王春明　魏想明

[摘 要]城市地鐵是國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施、民生工程，除作為現(xiàn)代化城市主要公共交通工具外，還兼顧人防等功能，其百年工程質(zhì)量直接關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全，施工質(zhì)量管理無(wú)疑是整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目管理成敗的關(guān)鍵。文章對(duì)上海地鐵13號(hào)線東明路站工程項(xiàng)目的特點(diǎn)及可能存在的質(zhì)量管理問(wèn)題進(jìn)行分析，提出在BIM技術(shù)模型基礎(chǔ)上結(jié)合第三方信息管理平臺(tái)TOS系統(tǒng)的方式對(duì)工程施工質(zhì)量進(jìn)行管理，以期創(chuàng)新質(zhì)量管理手段、提高項(xiàng)目質(zhì)量管控水平和效率。

[關(guān)鍵詞]BIM；地鐵工程；質(zhì)量管理；TOS

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.12.132

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是利用數(shù)字化技術(shù)在計(jì)算機(jī)中建立虛擬建筑工程信息模型，并為該模型提供全面的動(dòng)態(tài)的建筑工程信息庫(kù)。[1]BIM技術(shù)應(yīng)用的核心價(jià)值不僅在于建立虛擬模型和三維視圖，更在于整合建設(shè)工程項(xiàng)目全周期內(nèi)各個(gè)參與方生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)和信息，形成信息豐富的BIM模型提供各方查詢和調(diào)用，給參與工程項(xiàng)目的各方帶來(lái)極高的信息化應(yīng)用價(jià)值。隨著國(guó)家行業(yè)主管部門對(duì)BIM技術(shù)的倡導(dǎo)和推廣，BIM技術(shù)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為行業(yè)潮流。目前已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)制造、建筑安裝、軌道交通等多個(gè)領(lǐng)域。從理論上講，用BIM技術(shù)結(jié)合移動(dòng)終端設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可讓工程項(xiàng)目參與方更高效地進(jìn)行項(xiàng)目管理，進(jìn)一步提高項(xiàng)目質(zhì)量管控水平和效率，但目前還少有這方面的研究和應(yīng)用。[2]本文以上海地鐵13號(hào)線東明路站工程項(xiàng)目為研究對(duì)象，將BIM模型與第三方信息管理平臺(tái)TOS系統(tǒng)結(jié)合，利用該管理平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工質(zhì)量等方面的管理，實(shí)現(xiàn)管理信息共享，優(yōu)化工程質(zhì)量控制流程，從而提高工程項(xiàng)目的管理效率和水平。

1 工程概況

上海地鐵13號(hào)線東明路站工程位于上海浦東新區(qū)，是13號(hào)線二期工程8個(gè)車站中的第二個(gè)車站，位于成山路與東明路交叉口東側(cè)，沿成山路東西向布置，與已建成運(yùn)營(yíng)的地鐵6號(hào)線東明路站呈“T”型換乘，車站基坑橫跨6號(hào)線運(yùn)營(yíng)車站。

2 工程特點(diǎn)分析

與一般建筑工程相比，地鐵項(xiàng)目施工具有規(guī)模大、風(fēng)險(xiǎn)高、專業(yè)復(fù)雜、涉及面廣、與工程周邊環(huán)境相互影響大等特點(diǎn)。本工程是城市繁華主干道下軟弱地層近接運(yùn)營(yíng)地鐵線路等復(fù)雜環(huán)境地鐵車站施工的典型案例，施工風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)難度在同類車站中少有，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐系統(tǒng)施工質(zhì)量是保證整個(gè)工程建設(shè)安全的關(guān)鍵和前提。

2.1 工程重難點(diǎn)

2.1.1 車站施工對(duì)運(yùn)營(yíng)6號(hào)線車站保護(hù)

已運(yùn)營(yíng)的6號(hào)線車站為地下兩層雙柱三跨（局部單層）島式車站，車站全長(zhǎng)167m，寬20.8m～26.2m，現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻，預(yù)留與13號(hào)線換乘段位于地下三層，站臺(tái)中心處覆土厚度0.75m，底板埋深13.04m～14.92m。車站全部位于軟弱地層中，深度方向在13號(hào)線東明路站基坑中部。本工程新建車站基坑需緊貼上述6號(hào)線車站兩側(cè)開(kāi)挖，在暗浜、淤泥質(zhì)黏土等不良地質(zhì)中開(kāi)挖超深基坑，如何控制基坑變形和對(duì)運(yùn)營(yíng)車站影響既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。

