王 斌 伍衡山 謝酉峰 李向光 趙云強

(1.南華大學土木工程學院,湖南 衡陽 421001； 2.湖南省第四工程有限公司，湖南 長沙 410119； 3.湖南省長盛建設有限公司，湖南 衡陽 421001； 4.浙江交工集團股份有限公司鐵路分公司，浙江 杭州 310051)

1 概述

隨著我國城市化進程的持續(xù)發(fā)展和城市建設的不斷擴張，越來越多的市中心繁華地段新建及改擴建工程需要建設。市中心周邊高層建筑鱗次櫛比，市政主干道路交錯、地下管線復雜，施工區(qū)域緊鄰城市重要的民生建筑，如：學校、醫(yī)院、政府辦公區(qū)。施工單位可用的場地非常狹小，市中心施工現(xiàn)場對安全文明施工水平、綠色施工水平要求高，工期緊張，施工組織在時間、空間上限制條件諸多。因此，如何在有限的空間和時間內(nèi)，科學管理、精心策劃顯得尤為重要。

BIM技術即建筑信息模型技術，該技術作為一項新的信息技術，集成了大量工程相關的信息，尤其可以將施工場地周邊的環(huán)境條件、時間與空間等信息進行整合，為工程建設管理者提供準確而及時的數(shù)據(jù)支撐[1]，使管理者之間的溝通與協(xié)助更為順暢，促進管理者控制施工進度，節(jié)省投資，提高工程質(zhì)量，確保施工安全[2]。本項目通過利用先進的BIM技術提前模擬施工組織方案，進行施工部署的可行性分析，三維模擬施工段的施工順序，最終保證項目順利完成。項目的實施對類似工程項目的推廣應用具有重要的借鑒意義。

2 工程概況

本項目是湖南省體育局重點建設項目，由一棟7層全民健身中心(綜合樓)和一棟2層綜合訓練館以及1層地下室組成(見圖1)，為一類多層公共建筑。綜合訓練館外墻為玻璃幕墻+干掛白砂巖，屋面采用大跨度網(wǎng)架結構。全民建設中心外墻玻璃幕墻+干掛白砂巖。

2.1 項目管理難點

項目位于長沙市開福區(qū)CBD地段，地下室緊鄰建筑用地紅線，與市政主干道僅數(shù)米距離，沒有空余的施工場地，平面布置極其困難。僅有一條4 m寬直線施工道路，無法形成區(qū)域內(nèi)交通循環(huán)路線。同時，原體育場舊址北側圍墻周邊栽種的幾十年樹齡的香樟樹以及西側原有一排桂花樹不得移栽，必須保護完好。原本狹窄的施工用地在諸多約束條件下顯得更加捉襟見肘。如何精心策劃施工用地，在滿足施工組織所需要的平面布置，施工道路、加工場地、材料堆場、倉儲用地、辦公臨建、生活區(qū)臨建等剛性用地需求的基礎上同時滿足安全文明施工要求及綠色施工最大限度保留原有綠化植被是本工程項目管理難點。

2.2 項目精細化管理的難點

本工程涉及到的分包專業(yè)多，包括：土建、土石方、基坑支護、鋼結構、給排水、消防、電氣、幕墻、建筑智能化、精裝修、體育場地設施等專業(yè)，作為總承包單位，需要將每一個專業(yè)分包工作在狹小的場地范圍內(nèi)納入總承包管理之中，有效協(xié)調(diào)整合是項目精細化管理的難點。

2.3 項目施工管理的難點

本工程地下室南北向180 m，東西向76 m，根據(jù)設計圖紙的后澆帶設置，地下室分為5個區(qū)施工。如何科學安排各個施工段地下室底板及頂板的施工順序?qū)⑦_到加工區(qū)靈活布置在各個流水段上暫時空閑出來作業(yè)面上的目的是本項目施工管理的難點。

2.4 項目技術管理的難點

本工程結構較復雜，施工圖紙中要求深化設計工作量大，技術管理工作繁重，如：綜合訓練館11.7 m大跨度高支模、幕墻預埋件位置深化及幕墻排版深化、10項新技術的應用、超長地下室大體積混凝土裂縫控制、大跨度網(wǎng)架屋面高空散拼吊裝等，是本項目技術管理的難點。

