張?jiān)?趙富壯 提 瑤 王 寧

（北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100069）

1 工程概況

北京地鐵7號(hào)線東延01標(biāo)段，共包含2站2區(qū)間，分別為：黃廠村站、豆各莊站、焦化廠站～黃廠村站區(qū)間、黃廠村站～豆各莊站區(qū)間，結(jié)構(gòu)形式為明挖車站、盾構(gòu)區(qū)間。如圖 1所示，標(biāo)段西起自焦化廠站（不含），下穿燃?xì)庹{(diào)壓站、東五環(huán)路，上跨南水北調(diào)東干渠，向東敷設(shè)經(jīng)黃廠村站，下穿大柳樹排水溝、西排干渠、通惠灌渠后到達(dá)豆各莊站，標(biāo)段全長3.25km。

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

本項(xiàng)目線路長、施工風(fēng)險(xiǎn)源多、工點(diǎn)分散，施工管理難度大。通過利用BIM技術(shù)及“BIM+”輔助項(xiàng)目施工管理，解決項(xiàng)目實(shí)際問題，降低施工管理難度和風(fēng)險(xiǎn)，提高項(xiàng)目部信息化水平和創(chuàng)新能力，助力“智慧工地”建設(shè)。逐漸培養(yǎng)全員應(yīng)用BIM技術(shù)的意識(shí)和習(xí)慣，逐步實(shí)現(xiàn)全員用 BIM。通過提高項(xiàng)目施工和管理水平，提升企業(yè)核心競爭力[1]。

2.2 團(tuán)隊(duì)組織

在集團(tuán)和公司的大力支持下，項(xiàng)目部成立BIM工作室，進(jìn)行BIM綜合應(yīng)用研究，各相關(guān)職能部門全力配合，實(shí)踐BIM技術(shù)在項(xiàng)目的落地應(yīng)用，具體組織架構(gòu)如圖2所示。

圖1 項(xiàng)目概況圖

圖2 BIM工作室組織架構(gòu)

圖3 三維施工場地布置模型

2.3 BRMR風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)創(chuàng)新應(yīng)用背景

城市軌道交通綠色、安全、便捷，工程規(guī)模日益擴(kuò)大[2]。由于其施工階段技術(shù)復(fù)雜、信息量大、安全隱患多、對(duì)社會(huì)環(huán)境影響大，給施工單位的施工安全管理帶來較大挑戰(zhàn)[3]。北京城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司針對(duì)軌道交通施工安全風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)進(jìn)行科技創(chuàng)新，形成了《基于 BIM技術(shù)的軌道交通施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理平臺(tái)——BRMR平臺(tái)》，對(duì)于施工安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更有效的控制和管理，降低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施和社會(huì)的影響，提升項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)的管理水平。

3 BIM應(yīng)用

3.1 利用BIM技術(shù)輔助標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

建立圖 3所示的三維施工場地布置模型，進(jìn)行立體施工規(guī)劃，并通過漫游瀏覽項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。將標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)可視化，形象生動(dòng)，有效傳遞標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)實(shí)施的各類信息，實(shí)現(xiàn)綠色信息智能化管理。

3.2 利用BIM輔助技術(shù)管理

基于BIM模型實(shí)現(xiàn)如圖4所示的圖紙審查、細(xì)節(jié)展示、施工模擬、技術(shù)交底、施工方案、流水段劃分、樣板設(shè)計(jì)、匯報(bào)展示等內(nèi)容，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，直觀明了，便于理解和溝通，避免二次施工，并利用手機(jī)APP隨時(shí)隨地查看圖紙、交底、方案等技術(shù)信息。

圖4 技術(shù)管理應(yīng)用示例

圖5 安全、質(zhì)量管理應(yīng)用示例

3.3 利用BIM平臺(tái)輔助安全、質(zhì)量管理

利用圖5所示的BIM平臺(tái)手機(jī)端及時(shí)上傳安全、質(zhì)量問題和照片，及時(shí)進(jìn)行問題整改與審批，并通過安全、質(zhì)量評(píng)優(yōu)鼓勵(lì)，提高使用積極性。將從網(wǎng)頁端下載的問題匯總表格選擇、整理后用于每周生產(chǎn)例會(huì)匯報(bào)，節(jié)省制作PPT時(shí)間。通過數(shù)據(jù)共享和集中分析，提高現(xiàn)場施工安全、質(zhì)量管理水平和溝通效率，使隱患排查實(shí)時(shí)具體，落實(shí)整改更迅速及時(shí)。

