毛 鴻 煜

(太原理工大成工程有限公司，山西 太原 030025)

1 概述

BIM是建筑工程建立三維模型所采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，可以將建筑工程信息進(jìn)行高度集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目全壽命周期數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理。4D BIM的應(yīng)用，可以建立起市政建筑工程電子沙盤、實(shí)現(xiàn)高效的進(jìn)度管理、資料管理和質(zhì)量管理，對(duì)工程管理實(shí)現(xiàn)可視化協(xié)同，提高項(xiàng)目管理效率。也可以進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，應(yīng)有可視化設(shè)計(jì)成果來進(jìn)行施工技術(shù)交底，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象。本文將結(jié)合實(shí)際的工程案例，對(duì)BIM技術(shù)在市政建筑安裝工程管理中的應(yīng)用進(jìn)行分析與探討。

2 工程概況

康樂街雨水泵站和調(diào)蓄池建設(shè)工程位于汾河公園的兒童沙灘和綠化草坪，占地7 610 m2。該泵站工程建成以后將會(huì)服務(wù)637.3 hm2的市政區(qū)域范圍內(nèi)的雨水沉降處理。由于工程項(xiàng)目緊臨汾河公園，對(duì)景觀有著更高的要求，需要將泵站及蓄水池采取全地下結(jié)構(gòu)，可以降低對(duì)工程項(xiàng)目附近環(huán)境的影響，泵站區(qū)域不設(shè)置有圍墻，地上構(gòu)筑物采用綠化灌木進(jìn)行隔斷。地下水位較高，地層結(jié)構(gòu)是細(xì)中沙，在進(jìn)行基坑開挖作業(yè)時(shí)易存在流沙、突涌等危險(xiǎn)，而且，地下管線保護(hù)、改遷難度比較大，地下邊續(xù)墻中中壓煤氣管線，由于施工年代久遠(yuǎn)，建設(shè)竣工資料不齊全，只能了解大致的管線走向，埋設(shè)深度在7 m～13 m。施工作業(yè)工程量比較大，對(duì)工期有著嚴(yán)格的要求，開挖土方量約為14萬(wàn)m3，由于工程位于城市主干道，白天不允許渣土車輛通行，土方的外棄處理是施工組織識(shí)別的難點(diǎn)，因此，需在采用BIM技術(shù)來對(duì)該工程項(xiàng)目進(jìn)行管理。

3 BIM技術(shù)在市政建筑安裝工程管理中的應(yīng)用

3.1 發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問題

采用傳統(tǒng)的二維CAD圖紙，工程信息以復(fù)雜的平面圖、立面圖和剖面圖來實(shí)現(xiàn)傳遞，地下管線容易出現(xiàn)管線碰撞和錯(cuò)位。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙會(huì)多達(dá)成百上千張，每個(gè)圖紙都是單獨(dú)的構(gòu)成部分，圖紙信息需要專業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行分析，方整合出更為全面的圖紙信息。每項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)間的協(xié)同配合，需要建立起數(shù)據(jù)庫(kù)來對(duì)工程信息進(jìn)行整合處理，才能更為準(zhǔn)確地體現(xiàn)出設(shè)計(jì)要求。BIM具備中央數(shù)據(jù)庫(kù)功能，可以將工程實(shí)體的特征準(zhǔn)確地體現(xiàn)出來，項(xiàng)目的整合度與協(xié)同度有著很大的提升?？梢詫⒂晁?、污水泵房結(jié)構(gòu)更為直觀地體現(xiàn)出來，閘門、污水格柵、污水泵、除污機(jī)等位置以三位圖表現(xiàn)出來，還可以將地下水位、土質(zhì)、煤氣管線、每天外棄土方量等進(jìn)行模擬，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化后可以驗(yàn)證工程穩(wěn)定性和管線是否出現(xiàn)打架等問題，不同施工專業(yè)配合、協(xié)調(diào)也會(huì)得到提升，防止施工圖紙出現(xiàn)錯(cuò)、漏等問題，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

3.2 管線碰撞檢查

由于雨水泵房與調(diào)蓄水池項(xiàng)目工程量較大，設(shè)計(jì)圖紙比較復(fù)雜，采用BIM技術(shù)對(duì)施工中碰撞進(jìn)行檢測(cè)比較便利。建立起B(yǎng)IM模型可以對(duì)建筑物設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行推演，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中存在的問題，比如，雨水管線是否與煤氣管線存在干涉與碰撞，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)審核手段是無法發(fā)現(xiàn)的。BIM技術(shù)可以將不同專業(yè)整合到一個(gè)模型當(dāng)中，檢查不同專業(yè)間是否存在碰撞。三維模型可以對(duì)任何部位進(jìn)行剖切，對(duì)位置關(guān)系調(diào)整更為方便，還可以對(duì)每個(gè)專業(yè)沖突進(jìn)行全面檢查，將檢測(cè)結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)人員。對(duì)雨水、污水管線定位標(biāo)高進(jìn)行明確，查看建筑物內(nèi)設(shè)施與管線的分布情況，及時(shí)對(duì)存在問題部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)管線碰撞問題。對(duì)經(jīng)過碰撞檢測(cè)和修改后的圖紙進(jìn)行技術(shù)交底，可以避免施工過程中出現(xiàn)浪費(fèi)，還可以提高施工進(jìn)度。

