中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 工程技术 ２０１５年８月・５・ 基于ＢＩＭ技术的接触网施工质量控制研究 李军 成都铁路局施工办四川成都６１００８１ 摘要：接触网是电气化铁路的重要组成部分，提升接触网施工质量控制水平对整个牵引供电系统至关重要。目前ＢＩＭ技术在 铁路行业逐渐推广和应用，将ＢＩＭ技术应用于接触网施工质量控制顺应了铁路行业的发展趋势。本文讨论了ＢＩＭ技术在接触网施 工质量控制中的应用优势和实施内容。 关键词：接触网；质量控制；ＢＩＭ 中图分类号：ＴＵ７２３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－５５８６（２０１５）４１—０００５－０１ １概述 接触网是将从牵引变电所获得的电能输送至电力机车或电 动车组的重要设施，接触网的质量和工作状态直接影响电气化 铁路的运输能力。铁路工程质量和建设水平的提高，在一定程 度上取决于电力牵引供电施工工程质量标准的科学性和可操作 性，尤其是高速电气化铁路，对接触网施工质量要求更严格。 由于施二广工期、施工人员水平、材料供应等多方面的因素，接 触网施工质量存在各种问题，包括不按设计或规范进行施工， 导致工程质量得不到保证；材料、零部件、工器具的安装或使 用不规范，影响了施工精度和使用寿命；由于相关专业施工进 度配合较差，施工中存在较多的冲突，施工工序安排不合理等。 随着铁路建设进程的推进，运营速度的提高，对接触网施工质 量控制提出了更进一步的要求，接触网施工质量控制的方式和 方法亟待改进。 ２接触网施工质量控制的现状 接触网施工是将业主的需求、设计单位的研究、规划和设 计方案形成最终接触网设施实体的过程。近年来，随着电气化 铁路施工经验的逐渐积累，施工企业项目质量水平稳中有升， 但是考虑到多方面的因素，目前的施工管理还是较为粗放，施 工质量控制方式较为陈旧，施工质量存在较多问题。 （１）传统二维接触网设计使用ＣＡＤ软件绘制的施工图， 图纸种类多且数量大，图纸之间缺少关联性，图纸之间协调性 较差，给正确施工带来隐患；因为二维图形采用点、线、面等 几何元素以及颜色、线型等示意表达接触网工程实体，图形抽 象程度较高，施工人员不易看懂，容易导致曲解，技术交底困 难；对于一些困难区域，设计深度不够，二维图形也难以表达 清楚设计意图，增加了施工难度。 （２）项目缺乏施工质量控制解决方案，现阶段的接触网 施工质量控制主要依靠事后抽查，检查工作较为滞后，发现问 题时间较晚，不能将隐患消灭在发生前，后期调整量较大，甚 至产生返工等情况，影响了施工进度，提高了项目成本。 ３基于ＢＩＭ技术的接触网施工质量控制 ３．１ ＢＩＭ技术与施工质量控制 项目质量控制是指对于项目质量实施情况的监督和管理。 随着生产力的发展，大大提高了生产工具和劳动力水平，同时 项目质量控制方法也面临新的问题，应用ＢＩＭ技术进行项目 质量控制，不仅提高工作效率，有效地提高项目质量控制水平， 节约成本，避免返工，有利项目进度控制，更好地达到项目整 体目标。在接触网施工质量管理中，既希望对接触网工程总体 质量情况进行及时的了解和掌握，又要求能够知道各分部、分 项工程的质量情况，同时要求能够动态及时管理和过程控制。 而ＢＩＭ技术恰恰能够使信息资源高效、准确的进行传递和反 馈，将整体或局部的情况，能够以特定的方式呈现在模型之上， 使工程管理人员能够便捷直观的了解到工程质量情况。 ３．