3.4 利用BIM平臺(tái)輔助進(jìn)度管理

如圖6所示，將進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入BIM平臺(tái)，基于流水段、構(gòu)件派分進(jìn)度任務(wù)，現(xiàn)場利用手機(jī)端及時(shí)錄入實(shí)際時(shí)間，上傳進(jìn)度照片，通過網(wǎng)頁端瀏覽查看實(shí)際進(jìn)度情況，方便實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場進(jìn)度動(dòng)態(tài)，節(jié)省各部門進(jìn)度溝通時(shí)間，優(yōu)化、監(jiān)督工序檢查過程，責(zé)任到人，留下工作記錄，提高進(jìn)度管理效率。進(jìn)行進(jìn)度對(duì)比分析，對(duì)于落后進(jìn)度，適時(shí)根據(jù)人、機(jī)、料、法、環(huán)等調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度安排，趕上節(jié)點(diǎn)工期。每周更新形象進(jìn)度二維碼，方便現(xiàn)場掃碼查看進(jìn)度動(dòng)態(tài)。

圖6 進(jìn)度管理應(yīng)用

3.5 利用BIM平臺(tái)輔助成本管理

模型建立即自帶模型工程量，即圖紙量，利用BIM平臺(tái)方便統(tǒng)計(jì)查看模型工程量，指導(dǎo)實(shí)際提料量，制定試驗(yàn)計(jì)劃。如圖 7所示，將各流水段混凝土模型工程量理論值與實(shí)際澆筑的小票方量進(jìn)行對(duì)比，超出量的多少體現(xiàn)出現(xiàn)場管控的好壞，警示現(xiàn)場加強(qiáng)管理，及時(shí)分析原因，找到根源，節(jié)約成本。每月錄入產(chǎn)值數(shù)據(jù)，相關(guān)人員登錄網(wǎng)頁端即可隨時(shí)瀏覽查看產(chǎn)值情況。

3.6 利用BIM技術(shù)輔助施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理

借助圖8所示的BRMR平臺(tái)，根據(jù)三級(jí)預(yù)警判定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)判定監(jiān)測數(shù)據(jù)安全狀態(tài)，將現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋到BIM模型中，建立可追溯的缺陷庫，可視化巡視路線，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)安全狀態(tài)，信息化管理風(fēng)險(xiǎn)工程的預(yù)警發(fā)布、響應(yīng)及處置，制定風(fēng)險(xiǎn)族庫，形成虛擬警戒，輔助實(shí)現(xiàn)更及時(shí)、直觀、高效的施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理。

圖7 成本應(yīng)用示例

圖8 BRMR平臺(tái)應(yīng)用

在已建Revit模型中建立監(jiān)測點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)源模型，配置好信息，按照流水段和施工工序?qū)⒏髂Ｐ蛯?dǎo)入風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)中，基于進(jìn)度計(jì)劃做風(fēng)險(xiǎn)管控。

系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源和監(jiān)測點(diǎn)模型，將風(fēng)險(xiǎn)源和監(jiān)測點(diǎn)綁定后，每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)便分配好了監(jiān)測對(duì)象和監(jiān)測項(xiàng)目。及時(shí)導(dǎo)入監(jiān)測數(shù)據(jù)，相關(guān)人員登錄賬號(hào)，即可在平臺(tái)上瀏覽查看系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的監(jiān)測預(yù)警情況、風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告和監(jiān)測報(bào)告等內(nèi)容。

利用 BRMR平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目總工-生產(chǎn)經(jīng)理監(jiān)測預(yù)警-響應(yīng)-消警流程管理、巡視管理、虛擬警戒設(shè)置、沉降區(qū)域等高線查詢等內(nèi)容，輔助管理人員決策，指導(dǎo)現(xiàn)場監(jiān)測與作業(yè)。

3.7 結(jié)合“BIM+”助力“智慧工地”建設(shè)

（1）BIM+互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端助力安全管理

項(xiàng)目部通過綜合利用圖9所示的智能安全教育平臺(tái)APP、勞務(wù)一卡通信息管理系統(tǒng)、群塔防碰撞功能、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、BIM5D平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位的安全管控：加強(qiáng)工人安全生產(chǎn)意識(shí)，提高安全教育培訓(xùn)效果；規(guī)范勞務(wù)管理，實(shí)時(shí)掌握工人勞務(wù)花名冊、進(jìn)出場、考勤、用水、用電等信息；有效防范塔吊碰撞、剮蹭等危險(xiǎn)事故的發(fā)生；通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控保證施工現(xiàn)場作業(yè)區(qū)、宿舍區(qū)和辦公區(qū)安全。

圖9 “BIM+”助力安全管理應(yīng)用

（2）BIM+互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)助力成本管理

首先利用BIM5D平臺(tái)統(tǒng)計(jì)模型工程量，指導(dǎo)實(shí)際提料量。再通過項(xiàng)目部定制協(xié)同辦公平臺(tái)，進(jìn)行材料采購、工程量確認(rèn)、付款結(jié)算等流程的審批，提高協(xié)同辦公效率。最后在施工現(xiàn)場，通過“物料現(xiàn)場驗(yàn)收系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)對(duì)物料現(xiàn)場驗(yàn)收環(huán)節(jié)的全方位管控，避免鋼筋、混凝土等材料的進(jìn)場損失，提高經(jīng)濟(jì)效益，提高工作效率，流程如圖10所示。

