李晟

(陜西天工建設(shè)有限公司，陜西 710000)

1 工程概況

陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院西安總部研發(fā)基地一期A區(qū)施工項(xiàng)目位于西安航天基地航天南路神舟六路十字，由新能源技術(shù)研究所、分析檢測中心、新材料技術(shù)研究所、現(xiàn)代化技術(shù)研究所、現(xiàn)代煤炭開采技術(shù)研究所、行政辦公樓和地下車庫組成，集科研與辦公于一體，擔(dān)負(fù)著研究院的行政管理、新技術(shù)引進(jìn)、實(shí)驗(yàn)研發(fā)、工程開發(fā)與設(shè)計(jì)、研究成果的推廣與應(yīng)用、技術(shù)咨詢與服務(wù)等方面的職能。該項(xiàng)目建筑造型為“MH”，設(shè)計(jì)靈感源于企業(yè)名稱“煤化”。

工程總建筑面積70 434.1，建筑結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，工程質(zhì)量目標(biāo)為魯班獎，是陜西省重點(diǎn)項(xiàng)目。

2 擬解決的問題

(1)工程投標(biāo)初期，時間緊，商務(wù)人員有限，無法對圖紙工程量進(jìn)行準(zhǔn)確核算。公司領(lǐng)導(dǎo)決定由公司BIM技術(shù)中心介入，利用建立BIM模型，對圖紙工程量進(jìn)行準(zhǔn)確提取，保證工程投標(biāo)萬無一失。

(2)由于該工程工程量大，工期緊，專業(yè)工種多，且建筑造型特殊，管線綜合排布復(fù)雜。項(xiàng)目在籌建階段，公司就組建了以總工程師為組長的項(xiàng)目管理體系，決定利用平臺對工程進(jìn)行管理，保證工程質(zhì)量。

(3)本工程為框架結(jié)構(gòu)，二次結(jié)構(gòu)砌體量大，并且每面墻的尺寸不同，同時存在施工工藝要求嚴(yán)格的特殊實(shí)驗(yàn)室。利用BIM技術(shù)進(jìn)行砌體預(yù)排布并進(jìn)行優(yōu)化，控制施工質(zhì)量[1]。

圖1 建筑效果圖

3 BIM技術(shù)路線

3.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

本項(xiàng)目在施工策劃時，決定利用BIM手段解決解決項(xiàng)目的重難點(diǎn)問題，達(dá)到降低成本、縮短工期、保證質(zhì)量、提高管理工作效率、減少風(fēng)險的目的，將該項(xiàng)目打造成精品工程[2-6]，探索本企業(yè)利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型之路，提高企業(yè)核心競爭力。

3.2 團(tuán)隊(duì)組織

為了更好地將BIM技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目管理中，公司BIM技術(shù)中心直接入駐項(xiàng)目部，與項(xiàng)目部零縫隙對接。項(xiàng)目BIM團(tuán)隊(duì)針對工程特點(diǎn)及實(shí)際工作需求建立層級分明的BIM組織架構(gòu)，采用協(xié)同平臺提升協(xié)同工作效率[7]。

在BIM應(yīng)用過程中，BIM技術(shù)人員積極參與建模、用模、分析等各個環(huán)節(jié)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合、現(xiàn)場實(shí)際與模型相結(jié)合，不斷提升自我技能和知識水平，培養(yǎng)出了一批BIM中堅(jiān)力量，為項(xiàng)目的推進(jìn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)人才保障。

3.3 應(yīng)用措施

針對BIM應(yīng)用，公司建立了企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目實(shí)施策劃，確保BIM技術(shù)現(xiàn)場落地[8]。在企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目實(shí)施策劃中擁有明確的模型建立標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用流程。根據(jù)“質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)，樣板先行”的原則，通過軟件建立模型，形成公司施工工藝樣板手冊，指導(dǎo)工程施工。

圖2 公司施工工藝樣板手冊與施工現(xiàn)場對比

根據(jù)BIM實(shí)施策劃的需求，制訂了一套完整的BIM信息流轉(zhuǎn)渠道，打通了BIM技術(shù)應(yīng)用過程中各個接口的不暢，有效的進(jìn)行了信息的傳遞，使每個構(gòu)建實(shí)體信息化流轉(zhuǎn)，直至竣工驗(yàn)收。

通過建立信息集成系統(tǒng)，通過對現(xiàn)場人員、周邊環(huán)境、場內(nèi)環(huán)境等指標(biāo)分析[9]，通過系統(tǒng)集成集中分解各項(xiàng)數(shù)據(jù)，達(dá)到線上線下對工地現(xiàn)場各項(xiàng)措施、指標(biāo)的實(shí)時掌控。優(yōu)化了項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)。

