动车段所作为铁路工程的典型工点，主要承担动车组检修和整备作业，动车段所BIM设计涉及站前、站后等10多个专业，是复杂的系统性工程。以南通动车所项目为例，从BIM深化设计流程、深化设计方法和深化设计应用等方面，开展BIM技术在动车段所项目中的深化设计应用研究

 BIM深化设计流程

结合传统二维深化设计流程以及BIM可视性、协同性等优点，动车段所BIM深化设计以BIM模型作为沟通交流的信息载体，项目不同参与方协同工作，提前解决设计中的冲突问题和施工中可能碰到的施工交叉干扰问题，完成BIM深化应用，并应用于施工指导，提升工程设计和施工管理的整体水平。

BIM深化设计方法

精细化设计

对于二维图中无法表达或表达不清楚、不合理的地方进行精细化设计，如末端电力设备的精确布置、预留孔洞及预埋管线的精确表达、复杂节点的精细化设计、综合管线优化排布以提高美观性等，确保设计成果满足施工和运营需求。

局部特殊调整

当整体布局优化调整完成后，针对局部区域的碰撞干扰及优化排布问题，可在满足设计意图和后期运维使用需求的前提下进行局部特殊调整，如电缆沟槽局部改直埋管、支架局部抬高、桥架局部截面尺寸调整等，以解决空间冲突问题。

多专业协同设计

对于因局部空间狭小导致各专业设计模型冲突严重等问题，应由BIM总体牵头组织相关专业BIM设计人员及二维施工图设计人员进行对接，必要时应召集建设方和施工方进行沟通，将施工中可能碰到的问题前置，从源头上联动解决专业冲突问题。

BIM 模型审核

BIM模型审核主要包括3个方面：

• 完成BIM建模后进行设计内容系统性检查，完成BIM模型初步审核

• BIM设计人员通过软件进行碰撞检查，针对典型碰撞问题，与二维设计人员对接，实现二三维联动设计

• 组织项目不同参与方召开专门的BIM模型审查会，针对BIM模型及其他相关深化设计方案问题进行综合评审，确保深化设计内容的合理性和可实施性

BIM深化设计应用

工程概况

盐通铁路是中国国家铁路集团有限公司实施工程总承包建设模式的试点项目，为双线高速铁路，设计行车速度为350km/h，起于盐城站，终于南通西站，新建正线156.686km。盐通铁路新建南通动车所1处，位于南通站以北及沪陕高速外侧，自南通站西咽喉引出2条出入段线接入动车所。南通动车所新建20条存车线（另预留16条）、6条检查库线（另预留4条）、2条人工清洗线、1条临修线、1条镟轮线、2条出入段线、1条牵出线（另预留1条），还有通过式洗车机2套和配套生产生活房屋。

南通动车所总平面布置图

南通动车所BIM效果图

综合管线碰撞优化

动车所综合管线涉及站场、给排水、四电、房建、暖通、动车等10多个专业。传统二维设计中，设计内容分散，专业设计人员无法有效协同，导致综合管线出现交叉碰撞情况较多，加之室外管线施工往往由多家施工单位负责，常因沟通不畅导致大量返工。

相比传统二维工作模式，应用BIM进行综合管线碰撞检查，可自动输出碰撞检查报告，最后各专业依据碰撞检查报告进行专业内的局部调整和专业间的协同优化设计。

碰撞检查可分为硬碰撞检查和软碰撞检查。硬碰撞检查主要是检查实体与实体之间的交叉碰撞，目前解决方案十分成熟，借助软件自带功能即可完成。软碰撞检查是检查实体与实体之间间距和空间无法满足要求的碰撞，目前没有完善的解决方案，需要明确碰撞检查规则，并进行相应软件开发实现。

碰撞检查流程

南通动车所项目对站场、给排水、电力、接触网、通信、信息、信号、房建、暖通、动车10个专业间执行室外综合管线碰撞检查，共发现有效碰撞349处，汇总整理为26项典型碰撞问题。

室外综合管线碰撞检查

针对碰撞问题开展专业内的优化调整以及专业间的协同优化设计，形成碰撞优化报告。通过对碰撞优化调整情况的分析汇总，将碰撞优化归纳总结为方案优化、路由优化、接口优化、局部优化、结构特殊处理5种类型。

室外综合管线碰撞优化典型应用

工艺方案模拟优化

以南通动车所检查库压缩空气管线布置方案为例，介绍BIM在工艺方案模拟优化方面的深化设计应用情况。中间股道压缩空气管线沿着3层作业平台布置，经分析提出3种布置方案。

