拉合爾位于巴基斯坦東北部，是巴基斯坦第2大城市。巴基斯坦拉合爾軌道交通橙線項目是“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”的第1個項目，也是國鐵集團(tuán)牽頭“走出去”的第1個進(jìn)入實際執(zhí)行階段的項目，該項目的順利實施，將對“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”的其它項目起到示范性作用

2015年4月20日，在中巴兩國領(lǐng)導(dǎo)人的見證下，原中國鐵路總公司-北方工業(yè)公司聯(lián)營體在巴基斯坦首都伊斯蘭堡與旁遮普省快速公交公司(PMA)簽訂了該項目的EPC總承包合同，中國鐵設(shè)(原鐵三院)承擔(dān)設(shè)計分包。隨后，中國鐵設(shè)以優(yōu)秀的人員配置成立了設(shè)計項目部，由中國鐵設(shè)副總工程師擔(dān)任項目經(jīng)理，迅速投入設(shè)計工作。

國內(nèi)地鐵線路多以數(shù)字命名，而國外許多地鐵線路都是以顏色命名的，如“橙線”“紅線”。拉合爾市首條城軌項目就命名為橙線，線路全長約27km，共設(shè)26座車站。其中地上站24座，地下站2座，車輛段和停車場各1座。

在橙線工程線路北端，LahoreRingRoad東側(cè)設(shè)1座車輛段;在線路南端，AliTown以南設(shè)1座停車場。車輛段出入線長度約1.92km，占地面積約19.6ha，鋪軌長度約8.43km;停車場出入線長度約0.48km，占地面積約6.5ha，鋪軌長度約4.16km。

拉合爾橙線項目是一個重要的國際項目，工程周期短，投資有限;在該項目的設(shè)計中，中國鐵設(shè)還面臨著資料不全、標(biāo)準(zhǔn)不一致、設(shè)計進(jìn)度提前等多種困難;同時，還需要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐娜宋淖诮塘?xí)慣和自然氣候條件，更充分地了解業(yè)主的需求，以及順暢與巴方設(shè)計人員交流協(xié)作等挑戰(zhàn)。為保證如期、高質(zhì)量交付這一重大國際項目，項目部組織了一次由多方參與的BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場交流會，通過交流和認(rèn)證，最終決定引入BIM技術(shù)，確保設(shè)計質(zhì)量和工程進(jìn)度。

基本情況與面臨的問題

車輛段設(shè)由材料棚、堿性蓄電池間及空壓機(jī)間、控制中心及安全中心、門衛(wèi)室、內(nèi)燃調(diào)機(jī)及特種車庫、培訓(xùn)中心、牽引變降壓混合變電所、污水處理所、洗車庫、易燃品間、雨水泵站、檢修組合庫、運(yùn)用組合庫、綜合辦公樓、物資總庫及汽車庫、信號樓及試車線、綜合維修中心等17座建筑物;停車場設(shè)有給水所、門衛(wèi)室、運(yùn)用組合庫、綜合辦公樓、物資總庫、洗車庫、牽引變降壓混合變電所、雨水泵房、消防泵房等9座建筑。為確保列車安全駛?cè)雸觥⒍危⒌玫接行У那逑础B(yǎng)護(hù)、維修，在場、段中布置有動力照明及低壓配電、動照及牽引變電、環(huán)控、接觸軌、通信、信號、機(jī)油管線、柴油管線、采暖管、熱水管、廢水、給水、雨水、排水、中水、自噴淋與消防管道等數(shù)十個專業(yè)管線。此外，場、段內(nèi)還設(shè)有各專業(yè)地下管井、管溝等，管線與管井等布置錯綜復(fù)雜。

如此復(fù)雜的建筑群體以及建筑物周邊的密集且交叉的軌道和管線，傳統(tǒng)設(shè)計方式下，車輛段、停車場主要面臨以下幾類問題：

1、各專業(yè)各類室外管線的合理布置

在車輛段和停車場中設(shè)有通信電纜管線、電力電纜管、壓縮空氣管、冷卻水管、機(jī)油管、柴油管、采暖管、熱水管、給排水與消防管等數(shù)十種專業(yè)的管線，各專業(yè)分別設(shè)計，難免會有碰撞沖突。

2、各專業(yè)管線的室內(nèi)合理布置

與地鐵車站類似，車輛段、停車場內(nèi)的檢修庫、控制中心、安全中心等建筑物對管線綜合也有較高的要求。在拉合爾橙線項目這樣的重大國際項目中，不能容許出現(xiàn)類似進(jìn)行到施工階段中才發(fā)現(xiàn)管線無法合理排布，發(fā)生變更影響工程進(jìn)度這樣的問題。

3、建筑物、構(gòu)建物與管線之間的關(guān)系處理

布置在建筑物附近的室外埋置管線的線路容易與建筑物的基礎(chǔ)發(fā)生沖突;各專業(yè)的管井，如：水管管井、消防管井等，其他專業(yè)管線都應(yīng)避開;另外，各類檢修孔，是否都被其他管線合理避開。

類似如上的幾類問題，都是傳統(tǒng)二維設(shè)計方式難以發(fā)現(xiàn)的設(shè)計細(xì)節(jié)問題。

4、管線跟軌道、軌枕、道床等的關(guān)系處理

除應(yīng)規(guī)避場、段內(nèi)的各種建筑物基礎(chǔ)、避讓各種埋地的構(gòu)筑物外，場段內(nèi)的室外管線還需要盡可能避開場、段內(nèi)的軌道軌枕、道床等。在傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式下，相關(guān)專業(yè)設(shè)計人員很難做出全面細(xì)致的判斷。