3.4 軟硬件環(huán)境

根據(jù)本工程BIM系統(tǒng)信息化平臺特點(diǎn)，我們采用以下軟件來實(shí)現(xiàn)本工程BIM技術(shù)運(yùn)行，確保工程信息化模型管理[10]。

4 BIM應(yīng)用內(nèi)容

4.1 BIM建模

為保證其他功能型分析模型應(yīng)用效果的可靠性、準(zhǔn)確性，項(xiàng)目建立精準(zhǔn)BIM空間模型，并隨工程進(jìn)程實(shí)時更新。因項(xiàng)目體量大，難題多，模型建立按實(shí)際施工需求進(jìn)行分區(qū)，分專業(yè)建立，提升空間模型在BIM工作中的利用率。

4.2 BIM應(yīng)用情況

(1)場地布置

表1 BIM軟件應(yīng)用

序號軟件名稱功能1AutoCAD 2014平面圖紙?zhí)幚?Autodesk Revit Architec-ture2016 建筑專業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件3Autodesk Revit Structure Suite2016結(jié)構(gòu)專業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件4Autodesk Revit MEP 2016參數(shù)化三維建筑設(shè)備設(shè)計(jì)軟件,建筑暖通、給排水、電氣、管線綜合碰撞檢查專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件。5Autodesk Navisworks 2016三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集成,軟硬空間碰撞檢測,項(xiàng)目施工進(jìn)度模擬展示專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件。6Lumion場景布置,增加模型的可視化效果。7Autodesk 3ds Max三維效果圖及動畫專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件,模擬施工工藝及方案。8廣聯(lián)達(dá)BIM5D移動端進(jìn)行現(xiàn)場安全、質(zhì)量、進(jìn)度管理。9廣聯(lián)達(dá)BIM5D資源成本管理10廣聯(lián)達(dá)碎片化工具場地布置、鋼筋管理、模架管理、進(jìn)度管理10廣聯(lián)云平臺項(xiàng)目各參與方協(xié)同管理

本項(xiàng)目由六個單位工程組成，東西方向一字排列，施工面較長，工期緊任務(wù)重，周轉(zhuǎn)材料所需量較大，合理的場地布置是工程開展的關(guān)鍵，通過BIM建立施工現(xiàn)場三維場布模型，直觀地展現(xiàn)各個功能區(qū)之間的關(guān)系[11]，同時加入時間軸模擬施工，確定每個階段場地布置，最大化地合理利用場地，減少材料二次搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)綠色施工。

圖3 施工模型

(2)圖紙會審

本工程通過建立BIM模型，利用BIM可視化特點(diǎn)將圖紙中問題直觀的展示出來，目前查找出結(jié)構(gòu)、建筑、機(jī)電等專業(yè)圖紙問題20余處，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供有利保障。

(3)施工現(xiàn)場實(shí)名制

現(xiàn)場人員實(shí)名制，將現(xiàn)場人員有效信息錄入，基于平臺對單個工人安全考核記錄、違規(guī)記錄等信息實(shí)施現(xiàn)場云端查詢，完成人員施工管控。

(4)施工現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)護(hù)

根據(jù)模型模擬，合理布置環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過環(huán)境監(jiān)測云平臺與除霾降塵系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，實(shí)時數(shù)據(jù)超過預(yù)警值時系統(tǒng)自動開啟，保證施工現(xiàn)場環(huán)境達(dá)標(biāo)[12]。此舉大幅度減少人力投入，使降塵設(shè)備的使用效率從60%提升至85%以上，且與一般控制方法相比節(jié)約用水50%。

(5)BIM助力方案優(yōu)化

針對本工程存在大量深掛板的施工不便、質(zhì)量難以保證的問題，利用BIM技術(shù)進(jìn)行掛板支撐系統(tǒng)合理優(yōu)化、安全計(jì)算，并進(jìn)行三維模擬施工，為施工提供了有效準(zhǔn)備，施工一次成優(yōu)[4]，獲得陜建協(xié)2017年優(yōu)秀QC成果二等獎。

(6)泵房預(yù)制安裝

針對泵房設(shè)計(jì)圖紙情況，對泵房二位設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維翻模，在三維模型上對泵房內(nèi)管線的排布進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并通過管道內(nèi)壓力及重量計(jì)算選擇合適的支吊架。出具詳加工及施工圖紙。

將三維模型及深化二維圖紙發(fā)至加工廠，通過模型轉(zhuǎn)換對接，信息輸入自動化加工系統(tǒng)，對成品構(gòu)件進(jìn)行信息編碼，按照施工順序合理規(guī)劃，集中堆放，按照施工順序分別進(jìn)行運(yùn)輸，方便現(xiàn)場進(jìn)行安裝。

泵房構(gòu)件在工廠加工過程中，攜帶相關(guān)信息，通過信息掃碼進(jìn)行歸類，根據(jù)現(xiàn)場施工情況進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，確定下一步安裝使用構(gòu)件類型及數(shù)量，及時運(yùn)達(dá)現(xiàn)場，通過掃碼進(jìn)行定位安裝。