2.1.2 合流污水管等重要管線保護(hù)

東明路站深基坑施工影響區(qū)域內(nèi)除常規(guī)市政管線外，給水、燃?xì)獾葔毫芫€密集，尤其是建于20世紀(jì)80年代的合流污水管對(duì)車站施工影響較大，其截面尺寸2.4m×1.8m，管底標(biāo)高-3.10m～0.22m，管內(nèi)污水水位較高，且受降雨影響大，距離車站西側(cè)地下連續(xù)墻最近1.2m，距離車站東側(cè)地下連續(xù)墻最近1.4m。車站深基坑施工除對(duì)上述影響區(qū)域內(nèi)的密集管線和合流污水管保護(hù)是重難點(diǎn)，同時(shí)還要防止合流污水管破壞滲漏造成污水倒灌基坑影響基坑施工安全。

2.1.3 淤泥質(zhì)黏土超深基坑施工

本工程車站主體全長(zhǎng)197.3m，基坑寬22.8m～26.77m，開(kāi)挖深度20.3m～22.4m，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地下連續(xù)墻（局部800mm），開(kāi)挖地層主要為軟塑狀粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土，并存在大量暗浜等不良地質(zhì)。車站共設(shè)3個(gè)出入口、1個(gè)消防出入口及3組風(fēng)亭，開(kāi)挖深度11.55m～13.1m。主體和附屬結(jié)構(gòu)均屬于深基坑或超深基坑，均緊貼運(yùn)營(yíng)6號(hào)線車站開(kāi)挖，施工技術(shù)難度和安全風(fēng)險(xiǎn)極高。

2.2 工程質(zhì)量管理問(wèn)題分析

由于地鐵施工各工序的隱蔽性均較強(qiáng)，質(zhì)量問(wèn)題不易檢測(cè)和及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，通常存在安全隱患大、修復(fù)難度大、成本高等問(wèn)題。加之上述分析的工程施工重難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，一旦施工過(guò)程中車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐系統(tǒng)等關(guān)鍵部位施工質(zhì)量控制不到位，極易在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生水土流失、基坑變形影響運(yùn)營(yíng)6號(hào)線及周圍管線，甚至基坑坍塌等重大風(fēng)險(xiǎn)。因此風(fēng)險(xiǎn)越高的工程項(xiàng)目在施工過(guò)程中有效加強(qiáng)過(guò)程質(zhì)量管控顯得更為重要，急需從優(yōu)化質(zhì)量管控流程、提高施工信息傳送和處理及時(shí)性等方面著手，改變傳統(tǒng)項(xiàng)目質(zhì)量管理流程多、資料煩瑣、處理信息閉塞等問(wèn)題。

2.2.1 管理信息傳遞交互時(shí)效性差

本工程項(xiàng)目施工階段現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理直接參與方主要有建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等，在此前各參與方按照各自的管理模式和習(xí)慣對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管控，各單位之間業(yè)務(wù)往來(lái)以人傳遞為主，管理痕跡均體現(xiàn)在各類紙質(zhì)報(bào)告、函件、表格等，極易導(dǎo)致有價(jià)值信息衰減和嚴(yán)重滯后等情況，無(wú)法形成實(shí)時(shí)信息共享機(jī)制、信息交互滯后，嚴(yán)重阻礙項(xiàng)目管理效率和效果，且極易出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問(wèn)題遺漏、處理不當(dāng)或不及時(shí)等情況。