２基于ＢＩＭ技术的接触网施工质量控制的优势 （１）ＢＩＭ技术改变了信息获取和传递途径，避免了“质 量信息孤岛” 传统接触网施工沟通方式通过二维纸质图纸和描述文件传 递信息，图纸种类和数量繁多，要求人员具有较强的空间想象 能力和专业技能，施工人员理解困难，且容易出现歧义。而 ＢＬＭ技术通过构建数字化信息模型，以三维方式表达施工内容， 项目参建各方均能够方便的了解和掌握项目的整体情况，解决 了传统接触网施工项目参与方信息存储和沟通不便的情况，避 免了出现“信息孤岛”。ＢＩＭ模型作为整体和局部质量信息 的载体，为对项目质量进行动态控制和过程控制提供基础。 （２）ＢＩＭ技术忠实记录质量基础信息、质量记录、处理 信息 ＢＩＭ技术通过数字建模，使管理内容变得可视化，存储庞 大的信息。接触网工程施工分部、分项的质量信息记录可以随 时查询，材料、设备和零部件等质量信息与设计内容和规范要 求等内容一同包含在接触网ＢＩＭ模型中，以此作为对项目质 量问题进行校核的依据，增强管理者对工程和质量掌控的力度， 提高质量管理效率。根据接触网ＢＩＭ模型，可以跟踪现场的 施工情况、安装是否符合设计要求；通过技术人员的测量及其 他工具采集的现场施工信息融入接触网ＢＩＭ模型，可对现场 施工情况进行追踪、记录、分析，掌握现场施工的不确定因素， 避免不良后果的出现，监控施工质量。 （３）ＢＩＭ技术实现４Ｄ虚拟施工，加强事前质量控制 ＢＩＭ技术有利于业主方、设计方和施工方等多方沟通协调， 对项目进行设计优化、冲突检查、项目可靠性验证等工作的开 展。施工方在接触网ＢＩＭ模型的基础上，添加时间信息，构 成４Ｄ信息模型，对项目的施工顺序、施工组织进行模拟和展 示，同时找出其施工计划中可能出现的干涉和碰撞，降低了现 场因施工和工艺变更带来的风险，减少了返工，确保工程质量。 ４Ｄ虚拟施工使项目实施前进行全面的事前质量控制成为可能。 ３．３基于ＢｌＭ技术的接触网施工质量控制的实施 （１）建立接触网ＢＩＭ模型 施工阶段所需的ＢＩＭ模型可以从设计阶段获取，设计阶 段建立的三维ＢＩＭ模型可以作为施工管理阶段ＢＩＭ功能技术 实现的载体。也可以直接根据设计图直接创建ＢＩＭ模型，补 充施工相关信息。 （２）优化设计，虚拟施工，拟定控制点 在接触网ＢＩＭ模型的基础上，进行碰撞检测，深化、优 化设计。对于跨线建筑物下接触网安装、站场雨棚与接触网合 架安装配合等情形，可以避免施工完成后才发现问题的情况发 生。通过４Ｄ施工模拟，预演施工，有助于制定和优化施工工 艺和流程，同时还可以更加形象的进行技术交底。利用接触网 ＢＩＭ模型，可以提前发现施工难点，拟定质量控制关键点， 如道岔定位安装、分相关节安装、隧道口附加导线跨越安装等。 （３）形成质量控制清单 利用ＢＩＭ技术进行质量控制，首先应搜集与分析接触网 项目相关数据。包括：质量要求、工作分解、工作进度等。应 根据验收规范如《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》、 设计文件等确定接触网工程本体的质量要求。同时根据验收规 范可以对接触网施工内容进行分解，接触网工程施工的整体质 量要求可分解成为一个个安装、装配或建造的质量要求。这些 定义的信息与接触网模型和施工进度计划相联系，不仅整个接 触网工程有了明晰的质量构成和分项工程的数量，每个分项工 程也有了各自明确的质量要求与参数，同时因为结合了施工进 度，可以以分项工程的质量控制要求为导向，完成按分部工程 及工序划分的质量控制清单。 （４）现场检查检验与数据返回 接触网施工现场的质量数据采集是施工中质检员必须完成 的工作，ＢＩＭ生成的清单，从分部工程以及施工工序的层次 明示了各分部工程需要满足的质量信息。