羅茂穎，張 馳，劉 冬

(四川師范大學(xué) 工學(xué)院，四川 成都 610101)

1 工程概況

OPPO(重慶)智能生態(tài)科技園是OPPO智能科技有限公司的重點(diǎn)工程，建成后計(jì)劃承擔(dān)OPPO生產(chǎn)任務(wù)的1/3，是OPPO集團(tuán)體現(xiàn)科技化、信息化、現(xiàn)代化的重要門戶，同時(shí)是OPPO數(shù)萬(wàn)員工工作及生活的樂(lè)園。項(xiàng)目規(guī)劃建筑用地面積約1 521.32畝(1畝≈666.67 m2)，總建筑面積約127萬(wàn) m2，分兩期實(shí)施。

2 BIM技術(shù)必要性及項(xiàng)目實(shí)施管理流程

2.1 BIM技術(shù)必要性

本項(xiàng)目工程體量大、占地廣、工期較短，計(jì)劃從樁基施工到具備生產(chǎn)設(shè)備搬遷條件僅13個(gè)月；項(xiàng)目面積大，安全管理點(diǎn)多面廣，安全保障難度極大；涉及參建單位多，其中包括項(xiàng)目管理單位、總包單位、設(shè)計(jì)單位等9家單位。BIM技術(shù)可解決專業(yè)配合不夠、施工配合不協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)考慮不深入、圖紙質(zhì)量不高等問(wèn)題，大大減小返工和修改的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約項(xiàng)目成本、縮短工期的目的。有效提高項(xiàng)目各參與方的交流和溝通，合理安排進(jìn)度計(jì)劃，優(yōu)化施工方案對(duì)比，解決項(xiàng)目原施工圖紙中存在的設(shè)計(jì)不合理并進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

2.2 項(xiàng)目實(shí)施管理流程

為保證BIM能夠在本項(xiàng)目中有條不紊的開(kāi)展，保證成果質(zhì)量，做到每一個(gè)成果都有依據(jù)、可追溯。制定BIM實(shí)施流程見(jiàn)圖1，確保BIM工作的順利開(kāi)展。

圖1 項(xiàng)目實(shí)施管理流程圖

3 施工階段BIM應(yīng)用方案

根據(jù)OPPO智能生態(tài)園項(xiàng)目特點(diǎn)，基于設(shè)計(jì)階段提供的二維施工圖，重點(diǎn)研究施工管理階段的BIM 體系建立、現(xiàn)場(chǎng)總平面布置、碰撞檢查、機(jī)電深化設(shè)計(jì)、施工方案對(duì)比分析等，實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)應(yīng)用的精細(xì)化管理。在施工階段，基于BIM技術(shù)協(xié)同各參與單位(總承包、分包、監(jiān)理、質(zhì)檢等)，達(dá)到高效溝通、減少變更、提質(zhì)增效的目標(biāo)。

根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況，采用Revit、Fuzor、Lumion等軟件進(jìn)行 BIM 技術(shù)應(yīng)用。針對(duì)項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)，主要從場(chǎng)地規(guī)劃管理、管線綜合優(yōu)化、各專業(yè)之間及專業(yè)內(nèi)部碰撞檢查、施工方案對(duì)比、可視化模型展示等方面進(jìn)行應(yīng)用。

3.1 施工場(chǎng)地布置

在項(xiàng)目開(kāi)始前，對(duì)基礎(chǔ)施工階段、主體施工階段、裝修施工階段的場(chǎng)地布置進(jìn)行虛擬建模，提前對(duì)場(chǎng)地布置進(jìn)行優(yōu)化。進(jìn)行施工臨建布置、塔式起重機(jī)運(yùn)行空間分析、重型起重機(jī)等設(shè)備行走路線優(yōu)化、鋼筋等材料臨時(shí)堆放區(qū)布置、現(xiàn)場(chǎng)人員安全分析等，合理安排施工總平面，為總包、分包等參建單位協(xié)同創(chuàng)造必要條件，充分考慮綠色施工和降低成本要求，用 BIM 三維模型體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)臨建的位置與空間變化場(chǎng)地模型見(jiàn)圖2。

(a)基礎(chǔ)施工階段

(b)裝飾施工階段

(c)主體施工階段圖2 各階段的施工場(chǎng)地模型

3.2 綜合管線優(yōu)化

1)機(jī)電管線綜合。依據(jù)設(shè)計(jì)院提供的機(jī)電藍(lán)圖、土建總包提供土建模型、業(yè)主提供各區(qū)凈高要求，在滿足機(jī)電管道、設(shè)備便于安裝、便于檢修，不改變使用功能的情況下，對(duì)機(jī)電模型進(jìn)行搭建，并進(jìn)行優(yōu)化。由于業(yè)主對(duì)美觀要求高，所有管道不能明露，且大部分室內(nèi)均不設(shè)置吊頂，增大了管線綜合調(diào)整難度。

2)二次結(jié)構(gòu)碰撞與洞口預(yù)留。由于本項(xiàng)目管道密集，成排管道寬度大、數(shù)量多，與二次結(jié)構(gòu)碰撞較多，為避免管道與二次結(jié)構(gòu)碰撞，對(duì)機(jī)電管線優(yōu)化時(shí)充分考慮結(jié)構(gòu)柱、圈梁、門窗過(guò)梁位置，提前優(yōu)化管道走向或調(diào)整二次結(jié)構(gòu)位置，避免碰撞。