2.2.2 管理信息繁雜共享追溯性差

地鐵工程建設(shè)周期長(zhǎng)、環(huán)境邊界條件復(fù)雜，在施工的過(guò)程中必須根據(jù)邊界條件變化靈活調(diào)整設(shè)計(jì)施工方案，由此產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息更替和疊加；按照慣例，相關(guān)信息都是由管理人員記錄和發(fā)布，大多采用紙質(zhì)文檔傳遞和保存，資料繁雜不方便保存?zhèn)鬟f和查閱；同時(shí)由于參與方多，大量的數(shù)據(jù)信息來(lái)源離散，對(duì)待同一質(zhì)量問(wèn)題的描述時(shí)間、方式、角度和深度可能不同，信息量極大。如果不進(jìn)行有序的信息管控，造成數(shù)據(jù)流失，工序隱蔽或項(xiàng)目完工運(yùn)營(yíng)后一旦出現(xiàn)質(zhì)量缺陷很難查明原因，無(wú)法及時(shí)進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)救和追究質(zhì)量責(zé)任。因此建立一個(gè)有效的信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息格式化、規(guī)范化、實(shí)時(shí)共享、打破信息孤島，是工程項(xiàng)目質(zhì)量管理亟須解決的主要問(wèn)題。

2.2.3 管控行為人為依賴性大

工程施工過(guò)程質(zhì)量管控是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，不同部位需要不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)核查，傳統(tǒng)管理方式對(duì)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范查閱量大，對(duì)質(zhì)檢技術(shù)人員的要求較高，一方面要求其對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求及總體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有所了解；另一方面是要對(duì)各個(gè)施工工序和結(jié)構(gòu)部件質(zhì)量控制點(diǎn)非常了解，需要具備一定的施工經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)水平，否則不僅效率低下，還可能出現(xiàn)不能發(fā)現(xiàn)或遺漏重大質(zhì)量問(wèn)題等情況。

3 利用BIM技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理

3.1 管理平臺(tái)構(gòu)建

基于上述分析，考慮利用BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量管理，則可以很大程度避免上述問(wèn)題。首先運(yùn)用Revit等軟件和二維CAD設(shè)計(jì)圖紙對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行建模，建立的BIM模型中包含了工程項(xiàng)目質(zhì)量管理所需的必要信息，例如構(gòu)件的規(guī)格尺寸、材質(zhì)坐標(biāo)位置、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、注意事項(xiàng)等，在施工過(guò)程質(zhì)量管控驗(yàn)收時(shí)不僅可以隨時(shí)查詢對(duì)照數(shù)據(jù)，還可以將工程實(shí)物與模型同部位進(jìn)行形象對(duì)比，施工質(zhì)量情況一目了然。

運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量管理，其基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息是質(zhì)量?jī)?yōu)劣的具體體現(xiàn)，同時(shí)也是進(jìn)行質(zhì)量控制的依據(jù)。由于地鐵項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)變更頻繁等特點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理過(guò)程中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)信息，傳統(tǒng)管理方式下各參與方管理人員想要隨時(shí)查詢了解這些數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行對(duì)比分析是較難實(shí)現(xiàn)的。因此加強(qiáng)質(zhì)量管理數(shù)據(jù)信息傳遞，提升質(zhì)量管理的效率和管理痕跡的完整性是首要解決的問(wèn)題。

在BIM技術(shù)的支持下，建立BIM模型完善相關(guān)信息后導(dǎo)入第三方管理平臺(tái)進(jìn)行質(zhì)量管理，項(xiàng)目管理人員通過(guò)電腦或移動(dòng)終端即可對(duì)工程質(zhì)量管理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和錄入，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息實(shí)時(shí)上傳到管理平臺(tái)中，可與之前上傳到管理平臺(tái)中的BIM模型進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，動(dòng)態(tài)提出質(zhì)量問(wèn)題和處理要求。各方管理人員均可通過(guò)不同職責(zé)權(quán)限的賬號(hào)和密碼登錄該平臺(tái)，隨時(shí)接收和查詢其他管理人員上傳的質(zhì)量信息，系統(tǒng)按照責(zé)任分工提醒責(zé)任人對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行響應(yīng)和處理，并接受監(jiān)督人員的監(jiān)督，直到質(zhì)量問(wèn)題得到妥善處理和消除。這樣既保證了工程質(zhì)量信息傳遞的時(shí)效性、質(zhì)量問(wèn)題處理及時(shí)性、責(zé)任分工明確，避免了人為篡改數(shù)據(jù)或?qū)|(zhì)量問(wèn)題處理不及時(shí)或不作為等問(wèn)題，同時(shí)在一定程度上確保了工程質(zhì)量信息的真實(shí)性、客觀性和完整性。圖2為運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工質(zhì)量管理的基本流程。