质检员通过测量、检 （下转第６２页） ・６２・２０１５年８月 建筑设计 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 口距离是否符合规范、规划要求；建构筑物定位是否准确，建 构筑物外形尺寸是否与建筑单体一致；交通组织是否顺畅、合 理，车行道及停车库（场）出入口是否影响地面交通及人行安 ｂ．各层平面防火分区、防烟分区面积、防火（烟）分隔构 造等，其上下层叠加防火分区面积，相邻房间防火门及防火卷 帘设置位置、耐火极限等是否符合防火规定。 全；消防车道宽度净高、消防车道布置、消防“扑救面”等是 否符合规范要求。 （３）竖向布置图审核：竖向设计是否符合控规标高，场 地外围的城市道路等关键性标高是否标注；竖向设计方案是否 合理，场地标高与城市道路标高的关系是否合理，场地地面及 ｃ．各层平面疏散出入口数量、走廊、楼梯及门的宽度、疏 散距离、袋形走道长度、退台式建筑等，是否满足防火规范的 要求。 ｄ．当消防车道布置在屋面上时，其屋面水池、绿化等设施 布置是否能满足消防车通行及扑救要求。 道路的标高是否有利于排水；各设计标高标注是否齐全，道路 ｅ．立面图审核：立面高度是否符合规划部门的限高规定； 坡长、坡度、地面坡度是否交待清楚。 各立面及主要剖面（包括楼梯处剖面）是否齐全，各部位尺寸、 （４）管道综合图审核：场地范围、建构筑物位置是否与 标高、索引等标注是否达到深度。 总平面布置图一致，各种管线的位置是否与各专业图纸一致； ６结束语 各种管线之间的间距，管线与建构筑物间距是否符合规划要求 综上所述，建筑结构设计是影响建筑工程造价的关键环节 和施工要求；与市政管线的接管点位置是否与外部市政条件所 之一，建筑结构设计是一项复杂的系统工作，不仅是结构专业 确定的一致。 的事情，还需要建筑师的支撑，最大可能地减免建筑结构方案 （５）绿化布置图审核：绿化布置是否符合总平面布置图， 中影响含钢量控制的不利因素，在不降低结构安全的情况下节 是否与管线的布置有矛盾。 约造价。以达到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的 （６）技术经济指标：检查容积率、绿地率、停车位等各 目的。 项设计项目所要求的指标是否符合规划及有关规范等的要求。 参考文献 （７）楼层平面图审核： ［１］张斐．房地产项目开发设计阶段的成本控制Ⅱ］，２０１１（Ｏ２）： ａ．根据建筑物规模、使用功能、内部公用设施配置情况， １１４． 是否需设消防控制室。设消防控制室的位置、面积是否恰当， ［２］王丽红．建筑工程设计阶段成本控制方法的探讨Ｕ】．自 对内、外出入是否直接、方便。 然科学版，２Ｏｌ１（０Ｓ）：１２０． （上接第５３页） ５．２施工特点 通过工程的实际摊铺发现，超薄罩面沥青混合料的施工与 普通热拌沥青混合料相比有以下特点： （１）超薄罩面使用专用摊铺机进行摊铺，施工效率高、 摊铺速度快（每分钟５．７米）、可一次成型，高粘改性乳化沥 青同步喷洒避免运输车辆粘轮，最大程度提高工程质量、减少 环境污染。 （２）超薄罩面层同步摊铺时，高粘改性乳化沥青９０。Ｃ以 上高温喷洒，喷洒过程中蒸发部分水，在混合料覆盖过程中蒸 发剩余水量，强制乳化沥青破乳，不会产生沥青瞬间降温、变 脆现象的出现。 （３）性能优良的高粘改性乳化沥青粘层油可充分保障层 间粘结，并有效的封水。 ６工程的路用性能检测 为检验超薄罩面在道路养护中的使用效果，首发集团对京 藏高速谭峪沟隧道内加铺的超薄罩面路段运行一年后，进行了 跟踪检测，其渗水系数、构造深度、平整度等指标详见下表５。 