（3）BIM+互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端助力風(fēng)險(xiǎn)管理

通過安裝在水準(zhǔn)儀上的“水準(zhǔn)測量即時(shí)上傳系統(tǒng)”，自動(dòng)采集沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳回至手機(jī)端，并直接上傳至“北京軌道交通工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)”，如圖 11所示，大大提高監(jiān)測效率，保證數(shù)據(jù)真實(shí)、即時(shí)，出現(xiàn)超限情況實(shí)時(shí)報(bào)警，并提示處置，再將獲得數(shù)據(jù)上傳至BRMR平臺(tái)。

圖10 “BIM+”助力成本管理應(yīng)用

圖11 “BIM+”助力風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)用

圖12 鋼筋翻樣模型及加工料牌

3.8 利用BIM技術(shù)輔助鋼筋數(shù)控加工

通過圖 12所示鋼筋現(xiàn)場管理軟件，進(jìn)行鋼筋翻樣，建立鋼筋模型，優(yōu)化斷料，對(duì)料單進(jìn)行模擬加工，從眾多方案中選出最優(yōu)方案，將余、廢料用于下次加工并做配料使用，提高材料使用率，減少材料浪費(fèi)，節(jié)約項(xiàng)目成本，輔助鋼筋工程數(shù)控加工車間，提高鋼筋生產(chǎn)效率。

4 應(yīng)用效果

（1）利用三維模型的可視化特點(diǎn)，輔助標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、技術(shù)管理，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，直觀易懂，有效縮短溝通時(shí)間。

（2）利用BIM平臺(tái)三端一云開展協(xié)同管理，有效進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和集中分析，輔助現(xiàn)場施工安全、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理，實(shí)現(xiàn)：①系統(tǒng)自動(dòng)記錄過程信息，使施工過程更具可追溯性；②統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，方便隨時(shí)調(diào)取使用，分析原因，加強(qiáng)現(xiàn)場管控；③使工作的傳達(dá)、執(zhí)行和溝通交流更加流暢、有效率。

（3）基于BIM+GIS建立的BRMR平臺(tái)，能夠增強(qiáng)現(xiàn)場施工安全風(fēng)險(xiǎn)信息的共享和利用程度，提升相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析和挖掘能力，使預(yù)警自動(dòng)化，使施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理可視化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)對(duì)預(yù)警、響應(yīng)、消警等環(huán)節(jié)的管理，加強(qiáng)各部門聯(lián)動(dòng)，動(dòng)態(tài)跟蹤風(fēng)險(xiǎn)變化情況，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)管理，提升項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)的管理水平。

（4）利用BIM軟件進(jìn)行鋼筋翻樣，加強(qiáng)鋼筋現(xiàn)場管理，優(yōu)化斷料，輔助鋼筋數(shù)控加工，減少鋼筋浪費(fèi)，提高鋼筋使用率，節(jié)約成本。

（5）BIM 技術(shù)及“BIM+”應(yīng)用從根本上提高了項(xiàng)目部信息化水平，提升了項(xiàng)目管理水平和創(chuàng)新能力，助力“智慧工地”建設(shè)。

5 總結(jié)

5.1 創(chuàng)新點(diǎn)

通過BRMR平臺(tái)及時(shí)收集、查看、分析和管理施工階段的安全數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)根據(jù)工程進(jìn)度提示監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測范圍和監(jiān)測頻率，將監(jiān)測預(yù)警和巡視預(yù)警與BIM模型有機(jī)結(jié)合，與進(jìn)度管理同步，增強(qiáng)工程安全信息的共享程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警，為決策者提供決策依據(jù)，推進(jìn)城市軌道交通建設(shè)安全信息化和集成化程度。

5.2 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

（1）建模人員通過自學(xué)建模，缺乏更專業(yè)的培訓(xùn)，應(yīng)定期組織人員參加專業(yè)化建模培訓(xùn)；

（2）BIM平臺(tái)手機(jī)端應(yīng)用尚不足夠積極，能長時(shí)間堅(jiān)持使用的人不多；BIM應(yīng)用尚不能引起全員的重視，一些人學(xué)習(xí)、使用熱情不高。應(yīng)制定鼓勵(lì)機(jī)制，多組織內(nèi)部BIM培訓(xùn)，讓更多人員使用BIM軟件，提高學(xué)習(xí)BIM的熱情，逐漸習(xí)慣運(yùn)用BIM技術(shù)作為管理工具解決實(shí)際問題；

（3）一些BIM軟件使用功能與效果尚不夠完善。應(yīng)在軟件使用過程中，總結(jié)問題與意見，和軟件商即時(shí)溝通，使軟件能夠即時(shí)得到改進(jìn)與完善，更方便實(shí)際應(yīng)用。