3.2 質(zhì)量管理平臺(tái)的應(yīng)用

在上海地鐵13號(hào)線啟動(dòng)開(kāi)始，業(yè)主方發(fā)起了結(jié)合BIM技術(shù)的第三方信息平臺(tái)TOS系統(tǒng)，對(duì)項(xiàng)目安全、質(zhì)量、進(jìn)度、文明施工等進(jìn)行管理，目前該管理模式正在試運(yùn)行階段。下面以該地鐵線中的東明路站工程項(xiàng)目為例，闡述該模式下各參與方在質(zhì)量管理方面的應(yīng)用過(guò)程。圖3為東明路站的BIM模型。

3.2.1 施工單位

施工單位是工程項(xiàng)目建設(shè)的直接實(shí)施者，除按照合同約定提供合格的工程產(chǎn)品外，還要提供施工過(guò)程中記錄的質(zhì)量管控過(guò)程、技術(shù)方案、材料設(shè)備、人員信息等，并按要求將必要信息傳遞給監(jiān)理單位和建設(shè)單位，通知監(jiān)理單位對(duì)工程各工序和分部分項(xiàng)工程進(jìn)行驗(yàn)收和審查，上一道工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下一道工序。

利用BIM模型結(jié)合TOS系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量管理，施工單位完成某一工序即根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求自檢，自檢合格后，管理人員登錄TOS系統(tǒng)，在系統(tǒng)中選擇BIM模型對(duì)應(yīng)的需要驗(yàn)收的施工部位，然后按照格式填寫相關(guān)的驗(yàn)收內(nèi)容并上傳施工情況、施工照片、檢測(cè)數(shù)據(jù)、驗(yàn)收評(píng)價(jià)等資料信息，最后提交保存并發(fā)送，即向監(jiān)理單位發(fā)起報(bào)驗(yàn)申請(qǐng)。系統(tǒng)隨即提示監(jiān)理單位根據(jù)施工單位發(fā)起的報(bào)驗(yàn)申請(qǐng)，在截止時(shí)間之前遠(yuǎn)程或前往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。圖4是施工單位利用TOS系統(tǒng)進(jìn)行工序自檢管理流程。圖5為施工單位在TOS系統(tǒng)中向監(jiān)理單位發(fā)起的關(guān)鍵工序驗(yàn)收截圖。

3.2.2 監(jiān)理單位

監(jiān)理單位作為建設(shè)單位委托的工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理代表，負(fù)責(zé)對(duì)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量進(jìn)行全面管控和監(jiān)督核查，主要利用專業(yè)技術(shù)知識(shí)對(duì)照設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)檢查施工操作過(guò)程和成品（半成品）質(zhì)量，并對(duì)檢查驗(yàn)收情況進(jìn)行記錄，并將檢查和驗(yàn)收意見(jiàn)和指令反饋給施工單位。

監(jiān)理單位在TOS系統(tǒng)接到系統(tǒng)提示的施工單位的驗(yàn)收申請(qǐng)后，可遠(yuǎn)程或到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收。監(jiān)理人員可通過(guò)移動(dòng)終端登錄系統(tǒng)，按照提示打開(kāi)該項(xiàng)目的BIM模型和報(bào)驗(yàn)申請(qǐng)數(shù)據(jù)信息、施工照片等進(jìn)行查看，并與模型中對(duì)應(yīng)部位的設(shè)計(jì)參數(shù)信息進(jìn)行對(duì)比核查。若在檢查驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某個(gè)工序構(gòu)件或者分項(xiàng)工程存在質(zhì)量問(wèn)題，即通過(guò)移動(dòng)終端對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行描述和標(biāo)記，并在現(xiàn)場(chǎng)采集照片或者拍攝視頻上傳系統(tǒng)，對(duì)施工單位提出整改指令和要求，系統(tǒng)隨即自動(dòng)提醒施工單位相關(guān)責(zé)任人按照要求進(jìn)行整改和回復(fù)，經(jīng)監(jiān)理單位確認(rèn)整改合格后再同意進(jìn)入下一道工序。