3.3 優(yōu)化管線綜合排布

雨水泵站和調(diào)蓄池項(xiàng)目中的管線比較多，涉及到給排水、電氣等管線等安裝工程。采用BIM對(duì)安裝工程進(jìn)行管理，可以建立起安裝BIM模型，對(duì)管線碰撞進(jìn)行檢測(cè)以后，再對(duì)BIM模型進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以確定出不同專業(yè)管線的優(yōu)先級(jí)，還可以合理確定支、吊架位置、安裝空間等。對(duì)雨、污水管線進(jìn)行模擬安裝，可以為后續(xù)管道安裝工作創(chuàng)造條件，圖1為采用BIM模型優(yōu)化前后的雨、污水管線設(shè)計(jì)圖。

在前期的給排水、電氣等管線專業(yè)模型的碰撞結(jié)果，可以為管線綜合排布提供前提條件，通過三維模型來進(jìn)行管線設(shè)計(jì)，可以更為準(zhǔn)確地了解管線間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，方便對(duì)工程內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，對(duì)管線行走路線進(jìn)行調(diào)整。

3.4 預(yù)留洞口定位和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)交底

雨水泵房與調(diào)蓄池項(xiàng)目安裝管道，需要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行預(yù)留洞口，如果沒有在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留好，會(huì)對(duì)后續(xù)施工帶來很大障礙。采用BIM技術(shù)可以更為準(zhǔn)確地確定預(yù)留洞口位置，還可以向班組進(jìn)行技術(shù)交底，防止出現(xiàn)二次開孔，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)造成破壞。結(jié)合管線優(yōu)化結(jié)果，對(duì)預(yù)留洞口位置進(jìn)行復(fù)核，把問題解決在BIM模型當(dāng)中。采用BIM模型可對(duì)工程復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、重點(diǎn)部位進(jìn)行立體顯示，采用可視化模型來進(jìn)行技術(shù)交底，可以避免返工現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5 工程量數(shù)據(jù)和進(jìn)度管理

采用BIM可以準(zhǔn)確、快速地計(jì)算出工程量，滿足對(duì)工程量的控制要求，還可以減少預(yù)算時(shí)間。本項(xiàng)目的土方外棄工作受到白天禁行的制約，采用BIM技術(shù)對(duì)土方量進(jìn)行合理控制，可以避免土量出現(xiàn)大量堆積而無法外運(yùn)的情況。調(diào)用BIM數(shù)據(jù)支持功能，可以根據(jù)施工進(jìn)度情況來制定物資采購(gòu)計(jì)劃，合理控制資金流動(dòng)。

采用BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行管理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程進(jìn)度存在的偏差，對(duì)工程進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行合理調(diào)整，確定出進(jìn)度的關(guān)鍵路線?？茖W(xué)合理的安排施工工序，準(zhǔn)確制定出每道工序所需要的時(shí)間，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)影響進(jìn)度的原因進(jìn)行分析，采取有效的進(jìn)度控制措施來進(jìn)行糾偏，保證工程項(xiàng)目按照合同約定工期交付業(yè)主。

3.6 施工成本

采用BIM對(duì)施工成本進(jìn)行模擬，可對(duì)資源、進(jìn)度和資本等情況進(jìn)行調(diào)用和查看，進(jìn)行工程量計(jì)量支付、施工材料和設(shè)備的采購(gòu)租賃、成本核算等管理工作。將工序維與時(shí)間維進(jìn)行對(duì)比，將BIM模型和時(shí)間維度進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，把時(shí)間信息賦給每個(gè)建筑構(gòu)件，將某時(shí)間段成本和預(yù)算進(jìn)行對(duì)比分析，可以提前發(fā)現(xiàn)和處理成本超支問題，將工序成本數(shù)據(jù)提供為成本定額，為成本管理提供更為有效的數(shù)據(jù)。采用BIM自動(dòng)算量功能，可以更為快速和準(zhǔn)確地確定出某個(gè)施工階段的工程量，優(yōu)化配置各項(xiàng)資源。調(diào)用BIM參數(shù)化功能，如果項(xiàng)目出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更，可以及時(shí)對(duì)進(jìn)度計(jì)劃、WBS和資源計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)資源浪費(fèi)和閑置問題。建筑物構(gòu)件、工序和資源使用量，也可以通過BIM模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得知施工現(xiàn)場(chǎng)資源的使用情況。

根據(jù)工程項(xiàng)目的進(jìn)展情況，需要及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，BIM技術(shù)可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)每個(gè)施工階段可能存在的問題，制定出預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施，盡可能實(shí)現(xiàn)零碰撞、零返工，這樣才能更為有效地節(jié)約施工成本。采用零庫(kù)存管理方式對(duì)施工成本進(jìn)行分析，采取限額領(lǐng)料方式來控制材料的出庫(kù)，制定出資金控制目標(biāo)值，為成本控制提供依據(jù)，可對(duì)將來資金使用情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，防止出現(xiàn)資金浪費(fèi)現(xiàn)象，可以最大程度地節(jié)約施工成本。

4 結(jié)語(yǔ)

采用BIM技術(shù)可以進(jìn)一步提高對(duì)市政建筑安裝工程的管理水平，為工程技術(shù)人員提供更為完整的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，對(duì)進(jìn)度、質(zhì)量和成本進(jìn)行可以化管理，開展深化設(shè)計(jì)工作，通過可視化協(xié)同來提高管理效率。