中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司 陜西西安 710000

1 工程概況

新建鐵路常德經(jīng)益陽至長沙鐵路，位于湖南省西北部，處在湖南長株潭城市群的長沙、益陽、常德城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)聚合帶內(nèi)，線路正線全長157.5km，線路等級為高速鐵路，設(shè)計(jì)行車速度350km/h，由國家鐵路集團(tuán)和湖南省共同籌資建設(shè)，其中中鐵十二局集團(tuán)有限公司承建常益長高速鐵路CYCZQ-2 標(biāo)段，起訖里程為DK20+510.765-DK47+996.450，線路長度27.486km，包含：橋梁4 座，路基2 段0.226km，項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)：湖南省常德市漢壽縣。

2 項(xiàng)目重難點(diǎn)及BIM 解決方案

本鐵路項(xiàng)目線路等級為高速鐵路，項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)定位高，施工參與較多，信息交互量大，協(xié)調(diào)難度高，施工線路長，施工工期短，施工管理難度大等是項(xiàng)目面臨的主要問題。項(xiàng)目采用基于BIM 的信息化應(yīng)用亮點(diǎn)在于項(xiàng)目管理和施工階段，旨在提高項(xiàng)目的精細(xì)化管理程度，同時施工階段利用BIM+的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，輔助現(xiàn)場的施工與管理。主要應(yīng)用情況如下：

2.1 降低施工現(xiàn)場的進(jìn)度跟蹤與管理難度

項(xiàng)目日常進(jìn)度匯報與跟蹤是落實(shí)項(xiàng)目管理目標(biāo)的重要舉措，其每日匯總整理現(xiàn)場的工作進(jìn)度是一項(xiàng)長期且任務(wù)繁重的工作，其中出現(xiàn)誤差混亂的情況時有發(fā)生。

項(xiàng)目部基于BIM 平臺建立進(jìn)度日報制度，與施工現(xiàn)場相關(guān)聯(lián)，在勾選相應(yīng)的構(gòu)筑物進(jìn)度后動態(tài)篩選當(dāng)前施工管理進(jìn)度[2]，以顏色變化的方式直觀形象的體現(xiàn)在平臺界面，如下圖1。使進(jìn)度情況“還原”到施工一線，使得生產(chǎn)調(diào)度、項(xiàng)目管理一目了然。同時系統(tǒng)可以自動對比施工生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度情況來判斷項(xiàng)目工程潛在的超期風(fēng)險，并進(jìn)行警示，以達(dá)到控制施工進(jìn)度的目的。做到了工程“所見即所得”的視覺效果，較傳統(tǒng)的二維圖表匯報顯示方式具有明顯優(yōu)勢。提高度會議的效率與管理人員的積極性。有效解決了以往施工戰(zhàn)線長，了生產(chǎn)調(diào)作業(yè)面零散，進(jìn)度管理難度大的問題[1]。

2.2 加快征拆改遷便道選址推進(jìn)速度

本項(xiàng)目由于線路較長，穿越市區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，水塘農(nóng)田等，沿線征拆的既有建筑物較多，征拆管理難度大測量放樣任務(wù)重。

運(yùn)用BIM+GIS 系統(tǒng)平臺的可視化優(yōu)勢，在GIS 場景中預(yù)先模擬改遷與便道選址，制定出初步實(shí)施方案以后去現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，以得出較優(yōu)的施工計(jì)劃。同時通過BIM 模型與GIS 模型的碰撞并結(jié)合道路紅線，可快速判斷出所需征拆建筑物的范圍及數(shù)量，極大的減少了測量放樣的工作量，如下圖2。使得制定的征拆改遷，便道選址等施工方案得以迅速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”式的征拆管理。為主體結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了有利條件。

2.3 使勞務(wù)管理制度落地應(yīng)用，規(guī)范用工管理

項(xiàng)目施工正線全長27.486km，有數(shù)十支施工隊(duì)伍參與建設(shè)，人員呈線性分散，作業(yè)面廣，管理難度極大。

對此項(xiàng)目部采用手機(jī)端人臉識別技術(shù)，結(jié)合項(xiàng)目部的管理制度，實(shí)現(xiàn)了線性工程勞務(wù)管理模式的革新。新進(jìn)場的員工經(jīng)培訓(xùn)考核合格者后，將信息錄入BIM+GIS 系統(tǒng)平臺，現(xiàn)場管理人員通過手機(jī)APP 端掃臉識別即可快速判斷該員工是否經(jīng)過培訓(xùn)以及培訓(xùn)成績是否合格，從而做出管理決策，如下圖3。項(xiàng)目實(shí)行該管理模式近10 個月以來，發(fā)現(xiàn)數(shù)起不合格人員進(jìn)場作業(yè)事件，并及時處理，有效降低了施工作業(yè)安全隱患。較以往項(xiàng)目施工人員違規(guī)進(jìn)場作業(yè)的情況大大減少。實(shí)現(xiàn)了作業(yè)人員培訓(xùn)考核合格后上崗，為解決線性工程勞務(wù)管理“老”、“大”、“難”的問題提供了新途徑[2]。

圖3 勞務(wù)管理與人臉識別

2.4 提高現(xiàn)場人、機(jī)設(shè)備使用效率，杜絕怠工現(xiàn)象

現(xiàn)場施工的機(jī)械設(shè)備常常由于管理不到位，使得消極怠工資源浪費(fèi)的情況是有發(fā)生，這一直以來是項(xiàng)目管理的痛點(diǎn)。

