高健

（中鐵建電氣化局集團(tuán)第四工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

BIM管理技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位對(duì)施工單位基礎(chǔ)信息、模型、WBS施工計(jì)劃、設(shè)備材料到貨計(jì)劃、門禁與網(wǎng)絡(luò)5個(gè)方面的可視化和可控性，每個(gè)方面的信息都是在工程施工前期將預(yù)期的施工過程精細(xì)化到BIM管理平臺(tái)中[1-2]。作為BIM管理的執(zhí)行者，BIM技術(shù)對(duì)人力資源和項(xiàng)目管理的要求更高，如時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制、科學(xué)化的人力資源配置體系、項(xiàng)目管理推進(jìn)與質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，都是保證BIM應(yīng)用順利推進(jìn)不可替代的人為因素，從而實(shí)現(xiàn)施工期間順利派工、按計(jì)劃組織施工。

1 運(yùn)用BIM進(jìn)行監(jiān)督管理

1.1 人員信息管理

（1）管理人員信息。為便于對(duì)工程施工過程中質(zhì)量安全的管控，將監(jiān)理單位和施工單位管理人員信息上傳至平臺(tái)，根據(jù)管理人員管理領(lǐng)域?qū)ζ涔ぷ骷皩I(yè)進(jìn)行分工管理，BIM應(yīng)用中主要對(duì)參加施工生產(chǎn)的全部人員進(jìn)行登記管理，包括項(xiàng)目總監(jiān)、總監(jiān)代表、監(jiān)理工程師、其他監(jiān)理人員、項(xiàng)目經(jīng)理、總工程師、施工員、質(zhì)檢員、資料員、安全員等相關(guān)人員，辦理平安卡，統(tǒng)計(jì)各管理人員姓名、年齡、身份證號(hào)、家庭住址、聯(lián)系電話、所屬專業(yè)和平安卡號(hào)，根據(jù)平安卡利用門禁讀卡器分配IC卡（門禁卡）信息，使得施工單位管理人員在BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可視化管理。

（2）施工人員信息。為了方便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的管理，便于建設(shè)單位和施工單位對(duì)一線人員的了解和管控，需統(tǒng)計(jì)施工單位一線施工人員信息，分專業(yè)歸類，辦理平安卡，包括施工人員年齡、身份證號(hào)、家庭住址、工種、安全教育、聯(lián)系電話、平安卡號(hào)，并將施工人員的各項(xiàng)信息錄入平臺(tái)，通過平臺(tái)與視頻監(jiān)控及門禁系統(tǒng)相結(jié)合，對(duì)施工人員進(jìn)行派工工作，確保施工作業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工外，不允許其他非本日或本項(xiàng)工序人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)施工的人員及人數(shù)進(jìn)行有效管控。

（3）電子簽名表。電子簽名用于派工單走流程時(shí)作為電子簽章。對(duì)于監(jiān)理單位，需要項(xiàng)目總監(jiān)理工程師、項(xiàng)目總監(jiān)代表和專業(yè)監(jiān)理工程師進(jìn)行統(tǒng)計(jì)錄入；對(duì)于施工單位，只要求項(xiàng)目經(jīng)理、施工員、質(zhì)檢員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)錄入。電子簽名將作為BIM電子檔案的附件，具有同樣效力。

1.2 門禁與視頻監(jiān)控管理

（1）門禁管理。項(xiàng)目部BIM服務(wù)器的VPN網(wǎng)絡(luò)與門禁服務(wù)器連接，對(duì)施工人員進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管控，通過提前溝通和協(xié)調(diào)以及BIM管理平臺(tái)門禁系統(tǒng)處理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作門禁系統(tǒng)，節(jié)省大量時(shí)間。

（2）視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控與門禁網(wǎng)絡(luò)相輔相成，便于施工單位在控制門禁系統(tǒng)的情況下確認(rèn)當(dāng)事人的身份，還可以通過視頻監(jiān)控檢查現(xiàn)場(chǎng)施工的人員數(shù)量，檢查施工人員的衣著及安全防護(hù)用品，檢查現(xiàn)場(chǎng)施工安全防護(hù)是否到位，檢查WBS施工計(jì)劃與實(shí)際施工安排是否一致。