检查库压缩空气管线平面布置

方案1。压缩空气管线吊挂在2层平台下方，该方案会占用平台下部作业空间（原作业净空高度从2.0 m减小到不足1.9 m），影响人员作业空间和作业安全。

方案2。压缩空气管线吊挂在3层平台悬臂下方，该方案会占用连接2层平台与3层平台之间安全门扶梯的作业空间（原净空高度从2.3 m 减小到不足1.9 m），影响人员作业空间和作业安全。

方案3。压缩空气管线固定在3层平台悬臂上方，该方案不会影响人员作业空间和作业安全，但1股道（共2列位） 需局部绕避安全门扶梯4次，增加耗材。

通过3种压缩空气管线布置方案BIM效果图的直观对比，以及对每个布置方案的详细分析，并与总包项目部及指挥部主要领导确认，综合考虑作业空间、作业安全、远期运维和美观需求，选择方案3为最终方案。

专业间接口深化设计

通过开展专业间接口的深化设计，可清晰表达不同专业间的接口关系，相当于在未施工前利用BIM技术进行“预装配”，提前解决不同专业间的施工交叉干扰问题。

典型应用1：检查库动车专业3层作业平台与建筑、结构专业房屋模型（梁、柱、地面等） 的接口深化设计。

典型应用2：检查库综合支吊架拐角处桥架、管线（涉及四电、暖通、动车专业） 的接口深化设计。

预留孔洞深化设计

开展预留孔洞深化设计可更正原二维设计图纸中孔洞少留、漏留、错留等现象，得到准确的预留孔洞尺寸和位置，减少甚至避免后期设备管线安装过程中，因预留孔洞位置不准确造成的砌体二次打凿甚至返工，保证墙板美观。

南通动车所项目中，在完成检查库室内外接口深化设计后，对检查库预留孔洞进行了三维可视化优化调整。

检查库地下隐蔽工程预留孔洞深化设计

正向设计探索

某些铁路设备模型尤其是终端设备（如摄像头、灯具、配电箱等） 往往实例化数量多、布置复杂，空间位置在二维图中难以精确表达。如南通动车所检查库安全联锁含作业评价系统，包括球型/枪型摄像机、LED显示屏、信号灯、门禁、分控柜、接地控制箱等设备，共计284台，而这些设备在平面布置图的空间位置只是符号化表达，布置方案也是原理性示意。因此，现场施工过程中安全联锁含作业评价系统平面布置图难以直接应用于施工指导，往往依靠作业人员的现场经验进行施工，导致现场施工顺序比较混乱，施工方案的合理性也有待商榷。

安全联锁含作业评价系统典型设备平面布置

在南通动车所项目中，针对检查库安全联锁含作业评价系统，采用正向设计手段，脱离二维图纸，规避翻模环节，直接开展三维BIM设计，设计完成后与设备厂家对接，确保设计方案最优并可直接应用于施工指导。具体正向设计流程如下：

• 了解掌握安全联锁含作业评价系统的功能、组成、布置原理及设备招标情况

• 根据安全联锁含作业评价系统设备组成，建立设备模型库

• 开展安全联锁含作业评价系统三维BIM设计及优化

BIM+GIS可视化施工交底

BIM模型最直观的特点就是可视化，其可视化功能可以全方位清晰展示管线、设备、设施空间位置关系，有效帮助施工人员快速了解设计意图，为施工方案的制定提供全面、科学的依据。此外，可借助BIM模型的可视化效果提前暴露施工难点，便于合理安排施工顺序。

为解决BIM软件使用成本高的问题，同时充分发挥GIS大场景管理能力，南通动车所项目将动车所BIM模型导入中国铁路设计集团有限公司自主研发的基于RIM的盐通铁路总承包信息化管理平台（3DGIS平台），建立动车所BIM+GIS三维可视化场景，生成带有地形显示、设计模型、周边环境等详细信息的电子沙盘，实现模型的流畅浏览、设备设施的方便管理和综合管线的实时查看。借助该信息化管理平台，现场管理人员不仅可在电脑端也可在手持移动端（手机、PAD等） 进行动车所模型的实时浏览、信息查询、施工坐标查看、距离测量等模型数据读取，极大地方便了现场管理人员直接根据模型开展现场施工指导。

充分发挥BIM技术“所见即所得”的优势，实现综合管线三维空间排布优化、工艺方案模拟优化、专业接口协调、孔洞精确预留、可视化施工交底等深化应用