為此項(xiàng)目部針在重點(diǎn)施工部位安裝視頻監(jiān)控實(shí)時將現(xiàn)場畫面投射BIM+GIS 系統(tǒng)平臺中，發(fā)揮出點(diǎn)對點(diǎn)的監(jiān)控功能，同時對45臺重點(diǎn)機(jī)械設(shè)備與人員進(jìn)行實(shí)名制監(jiān)控。實(shí)時在平臺上監(jiān)控記錄人機(jī)設(shè)備的運(yùn)行軌跡。自使用該功能以來多次規(guī)劃罐車運(yùn)輸路線，發(fā)現(xiàn)并提醒消極怠工的人機(jī)設(shè)備近十余次，如下圖4。為管理人員的全局調(diào)撥與管控提供了有力手段，有效解決了設(shè)備閑置利用率不高，調(diào)撥混亂等問題，為透明化監(jiān)控與管理邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

圖4 基于BIM+GIS 的視頻監(jiān)控

2.5 助力梁體鋼筋數(shù)字化批量加工

預(yù)制梁鋼筋加工是一項(xiàng)重復(fù)性較高的工作，需耗費(fèi)大量的人力物力。同時對鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)加工有著較高的要求。以往的人工加工常伴隨著不可控的誤差存在，這對預(yù)制梁施工質(zhì)量是一個較大隱患。

圖5 鋼筋數(shù)字化加工流程

項(xiàng)目部通過BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，如下圖5。首先對梁體鋼筋，預(yù)應(yīng)力管道等進(jìn)行碰撞檢查[3]，針對碰撞點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。技術(shù)人員統(tǒng)一編制鋼筋加工參數(shù)表，形成該型號預(yù)制梁的鋼筋加工清單，在線導(dǎo)入數(shù)控加工設(shè)備，完成預(yù)制梁鋼筋的批量化菜單生產(chǎn)。由此降低了因施工作業(yè)人員水平參差不同而導(dǎo)致加工的誤差。實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的單人操作，作業(yè)人員點(diǎn)擊設(shè)備加工按鈕即可進(jìn)行鋼筋的批量化、訂單化生產(chǎn)加工。該梁場的鋼筋加工過程較以往鋼筋加工累計(jì)減少作業(yè)人員3-5 人。該智能設(shè)備鋼筋加工流程已獲得軟件著作權(quán)一項(xiàng)。

2.6 自動化監(jiān)控臺座模板

預(yù)制梁場共設(shè)有8 套制梁臺座，均采用自行走式鋼膜，生產(chǎn)過程中常需要人工對臺座模板尺寸、混凝土保護(hù)層厚度、入模溫度等進(jìn)行測量以控制混凝土澆筑質(zhì)量，其工作繁瑣且人工誤差較高。

項(xiàng)目部在采用基于BIM 的智慧梁場系統(tǒng)后，結(jié)合自主創(chuàng)新形成智能化箱梁模板，其利用模寬測距儀、保護(hù)層檢測儀、位移傳感器、溫度傳感器等通過無線方式將數(shù)據(jù)信息傳輸至智慧梁場系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對梁體尺寸、保護(hù)層厚度、溫濕度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，如下圖6。針對采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析預(yù)警，從而達(dá)到控制預(yù)制梁模寬參數(shù)，混凝土保護(hù)層，溫濕度等功能，實(shí)現(xiàn)了模班監(jiān)控的無人化操作，該智能化模板的創(chuàng)新與使用，獲得實(shí)用性發(fā)明專利一項(xiàng)。

圖6 制梁臺座自動化監(jiān)控

3 BIM+GIS 技術(shù)應(yīng)用效果總結(jié)

（1）預(yù)制梁場實(shí)現(xiàn)少人化生產(chǎn)，其中鋼筋加工與運(yùn)輸累計(jì)減少8 人，年節(jié)省人工成本72 萬元

（2）設(shè)計(jì)階段預(yù)制梁、0#塊以及構(gòu)筑物碰撞檢查共發(fā)現(xiàn)圖紙問題87 處，共節(jié)省了材料成本和施工成本32 萬。

（3）項(xiàng)目在信息化建設(shè)方面創(chuàng)新應(yīng)用成果顯著，積累獲得6項(xiàng)軟件著作權(quán)，2 個BIM 大賽獎項(xiàng)，多項(xiàng)科技創(chuàng)新成果處于申報審核階段。該項(xiàng)目的信息化建設(shè)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，為公司范圍內(nèi)的項(xiàng)目信息化建設(shè)提供了借鑒基礎(chǔ)。

（4）項(xiàng)目在應(yīng)用BIM 技術(shù)手段后提高了整體施工管理能力，其中正征拆進(jìn)度較計(jì)劃提前45 天完成，為項(xiàng)目整體施工進(jìn)度的推進(jìn)提供了有力保障[3]。

4 結(jié)語

常益長鐵路項(xiàng)目CYCZQ-2 標(biāo)的全體人員在信息化建設(shè)及應(yīng)用過程中給予了大力支持與配合，項(xiàng)目基于BIM+GIS 的信息化技術(shù)的成功應(yīng)用在給項(xiàng)目帶來社會效益與經(jīng)濟(jì)效益的同時也大大促進(jìn)了該技術(shù)在鐵路建設(shè)領(lǐng)域里的長足發(fā)展，為基建行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級添磚加瓦。在此給予誠摯的感謝！