加强对BIM 技术的合理应用，提高施工工作的效率与质量，防止碰撞等问题的发生。此外，要借助BIM 技术建立三维地铁人防工程模型，对施工流程进行优化，确保施工进度、施工成本与质量得到有效的控制。BIM 技术的出现与应用能够方便设计工程人员能够用更加直观且便捷的途径来完成对于地铁人防项目工程模型的设计与完善，同时还可以快速检查发现模型中存在的问题，还能够对模型中存在的一些问题进行高效的分析与修改，是实现地铁人防工程全生命周期设计的必要条件。