BIM 技术在城市轨道交通工程
施工中的应用和研究
曾天成 1 戴考红 1 曾晓超 1 吴冰 2
（ 1.中建交通 华南 分 公司 ，深圳 市 ，518034；2.中建南方投资有限公司 ，深圳市 ，518100）
摘要： 文章结合深圳市轨道交通 BIM 技术的应用，通过 Revit 与 FLAC 3D 的交互，为城市轨道交通工程中轻量化数
值模拟提供方法，并对基坑施工过程中的周围土体及管道位移扰动进行模拟分析，通过间接监测避免直接监测过程
中地表开挖及管道保护所产生的施工成本及风险，实现为项目增值的目标。深圳市轨道交通工程通过应用三维技术
交底、 “BIM+ 视频监控 ”方式、 智能调线调坡技术、轨行区预防侵限技术，大幅提高轨行区施工效率，实现城市轨道
交通轨行区机电设备智能化安装和绿色建造。
关键词： 城市轨道交通， FLAC 3D ，BIM ，三维技术交底，智能调线调坡
1 前言
随着政府的大力推动，建筑信息模型（ BIM ）技术已经受到工程界的广泛关注。当前主流 BIM
建模软件 Revit 中自带的族均为建筑工程中常用的梁、板、柱、墙、门、窗和楼梯等构件，对于城市
轨道交通车站建设中的钢支撑和隧道建设中的管片及轨道、机电设备、管线等族，均需要使用者自
行创建。由于 Revit 软件中的构件属性中没有岩 土材料的材质属性，岩土工程数值软件（如 ABAQUS
和 FLAC 3D 等）无法与其直接进行数据交互，导致 BIM 技术在城市轨道交通车站建设和隧道建设
中的应用遭遇阻碍。国内一些学者通过 Revit 应用程序接口（ API ）技术，实现了 Revit 与数值模拟
软件的模型导入，然而采用 Revit API 技术较为复杂，针对不同的数值模拟软件， API 的代码也不同
[1]。因此，本文提出了一种更为简易的交互方式，即通过 CAD 和有限元分析软件（ ABAQUS ）作为
中转的方式实现 BIM 软件和岩土工程数值模拟软件的交互，并成功将该方法应用在车站 基坑施工过
程中既有管道扰动分析上，解决既有管道间接法测量可靠性低的难题。深圳市轨道交通建设过程中
已大规模采用 BIM 及 “BIM+ ”技术，特别是在城市轨道交通车站及轨行区施工中，由于专业覆盖全、
工序繁多、场地狭小、地下管线复杂且工期紧张， BIM 技术的应用有效地提升了施工效率，得到了
广泛的应用。
2 BIM 与岩土数值模拟软件交互
BIM 主流应用软件 Revit 在模型创建方面具有较为显著的优势，可以快速实现复杂车站模型的
创建，相比于其他建模软件（ Rhino 、 ANSYS 、 abaqus 等），模型创建更为快捷且精度 更高。然而，
在 Revit 中没有岩土材料参数，无法进行岩土工程数值模拟。本文以深圳市城市轨道交通 13 号线二
工区的深大站建设为例，利用 CAD 和 ABAQUS 作为中转，将 Revit 中创建的模型导入 FLAC 3D 中
进行城市轨道交通车站基坑施工过程模拟。具体步骤如下。
（ 1） 前处理。在利用 Revit 软件创建车站的基坑模型（仅主体结构）前，将基坑模型的 dwg 格
式文件导入 CAD 中实现模型定位及单位转换，然后在 CAD 中导出 iges 格式文件到 ABAQUS 中，
在 ABAQUS 中设置基坑主体结构及周围土体单元。基坑主体结构及周围土体 均剖分为四面体单元，
模型的单元总数为 601 660 个，结点总数为 105 237 个，模型尺寸为 400 m（长） ×100 m（宽） ×80 m
（高）。基坑采用地连墙施工，墙厚 0.9 m，中间标准段宽为 23.5 m，两端的扩大段宽分别为 25.5 m
和 27.5 m，基坑深度 19.0 m。最后，通过 FLAC 3D 的网格导入功能，调用 ABAQUS 中创建的模型。
（ 2） 基坑施工模拟。基坑施工模拟流程如图 2-1所示，具体工序如下。首先，通过初始地应力
平衡，得到初始地应力场，并将初始位移归零。地连墙本构模型采用各向同性弹性模型，根据《混
凝土
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