3 BIM技術在市中心狹小場地工程項目管理中的應用

3.1 城市中心狹窄場地的平面布置優(yōu)化

針對本工程體量較大、施工工期緊、多個專業(yè)隊伍進行流水交叉作業(yè)且施工場地狹窄等特點，本項目利用BIM技術，立體規(guī)劃生活區(qū)、辦公區(qū)、鋼筋加工區(qū)、材料倉庫、材料堆場、施工道路、大型機械設備等的布置，減少施工占地、保障現(xiàn)場運輸?shù)缆窌惩?、減少了材料的二次轉(zhuǎn)運，節(jié)約施工成本。對項目進行BIM三維場地策劃(見圖2)，使施工總體的布置更加科學合理，場地利用率最大化，達到綠色施工“節(jié)地”的目的。

3.2 運用BIM技術，精心策劃項目流水施工

本項目在基坑開挖、支護以及地下室施工期間，工作面占據(jù)整個施工現(xiàn)場的90%，是各個施工階段用地最為緊張的階段。因此，如何利用BIM技術策劃項目流水施工顯得尤為重要。項目土方開挖及支護采取由南往北依次施工。人工挖孔樁基礎混凝土澆筑因場地狹小不能采用泵送澆筑方式，規(guī)劃一條寬約4 m，厚200 mm的混凝土施工臨時道路，路面標高與地下室底板墊層頂高度一致。人工挖孔樁混凝土澆筑完畢后，該施工便道區(qū)域變?yōu)榈叵率一炷翂|層的一部分，既方便了施工又節(jié)約了材料。地下室南北向180 m，東西向76 m，根據(jù)設計圖紙的后澆帶設置，將地下室分為5個區(qū)施工，由南向北依次劃分為1區(qū)～5區(qū)，A-F軸為1區(qū)，G-J軸為2區(qū)，K-P軸為3區(qū)，Q-V軸為4區(qū)，W-AB軸為5區(qū)(見圖3)，根據(jù)5個區(qū)的劃分組織流水施工。上部主體結構分別位于地下室1區(qū)和3區(qū)、4區(qū)。為了滿足工期要求，達到不影響主體結構進度的目的，地下室按照1區(qū)、3區(qū)、4區(qū)、2區(qū)、5區(qū)的順序依次施工。為了最大化利用周轉(zhuǎn)材料，降低材料周轉(zhuǎn)過程中的搬運，2區(qū)地下室底板混凝土澆筑后形成的工作面臨時設置為木工加工棚與鋼筋加工棚以及材料堆場，待1區(qū)上部全民健身中心施工至主體結構5層，且3區(qū)、4區(qū)上部綜合訓練館主體2層施工完成時，再進行2區(qū)地下室頂板混凝土澆筑，相應的加工棚移至2區(qū)頂板上方。5區(qū)底板和頂板在4區(qū)支模架拆除后施工。

上部主體結構施工劃分為三個施工段，全民健身中心為一個施工段，綜合訓練館劃分為兩個施工段，組織流水施工，全民健身中心完成至第5層時插入砌體施工。

3.3 利用BIM技術加強技術管理

1)三維模型的建立。

BIM技術是以模型為基礎，據(jù)此BIM工作站土建，預算，機電，幕墻各專業(yè)人員對項目的結構，建筑，裝飾裝修，消防，暖通，給排水等專業(yè)進行精準建模(見圖4)。并以此為基礎開展BIM技術與項目生產(chǎn)相結合的應用。

2)多專業(yè)模型的整合及虛擬漫游。

根據(jù)各專業(yè)模型制作了虛擬漫游視頻，分別為：地下室消防泵房虛擬漫游、地下室暖通、消防綜合專業(yè)虛擬漫游，全民健身中心結構專業(yè)漫游。

3)基于BIM 的機電深化和管線綜合優(yōu)化。

利用REVIT MEP對項目機電部分進行建模(見圖5，圖6)，利用NavisWorks軟件對工程模型進行整合，碰撞檢測，生成碰撞報告，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。例如在實際建模過程中，建模人員發(fā)現(xiàn)地下室K軸與V軸處，支吊架布置位置與消防防火卷簾門的位置存在沖突，與設計院溝通后，將支吊架位置更改到墻體端部位置，預留洞口安裝。