3.2.3 建設(shè)單位

建設(shè)單位是項(xiàng)目的發(fā)起者和投資者，負(fù)責(zé)建設(shè)工程項(xiàng)目全周期質(zhì)量管理的指揮和協(xié)調(diào)，并按照合同約定要求工程項(xiàng)目各參與方兌現(xiàn)落實(shí)質(zhì)量管理責(zé)任。

建設(shè)單位管理人員在“BIM模型+TOS系統(tǒng)”的管理模式中，利用電腦或移動(dòng)終端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，即可通過(guò)相對(duì)較高權(quán)限的賬號(hào)和密碼登錄到TOS系統(tǒng)查看每個(gè)工序施工過(guò)程中，施工單位和監(jiān)理單位質(zhì)量管理行為所上傳的數(shù)據(jù)信息，或者完成相應(yīng)管理任務(wù)。如果對(duì)其中任何一方的處理結(jié)果存在不同意見(jiàn)，可以直接在系統(tǒng)中選擇存在意見(jiàn)的整改信息，并提出整改要求和安排整改、驗(yàn)收責(zé)任人，系統(tǒng)將按照要求提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理，處理結(jié)果通過(guò)系統(tǒng)再反饋給建設(shè)單位，確認(rèn)合格后進(jìn)入下一道工序。圖7為建設(shè)單位管理人員在TOS系統(tǒng)中查看到的項(xiàng)目質(zhì)量管理信息部分匯總截圖。

4 結(jié) 論

本文以上海地鐵13號(hào)線東明路站項(xiàng)目為案例，簡(jiǎn)述了利用BIM建模技術(shù)和第三方管理平臺(tái)TOS系統(tǒng)相結(jié)合對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量管理的模式，該管理模式尚在試運(yùn)行階段，下一步計(jì)劃將該管理模式逐步延伸應(yīng)用到項(xiàng)目安全、質(zhì)量、進(jìn)度、文明施工等多個(gè)方面，就目前試運(yùn)行情況看，仍然可以得出以下結(jié)論。

（1）通過(guò)BIM技術(shù)和TOS系統(tǒng)，利用電腦或移動(dòng)客戶端將現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題精確定位記錄在建筑物的BIM模型上，可直觀查閱問(wèn)題出現(xiàn)的位置和結(jié)構(gòu)，并配合現(xiàn)場(chǎng)拍攝照片、視頻和錄音等上傳至系統(tǒng)中，加快了質(zhì)量信息的采集、傳遞、溝通和處理效率，使問(wèn)題處理更加精確高效。

（2）TOS系統(tǒng)對(duì)工程項(xiàng)目質(zhì)量管理等生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行全過(guò)程格式化、精細(xì)化和規(guī)范化的記錄，形成共享數(shù)據(jù)信息庫(kù)，項(xiàng)目參與方管理人員查詢信息不受時(shí)間和空間限制，有效解決了傳統(tǒng)質(zhì)量管理模式信息繁雜、交互共享性差等問(wèn)題；同時(shí)數(shù)據(jù)信息規(guī)范化、格式化后可追溯性和邏輯性大大提高，為工程項(xiàng)目復(fù)查驗(yàn)收和后期維護(hù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有效打破了信息孤島現(xiàn)象。

（3）由于系統(tǒng)的精細(xì)化分工，管理責(zé)任到人，并具備任務(wù)實(shí)時(shí)提醒功能，對(duì)項(xiàng)目參與方管理人員履行管理責(zé)任具有促進(jìn)和幫助作用，有效地提高了項(xiàng)目質(zhì)量管理的參與度和效率。同時(shí)系統(tǒng)中的BIM模型中附著的大量設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，項(xiàng)目參與方管理人員可隨時(shí)精準(zhǔn)查閱調(diào)用，無(wú)論在施工還是驗(yàn)收過(guò)程中均可以隨時(shí)調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行參照對(duì)比或檢查驗(yàn)收，一定程度上避免了反復(fù)查閱設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高管理效率的同時(shí)相對(duì)弱化了質(zhì)量管理對(duì)管理人員施工經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)技術(shù)水平的過(guò)度依賴，大大降低了因個(gè)人原因無(wú)法發(fā)現(xiàn)或遺漏重大質(zhì)量問(wèn)題的可能性。

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[作者簡(jiǎn)介] 王春明（1985—），男，四川成都人，工程師、碩士研究生。研究方向：項(xiàng)目管理。