將已排布完成的機(jī)電管線綜合模型與砌體模型整合，檢查機(jī)電管道與墻體的碰撞，提前預(yù)留單根、成排水管、風(fēng)管、橋架的洞口位置，并在砌體模型中生成預(yù)留洞口，出具紙質(zhì)版圖紙進(jìn)行報(bào)審。

3)支吊架優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)綜合管線排布情況，布置綜合支吊架模型，利用受力分析軟件進(jìn)行三維綜合支吊架受力計(jì)算，驗(yàn)算其是否符合力學(xué)要求，根據(jù)受力計(jì)算書(shū)數(shù)據(jù)對(duì)三維綜合支吊架規(guī)格進(jìn)行調(diào)整。確定支吊架規(guī)格后，依據(jù)支吊架布置規(guī)范進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)，并導(dǎo)出支吊架預(yù)制圖紙，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3 施工方案對(duì)比

利用BIM進(jìn)行施工方案對(duì)比，相較于傳統(tǒng)施工方案對(duì)比更加清晰、準(zhǔn)確。如圖3所示，優(yōu)化4根DN450的空調(diào)水管與排煙風(fēng)管交叉，方案1為風(fēng)管上翻、空調(diào)水管下翻，避開(kāi)碰撞，此方案雖然節(jié)省車間凈高空間，但空調(diào)水管翻彎過(guò)多，管道焊縫增加20多處，增大漏水風(fēng)險(xiǎn)，增加施工難度且增加成本；方案2為水管不翻彎，風(fēng)管下翻走管道下部，此方案雖然局部?jī)舾呗杂薪档?，但是減少焊接管焊縫，又方便施工。最終綜合考慮選擇方案2進(jìn)行施工。

(a)方案1

(b)方案2

(c)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝情況圖3 施工方案對(duì)比

3.4 室外管網(wǎng)深化設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙搭建室外管網(wǎng)模型、場(chǎng)地模型，提出設(shè)計(jì)問(wèn)題。地形模型搭建時(shí)，由于地形與等高線之間水平距離不一致，分包單位難以保證電氣、給水管道等未提供安裝高度管道的覆土高度是否滿足設(shè)計(jì)要求，利用CIVIL 3D搭建場(chǎng)地模型，通過(guò)模型、圖紙指導(dǎo)施工。

完成室外多專業(yè)模型搭建后，通過(guò)整合室外地形、機(jī)電、各子項(xiàng)模型綜合，發(fā)現(xiàn)多專業(yè)碰撞問(wèn)題，通過(guò)BIM模型輔助確認(rèn)方案，最終由設(shè)計(jì)進(jìn)行回復(fù)確認(rèn)，BIM工程師再對(duì)模型進(jìn)行更新。本項(xiàng)目室外管網(wǎng)優(yōu)化的主要內(nèi)容為：①將所有管件轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)件；②所有構(gòu)件滿足覆土高度；③調(diào)整管道之間碰撞，保證安全距離，并充分考慮挖機(jī)施工空間，挖土、填土區(qū)域，便于現(xiàn)場(chǎng)施工。完成室外管網(wǎng)調(diào)整后，進(jìn)行室外管網(wǎng)出圖，并報(bào)項(xiàng)管審查。為便于現(xiàn)場(chǎng)施工，所出圖紙?jiān)谒芯?、管件處均有坐?biāo)標(biāo)注，便于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖。

3.5 吊裝方案模擬

利用Revit建立三維主體結(jié)構(gòu)和待吊裝設(shè)備模型，并導(dǎo)入Fuzor中進(jìn)行施工模擬，根據(jù)初步施工方案確定行車路線及吊車站點(diǎn)進(jìn)行匹配，通過(guò)觀察周邊結(jié)構(gòu)的干涉及作業(yè)車輛的行走路線模擬情況，對(duì)作業(yè)車輛的工作范圍及吊車站點(diǎn)的部署進(jìn)行合理性調(diào)整，同時(shí)將最終的吊裝方案進(jìn)行動(dòng)畫(huà)交底至現(xiàn)場(chǎng)操作人員，確保方案的可實(shí)施性。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

在二次砌體預(yù)留洞口方面，本工程共計(jì)需開(kāi)洞數(shù)量大致為1 060個(gè)，則后期開(kāi)洞則需花費(fèi)約為10.6萬(wàn)元，其中不包括構(gòu)造柱與管道碰撞對(duì)構(gòu)造柱重新進(jìn)行調(diào)整的費(fèi)用。

外墻復(fù)合板埋件與結(jié)構(gòu)件碰撞，按照傳統(tǒng)方式施工，需要對(duì)第一步工序進(jìn)行返工拆除、重新施工，僅外墻復(fù)合板與其他部分碰撞問(wèn)題，共計(jì)節(jié)約30.02萬(wàn)元(見(jiàn)表1)。

表1 復(fù)合板碰撞經(jīng)濟(jì)效益分析表

經(jīng)綜合估算，本工程應(yīng)用BIM技術(shù)共縮短工期65 d，直接節(jié)約成本達(dá)2 330萬(wàn)元(見(jiàn)圖4)，并有典型性和可示范性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

圖4 經(jīng)濟(jì)效益分析表

5 結(jié) 語(yǔ)

本次項(xiàng)目作為重慶市渝北區(qū)政府重點(diǎn)項(xiàng)目，通過(guò)BIM技術(shù)將安全、質(zhì)量、工期、成本精細(xì)化管理手段進(jìn)行提升，為BIM技術(shù)在其他項(xiàng)目中的應(yīng)用起到引導(dǎo)作用，使區(qū)域建筑業(yè)朝向更加健康的方向發(fā)展，同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)人才，對(duì)行業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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