4)基于BIM 的方案編制和技術交流。

運用廣聯(lián)達模架軟件對項目支模架進行方案的編制，根據(jù)項目實際使用的材料尺寸，設定材料參數(shù)，根據(jù)模板設計規(guī)范，設置荷載參數(shù)。綜合訓練館首層11.7 m高支模方案，屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程，運用BIM模架軟件對該高支模的方案進行編制，對高支模架體安全性進行驗算，并對1.5 m高主梁與次梁節(jié)點等施工復雜部位，導出三維支模架施工節(jié)點圖形。

5)基于BIM 的鋼筋下料。

項目運用廣聯(lián)達BIM云翻樣軟件，導入已建好的模型，自動生成鋼筋下料配料單，生成鋼筋排布圖指導現(xiàn)場鋼筋加工，審核勞務料單，根據(jù)料單及翻樣數(shù)據(jù)編制項目材料計劃，模擬鋼筋加工，實現(xiàn)鋼筋精細管理。

6)基于BIM技術的模板智能布置與精細化加工。

在模架工程軟件中，建立好綜合訓練館結構專業(yè)模型，根據(jù)JGJ 162—2011建筑施工模板安全技術規(guī)范設置安全參數(shù)。通過智能布置，軟件自行計算生成梁板柱各構件的模板加工尺寸表，與項目木工班組自行計算的配模圖核對比較后進行精細化加工，最大程度減少了模板的浪費，提高周轉(zhuǎn)利用率。

7)基于BIM應用的幕墻施工模擬及可視化交底。

本項目幕墻分為石材幕墻、豎明橫隱構件式玻璃幕墻、全明框構件式玻璃幕墻三種類型。項目整體工期短，施工場地較為狹窄，幕墻與室內(nèi)裝修交叉施工，為保證項目文明、有序施工。在平面部署時將2區(qū)地下室頂板作為幕墻施工區(qū)域。場地內(nèi)規(guī)劃鋼材堆放區(qū)、鋁合金型材堆放區(qū)、面板堆放區(qū)、加工區(qū)。場地均布置在主要道路兩側及塔吊作業(yè)半徑內(nèi)，方便調(diào)運。所有堆放場地均平整硬化，材料架空有序堆放，并按公司標準化要求掛設材料標識牌。加工區(qū)及成品堆放區(qū)設置在項目綜合訓練館1層室內(nèi)。運用BIM模型對幕墻工序及工藝說明制作動畫模擬短片，事前向班組做詳細的技術安全交底。圖7為幕墻預埋件施工三維交底示意圖。

3.4 科學管理踐行安全文明施工、綠色施工

將公司《安全文明施工標準化圖集》與BIM模型相結合，對項目部門樓、宣傳欄、企業(yè)文化長廊、工具室、加工棚、配電房、二級配電箱等，進行項目的安全文明施工交底，以及實時實況的虛擬漫游。

4 實施過程檢查和監(jiān)督

項目實行三級管理，目標管理。緊跟集團項目數(shù)字化與企業(yè)信息化的目標，明確模型為基本載體，信息為業(yè)務支撐，應用為核心價值的設計理念，將項目每個階段實施情況數(shù)據(jù)上傳到集團企業(yè)云，使企業(yè)高層能對項目進行第一手資料的掌握，及時做出調(diào)整與監(jiān)控。項目管理團隊對項目進行定時檢查和監(jiān)督，及時對偏差進行分析，保證既定目標的順利實現(xiàn)。

5 結語

本項目在市中心狹小的場地內(nèi)運用BIM技術，精心策劃、科學管理，滿足了市區(qū)對安全文明施工的要求，創(chuàng)造了周邊市民朋友滿意的施工外部環(huán)境，同時又合理地進行了施工平面布置和流水施工，施工現(xiàn)場井井有條。項目的管理實施，獲得了“湖南省安全生產(chǎn)標準化考評優(yōu)良工地”“湖南質(zhì)量標準化示范工地”“湖南省工程質(zhì)量常見質(zhì)量問題治理示范觀摩工地”“第二屆中國建設工程BIM大賽卓越工程項目獎二等獎”等各項榮譽。

BIM技術在市中心狹小場地施工項目管理中為項目流水施工提前模擬，為項目部場地的動態(tài)布置，復雜工況危險性大的工程的安全技術交底提供了強大的技術支撐。BIM技術與項目管理模式的結合可以促進建筑行業(yè)良好有序的發(fā)展，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。本項目采取的各項措施使得臨時設施占地面積有效利用率大于90%，綠色施工節(jié)地指標達先進水平。對以后市中心狹小場地施工具有重要的指導借鑒意義。