从上表中可以看出，通车一年后，路面的各项指标均表现 良好，尤其是路面的渗水系数大大优于规范的技术要求，充分 体现了其优秀的封水能力，减少了路表水对路面结构的渗透， 延缓了路面性能的衰变。 ７结语 工等方面的各项技术要求，与普通的罩面材料相比，超薄罩面 对于粗集料的耐磨耗能力、罩面层与下承层的层间粘结等方面 提出了较高的技术要求，超薄罩面层的同步摊铺工艺可以充分 保证超薄罩面层及层间粘结的施工质量，通过实体工程的验证 发现超薄罩面对于水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性 养护具有较好的养护效果，但其长期路用性能仍需要持续的观 察和检测。 表５超薄罩面施工后一年的实测路用性能指标 技术指标 渗水系数 （ｍｌ／ｍｉ１３） 实测值（里程桩号） ３５（Ｋ５９＋７００） ２６（Ｋ５９＋５００） １．１５ｌ（Ｋ５９＋７００ Ｋ５９＋６００） 技术要求 ≤ｌ２０ （ＪＴＣＦＳ０／ｌ一２００４） 平整度（］ＲＩ） Ｏ．９１６（Ｋ５９＋６００ Ｋ５９＋５００） ≤ｌ＿２ （］ＴＧＦ８０／１—２ｏｏ４） ０．９５９（Ｋ５９＋５００ Ｋ５９＋４００） ４９（Ｋ５９＋７００） （唧） 摩擦系数（ＢＰＮ） ５３（Ｋ５９＋５００） 构造深度 （ｆｍ） ０ ９８（Ｋ５９＋７００） ０．９２（Ｉ（５９＋５００） ０．８ ｌ＿５ （ＳＨＣＦ４０—０１—２００２） 参考文献 ［１】潘磊，陈长．超薄罩面的寿命预估模型研究Ⅱ】．公路交通科 技（应用技术版），２０１４（８）：４０—４２． 本文通过介绍超薄罩面在京藏高速公路谭峪沟隧道工程中 的应用情况，详细阐述了超薄罩面在北方寒冷地区的材料、施 ［２］华夏，李大鹏．超薄罩面粘结层材料试验研究Ⅱ】．交通标准化， ２０１１（８）：１１５—１１８． （上接第５页）测等方式采集施工质量信息并填入清单中。同 时将ＢＩＭ模型与地理信息技术结合，可以明确各个清单的分 部工程所在的地理位置，利用移动设备如手机、平板电脑连接 通信网络，质检员能将ＢＩＭ模型与施工现场结合成为一个整 体。 ＢＩＭ技术在接触网施工质量控制中的优势和实施内容。ＢＩＭ 技术丰富了接触网施工质量控制的方法，有助于提升整个工 程的质量控制水平，提高工程施工质量。目前，铁路行业的 ＢＩＭ应用还处于初级阶段，缺少相关平台和软件，也缺少相 关标准、规范、规定的支撑。但是ＢＩＭ技术的应用是大势所趋， ＢＩＭ技术将引领铁路工程行业走向更高的层次，大大提高工 （５）施工质量评定 Ｍ技术在接触网工 借助ＢＩＭ技术对接触网工程进行质量控制，做到分部工 程集成化程度，提升行业效率。因此，ＢＩ 程的质量量化评价，将能提高整个接触网施工项目的质量。在 程施工质量控制方面具有很大的研究价值和应用价值。参考文献 接触网ＢＩＭ模型数据库中，提供设计信息，质检员采集并返 【１１朱飞雄．铁路电力牵引供电工程施工质量控制措施优化探 回施工的质量信息。从数据层面，ＢＩＭ模型增添了新维度， 设计数据和施工数据从虚拟和现实角度表示了接触网设施的质 讨Ⅱ】．铁道经济研究，２０１３（５）：１５２． 量信息，施工中，可以通过数据的量化分析，判断施工过程是 ［２］ＣＮ－ＴＢ．铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准［Ｓ】， 否处于统计控制状态，当处于受控状态后，也可以通过数据趋 ２００３． 势，采取措施保持过程所处的状态。 ［３］肖梦琪，莫世聪，熊峰等．基于ＢＩＭ的清单式施工质量控 ４总结 制方法Ⅱ］．项目管理技术，２０１４（１２）：７． 本文从ＢＩＭ技术与接触网施工质量控制的结合，探讨了