在施工質(zhì)量與進(jìn)度控制方面，施工過程中利用BIM數(shù)字化的監(jiān)控模式，有效管理施工現(xiàn)場(chǎng)，監(jiān)控施工質(zhì)量，使施工單位現(xiàn)場(chǎng)管理人員可騰出更多精力用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的提前預(yù)控和對(duì)重要部位、關(guān)鍵工序的嚴(yán)格把關(guān)等工作，第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提高了工作效率，減少了管理人員數(shù)量，對(duì)質(zhì)量問題和安全問題的發(fā)生也起到一定的預(yù)防作用。

1.3 無線通信傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)定位技術(shù)應(yīng)用

（1）施工通信。進(jìn)入隧道區(qū)間施工，為了保障施工作業(yè)指揮、相互通信聯(lián)絡(luò)，利用無線通信傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)定位技術(shù)解決施工期間的通信問題。

（2）定位服務(wù)。利用無線通信傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)既定區(qū)域作業(yè)人員的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；結(jié)合預(yù)警技術(shù)，提高軌行區(qū)的安全管理效果。

2 BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用

由于供電系統(tǒng)工程在BIM中的特殊性，根據(jù)《廣州軌道交通供電系統(tǒng)工程BIM交付標(biāo)準(zhǔn)（暫行）》，對(duì)供電系統(tǒng)工程的BIM模型分車站、軌行區(qū)間2部分建模，車站中的變電所和綜合監(jiān)控模型與機(jī)電單位建立的模型進(jìn)行合模，檢測(cè)車站中的碰撞點(diǎn)和與實(shí)際不符之處，再配合機(jī)電單位對(duì)建好的模型進(jìn)行調(diào)整和修改，保證雙方模型的一致性；因軌行區(qū)間均采用一種軟件建模，且為同一建模單位，供電系統(tǒng)的模型直接在軌道建設(shè)單位建好的模型上進(jìn)行建模，有效避免合模過程中存在的問題，能夠在建模期間就發(fā)現(xiàn)疏漏和錯(cuò)誤等問題。

設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)有差錯(cuò)漏碰，特別是在車站綜合管線布置上，不同專業(yè)、系統(tǒng)間的“錯(cuò)漏缺”將嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和成本。一般情況下，施工設(shè)計(jì)人員會(huì)在施工前對(duì)車站和軌行區(qū)間進(jìn)行管線設(shè)計(jì)，并解決大量管線碰撞問題[3-4]。二維圖紙往往不能全面反映個(gè)體、各專業(yè)、各系統(tǒng)之間碰撞的可能，同時(shí)由于二維設(shè)計(jì)離散行為的不可預(yù)見性，也將使設(shè)計(jì)人員疏漏掉車站一些管線碰撞的問題。因此，可在管線綜合平衡設(shè)計(jì)時(shí)利用BIM的可視化功能進(jìn)行管線碰撞檢測(cè)，檢查變電所電纜引入和引出、支架安裝、橋架安裝、預(yù)留孔洞位置、鋼管預(yù)埋等工序的碰撞情況，將變電所BIM模型與機(jī)電安裝模型合模所存在的碰撞點(diǎn)盡早反饋給各專業(yè)設(shè)計(jì)人員，為實(shí)際解決問題提供信息參考，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)的管線碰撞和返工現(xiàn)象，以最實(shí)際的方式體現(xiàn)降本增效。

（1）利用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審。目前的三維可視化技術(shù)可直觀地將供電系統(tǒng)工程與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程對(duì)比，考察理論化與實(shí)際的差距和不合理性。同時(shí)，BIM模型的對(duì)比可使建設(shè)單位和施工單位對(duì)施工過程及地鐵相關(guān)功能性進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估，從而提早反應(yīng)，對(duì)可能發(fā)生的情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

（2）利用BIM進(jìn)行安全技術(shù)交底。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行三維管線碰撞檢查，不但能徹底消除硬碰撞、軟碰撞，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少建筑施工階段出現(xiàn)錯(cuò)誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空和管線排布方案。重要的是施工人員可利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案編制作業(yè)指導(dǎo)書，進(jìn)行施工作業(yè)安全技術(shù)交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量，同時(shí)也提高了普通作業(yè)人員的理解執(zhí)行能力。