構(gòu)件安裝完成后，技術(shù)員和質(zhì)檢員通過信息平臺進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)完成后，合格產(chǎn)品進(jìn)行安裝合格確認(rèn)，完成現(xiàn)場與模型的交互標(biāo)注。便于信息進(jìn)行傳遞、回傳。

(7)基于5D平臺的施工管理

項(xiàng)目內(nèi)采用BIM協(xié)同平臺實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的施工現(xiàn)場信息交互工作。

圖4 圖紙問題反饋

對質(zhì)量問題進(jìn)行拍照后直接選取，自動發(fā)送至整改責(zé)任人及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。整改責(zé)任人收到消息后立即整改，并進(jìn)行拍照回復(fù)。檢查人收到消息后組織復(fù)查，確保問題切實(shí)得到有效控制。

根據(jù)施工進(jìn)度要求，提前在現(xiàn)場設(shè)置質(zhì)量控制要求及質(zhì)量控制點(diǎn)，通過Web端精確每個點(diǎn)的質(zhì)量情況，在我司樣板工程體系指導(dǎo)下，通過平臺遵循PDCA循環(huán)對現(xiàn)場進(jìn)行全面質(zhì)量管理。

運(yùn)用BIM技術(shù)，在施工開始前，模型上進(jìn)行危險源辨識，提前制定措施，運(yùn)用云端進(jìn)行各項(xiàng)安全管控。

通過移動端，收集施工現(xiàn)場日進(jìn)度照片，形成日進(jìn)度照片庫。通過移動端周任務(wù)派分情況，回傳任務(wù)完成情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，提取現(xiàn)場實(shí)際施工進(jìn)度。形成周進(jìn)度擬真模型。按區(qū)域進(jìn)行進(jìn)度對比，按周建立進(jìn)度對比情況，收集現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)，擬合計(jì)劃工期模型，預(yù)測進(jìn)度走向，助力工程進(jìn)度管控[13]。

(8)族庫建立

截至目前為止，我公司的族庫管理系統(tǒng)共包括約357個自定義族。并完成了施工企業(yè)自定義族的創(chuàng)建、存儲等系列通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編制，提高了BIM模型的創(chuàng)建速度[14]。公司通過建模建立了符合單位項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃的構(gòu)建族，為以后項(xiàng)目中進(jìn)行構(gòu)件拼裝及定型加工提供了可靠依據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)施規(guī)劃裝配式。

5 BIM應(yīng)用成果

5.1 節(jié)約成本

項(xiàng)目共檢查碰撞點(diǎn)7 468處，降低成本損失39萬元，節(jié)約工期共計(jì)21天。

5.2 實(shí)施效果

BIM效果的應(yīng)用使得工程在成本節(jié)約、管理提升、技術(shù)提升、數(shù)據(jù)累積、人才培養(yǎng)及社會效益方面均取得了良好的效果。

表2 BIM實(shí)施應(yīng)用效果

序號關(guān)鍵點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)名稱碰撞點(diǎn)(項(xiàng))節(jié)省工期(天)減低成本損失(萬元)1結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)8--2機(jī)電深化設(shè)計(jì)7 460-203泵房預(yù)制化-10104輕質(zhì)隔墻預(yù)制-555二次砌體排磚-436細(xì)部節(jié)點(diǎn)動態(tài)交底-2-7質(zhì)量安全管控--1總計(jì)7 4682139

5.3 管理辦法總結(jié)

從施工方的角度總結(jié)出一套可以不斷完善的BIM工作管理流程，邁出了從BIM管理理念到實(shí)踐的重要一步，在提升了精細(xì)化管理的同時，也收獲了專業(yè)單位對工程質(zhì)量的認(rèn)可及較高的客戶滿意度。在多個方面的BIM應(yīng)用，解決了項(xiàng)目施工中的眾多工程難題，得到公司及項(xiàng)目大力推廣。

6 總結(jié)

通過BIM技術(shù)的應(yīng)用我們公司收獲頗豐：

(1)通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，成功的將管理平臺的應(yīng)用融入了我司安全、質(zhì)量、成本管理體系中，使我司體系的運(yùn)營更加順利通暢；

(2)在運(yùn)用過程中，打通了從模型到管理的應(yīng)用通道，積累了一批有經(jīng)驗(yàn)的BIM應(yīng)用管理人員，為下一步全面推廣應(yīng)用提供保障；

(3)通過提出問題，解決問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的BIM技術(shù)應(yīng)用，本工程共出QC成果3項(xiàng)，論文2篇，公司級施工樣板手冊一本；

(4)形成了一套完整的BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)施管理手冊，提高了公司項(xiàng)目管理的精細(xì)化程度，便于下一步在全公司范圍內(nèi)的全面推廣應(yīng)用。