5、控制開挖工作量

傳統(tǒng)二維設(shè)計模式下，各專業(yè)分別設(shè)計各自管線的路由，在不是十分確定各管線之間距離關(guān)系的情況下，通常會預(yù)留較大的間距空間。這就造成施工開挖工作量的加大。即便如此，在施工現(xiàn)場也難免發(fā)生各種碰撞調(diào)整，拆改和重新開挖將進(jìn)一步造成資金的浪費(fèi)，并延長施工進(jìn)度。

BIM技術(shù)路線

圍繞解決車輛段、停車場室外管線以及室內(nèi)管線布置的設(shè)計難題，使得高效率、高質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)，我們在應(yīng)用BIM技術(shù)前，采取了問題機(jī)理分析、技術(shù)比較、制定和執(zhí)行方案等的總體技術(shù)路線。

國內(nèi)地鐵BIM技術(shù)應(yīng)用已有多年經(jīng)驗。主要有基于協(xié)同工作平臺開展“大BIM”，翻模碰撞檢測和基于規(guī)范開展管線綜合設(shè)計等幾種模式。

其中管線綜合BIM設(shè)計模式在南京、無錫、天津等地開展較充分。具有經(jīng)濟(jì)價值突出，且其投入產(chǎn)出比較高等特點(diǎn)。

綜合分析比較后，拉合爾橙線的BIM技術(shù)應(yīng)用選擇了管線綜合BIM正向設(shè)計。將管線綜合作為一門跨專業(yè)的交叉學(xué)科，納入城市軌道交通設(shè)計中的一個獨(dú)立專業(yè)。在設(shè)計階段，完成各專業(yè)“總裝”;利用管線綜合技術(shù)力量，控制各專業(yè)間彼此合理避讓，并協(xié)調(diào)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)布置以及各專業(yè)管線的布置;以三維數(shù)字化方式開展管線綜合BIM正向設(shè)計，采用北京芘苜工程技術(shù)有限公司十年來工程實踐總結(jié)出來的管線綜合設(shè)計技術(shù)要求，在滿足各專業(yè)設(shè)計規(guī)范要求的前提下，杜絕碰撞。

在技術(shù)方案的執(zhí)行方面，設(shè)計階段主要是同步開展各專業(yè)協(xié)同設(shè)計工作、管線綜合BIM正向設(shè)計向其他各系統(tǒng)專業(yè)設(shè)計提出咨詢意見、三維交流審查等。

拉合爾橙線項目中參與方較多，且部分設(shè)計工作由巴方設(shè)計(比如建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè))，因此BIM交流審查的環(huán)節(jié)很重要，也非常有價值。當(dāng)三維模型展示在大家面前時，省去了許多原本需要借助翻譯傳遞的解析、確認(rèn)等。

解決問題

通過BIM技術(shù)在車輛段、停車場設(shè)計階段中的應(yīng)用，歸納起來解決了以下7大類問題：

解決管線過軌的設(shè)計問題

解決管線跟軌道、軌枕和道床的碰撞問題

解決室外管線之間的碰撞問題

解決強(qiáng)、弱電橋架手孔和三通人孔的設(shè)計問題以及手孔和人孔與管線之間的碰撞問題

解決給排水管、消防水管管井的設(shè)計尺寸和管井跟其他專業(yè)管線之間的碰撞問題

解決路面坡度和管線埋深的之間關(guān)系問題

解決管線跟建筑物、構(gòu)筑物之間的關(guān)系問題

經(jīng)管線綜合BIM正向設(shè)計，調(diào)整不符合規(guī)范的交叉間距13處，根據(jù)原設(shè)計要求，對提資中的73處交叉點(diǎn)均經(jīng)過合理有效的優(yōu)化。確保間距滿足規(guī)范要求，且兼顧各相關(guān)管線，避免不必要的擴(kuò)大間距。

最后根據(jù)管線綜合BIM設(shè)計成果，對車輛段、停車場的室外管線交叉點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計列表，為現(xiàn)場施工起到了關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。

(1)管線綜合BIM正向設(shè)計補(bǔ)全了各專業(yè)組裝和總裝。

在類似軌道交通的復(fù)雜項目中，專業(yè)多，各專業(yè)相對集中的布置在有限的場地中，管線綜合設(shè)計起到了各專業(yè)組裝和總裝的作用。

(2)充分提資以及盡早開展管線綜合BIM正向設(shè)計，是這項工作成功的前提。

產(chǎn)品的組裝不能缺少任何一個關(guān)鍵部件。與此類似，管線綜合設(shè)計的前提是各個待“組裝”齊全。

(3)根據(jù)項目具體情況調(diào)整工作流程。

要充分考慮項目的特點(diǎn)、限制因素、特殊條件等具體情況，合理調(diào)整工作流程。既要做到流程適應(yīng)項目，也要做到項目適應(yīng)流程。

(4)開展施工指導(dǎo)，嚴(yán)格按圖BIM圖施工是設(shè)計成果落地的關(guān)鍵。

(5)有豐富經(jīng)驗的管線綜合設(shè)計能有效控制車輛段、場的室外管線施工的開挖工作量。

(6)合理利用管線綜合BIM設(shè)計成果的直觀性，可為國際項目的溝通效果增色。