（3）利用BIM進(jìn)行派工管理。施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵就是實(shí)現(xiàn)派工，派工的價(jià)值在于：可隨時(shí)隨地了解施工計(jì)劃工程實(shí)際進(jìn)展；對(duì)工程項(xiàng)目的各種問題和情況了如指掌。通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、WBS施工計(jì)劃和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，大大減少了返工和整改。

3 四維效果模擬實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)配

利用BIM技術(shù)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行建模，可以利用模型精確的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)制加工，如車站網(wǎng)柵、電纜長(zhǎng)度和走線方案、電纜編排順序、橋架切割預(yù)制、線槽預(yù)制等需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件的施工，有效提高工作效率，也方便日后業(yè)主的維修維護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享[5-6]。將BIM與供電系統(tǒng)工程信息相結(jié)合即可實(shí)現(xiàn)四維模擬，不僅可直觀體現(xiàn)施工的界面、順序，使各標(biāo)段與各專業(yè)施工間的施工協(xié)調(diào)變得清晰明了，而且通過四維施工模擬與施工組織方案的結(jié)合，能夠使設(shè)備材料進(jìn)場(chǎng)、勞動(dòng)力配置、機(jī)械配備等各項(xiàng)工作的安排變得更為經(jīng)濟(jì)有效。同時(shí)，設(shè)備吊裝方案（見圖1）及重要施工步驟都可用四維模擬方式明確向業(yè)主、審批方展示。

4 工程計(jì)劃

4.1 WBS施工計(jì)劃

4.1.1 車站

圖1 利用BIM進(jìn)行設(shè)備吊裝動(dòng)畫演示

廣州地鐵4號(hào)線南延段正線劃分為6個(gè)車站，每個(gè)車站編制1個(gè)WBS施工計(jì)劃，每個(gè)車站的WBS施工計(jì)劃具有各自的獨(dú)立性，避免車站施工人員重復(fù)派工，車站施工計(jì)劃按照變電所專業(yè)的主要施工工序進(jìn)行編制，第1級(jí)別為供電系統(tǒng)，第2級(jí)別為變電所，第3級(jí)別為變電所子系統(tǒng)，第4級(jí)別為分部分項(xiàng)工程，第5級(jí)別為車站所屬層次，第6級(jí)別為車站施工區(qū)域大軸網(wǎng)，第7級(jí)別為施工工序。

總計(jì)劃的施工工序時(shí)間按照總計(jì)時(shí)間進(jìn)行編制，充分考慮施工所使用時(shí)間，總體根據(jù)完成施工的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，把控工程進(jìn)度推進(jìn)的大指標(biāo)。月計(jì)劃的編制更詳細(xì)，按照一次工序?yàn)? d時(shí)限進(jìn)行分解，并按照各車站所在小軸網(wǎng)分層作業(yè)，固定施工區(qū)域，有效避免交叉施工的干擾。

車站中的變電所在BIM應(yīng)用中體現(xiàn)為實(shí)體工程量，因此WBS施工計(jì)劃需與BIM相對(duì)應(yīng)，車站各專業(yè)分部分項(xiàng)實(shí)體工程主要包含以下內(nèi)容：

（1）變電所專業(yè)：設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋件制安、電纜橋支架安裝、接地扁鋼制安、設(shè)備安裝、電力電纜及控制電纜敷設(shè)、電纜頭制安、接地電纜敷設(shè)、盤柜及二次回路接線、PSCADA系統(tǒng)、網(wǎng)柵、鐵件制作。

（2）綜合監(jiān)控專業(yè)：底座安裝、設(shè)備安裝、線槽敷設(shè)、光電纜敷設(shè)。

變電所設(shè)備模型見圖2。

4.1.2 軌行區(qū)間

廣州地鐵4號(hào)線南延段正線劃分為6個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間編制1個(gè)WBS施工計(jì)劃，每個(gè)區(qū)間同樣具有各自的獨(dú)立性，避免軌行區(qū)間施工人員重復(fù)派工，軌行區(qū)間WBS施工計(jì)劃按照供電系統(tǒng)各專業(yè)的施工流程進(jìn)行編制，第1級(jí)別為供電系統(tǒng)，第2級(jí)別為各專業(yè)，第3級(jí)別為各專業(yè)子系統(tǒng)，第4級(jí)別為分部分項(xiàng)工程，第5級(jí)別為軌行區(qū)間各中樁坐標(biāo)，第6級(jí)別為施工工序。

圖2 變電所設(shè)備模型

軌行區(qū)間總計(jì)劃和月計(jì)劃的編制要求基本同車站一致，唯一不同之處是軌行區(qū)間按照里程標(biāo)區(qū)域劃分，固定同一軌行區(qū)間的施工區(qū)域，供電施工單位WBS施工計(jì)劃派工跟隨軌道建設(shè)單位的派工進(jìn)行順移，解決軌道建設(shè)單位和供電施工單位的施工交叉問題，結(jié)合施工組織安排，統(tǒng)籌規(guī)劃施工區(qū)域，有效避免誤工怠工情況的發(fā)生。軌行區(qū)間各專業(yè)的分部分項(xiàng)實(shí)體工程包含以下內(nèi)容：

（1）環(huán)網(wǎng)電纜：電纜支架制安、遮陽罩制安、電纜敷設(shè)、光纜敷設(shè)、光纜成端、接地扁鋼制安、電纜中間頭制安。

（2）接觸軌：支架底座安裝、絕緣支架安裝、接觸軌安裝、中心錨結(jié)安裝、防護(hù)罩安裝、回流箱安裝、隔離開關(guān)安裝、避雷器安裝、接地扁鋁安裝。

（3）剛性接觸網(wǎng)：槽鋼底座安裝、匯流排架設(shè)、接觸線架設(shè)、架空地線架設(shè)、架空地線下錨、接地跳線安裝、電纜敷設(shè)。

（4）疏散平臺(tái)：平臺(tái)安裝、扶手安裝、步梯安裝、蹬車平臺(tái)安裝。

（5）雜散電流：傳感器安裝、轉(zhuǎn)接器安裝、參考電極安裝、電纜焊接。

區(qū)間接觸軌模型見圖3。

4.2 設(shè)備材料到貨計(jì)劃

設(shè)備材料到貨計(jì)劃緊隨WBS施工計(jì)劃，到貨計(jì)劃要提前，保證施工計(jì)劃的推進(jìn)，避免派工過程與實(shí)際施工工序不一致，并且在施工過程中對(duì)安裝的設(shè)備材料進(jìn)行二維碼掃描，錄入到BIM管理平臺(tái)，作為系統(tǒng)中已完成安裝的憑證。

根據(jù)各專業(yè)設(shè)備材料清單編制設(shè)備材料到貨計(jì)劃，設(shè)備材料到貨計(jì)劃內(nèi)容主要包含所屬區(qū)段/車站、專業(yè)、供貨渠道、合同設(shè)備材料名稱、規(guī)格型號(hào)、合同數(shù)量、到貨設(shè)備材料名稱（乙供）、到貨規(guī)格型號(hào)（乙供）、計(jì)量單位、計(jì)劃到貨數(shù)量、計(jì)劃到貨時(shí)間。

圖3 區(qū)間接觸軌模型

5 結(jié)束語

BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的非凡價(jià)值已經(jīng)在眾多投用的工程項(xiàng)目中體現(xiàn)，從設(shè)計(jì)到竣工，可以全方位地對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行良好管控，可實(shí)現(xiàn)事先校對(duì)圖紙及提前發(fā)現(xiàn)解決施工過程中的問題，使工程建設(shè)順利有效進(jìn)行，避免發(fā)生不必要的工程延期和質(zhì)量安全問題。廣州地鐵將BIM引入地鐵項(xiàng)目建設(shè)中，在全國(guó)城市軌道交通建設(shè)中開創(chuàng)了先河，各施工單位將對(duì)BIM進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，使BIM技術(shù)在地鐵建設(shè)中發(fā)揮出巨大作用。