程韻如

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

城市軌道交通工程是關(guān)系人民群眾切身利益的重大建設(shè)工程,其建筑品質(zhì)、安全性不但關(guān)乎廣大群眾的生命安全和切身利益,同時(shí),也影響著企業(yè)的公信力和社會(huì)形象，所以各界對(duì)城市軌道交通施工有著很大的關(guān)注度,高效率、高質(zhì)量是第一條件。傳統(tǒng)的城市軌道交通工程施工技術(shù)水平與管理模式,已無法滿足當(dāng)代城市中軌道交通施工的管理需求,急需轉(zhuǎn)型。BIM 技術(shù)作為一個(gè)完整的工程數(shù)據(jù)化工具,主要在應(yīng)用設(shè)計(jì)和施工管理等領(lǐng)域,通過參數(shù)模式對(duì)工程項(xiàng)目中所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分類,以獲得最有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息,從而在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、執(zhí)行和維護(hù)等各環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)資源共享,并由此來協(xié)助施工管理人員即時(shí)了解建設(shè)項(xiàng)目施工狀況,并做出有助于項(xiàng)目施工順利進(jìn)行的合理決定。BIM 技術(shù)具備了可視化、協(xié)調(diào)性、仿真性、優(yōu)化性和可出圖性等特征,通過BIM 平臺(tái),可以在各個(gè)不同階段使工程項(xiàng)目的所有參與方都實(shí)現(xiàn)無縫銜接,并進(jìn)行資源共享,以便于對(duì)項(xiàng)目實(shí)施更加精確的質(zhì)量管控。綜上所述,BIM 技術(shù)在城市軌道交通這一類相對(duì)復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目施工中有著巨大的優(yōu)越性。

1 城市軌道交通工程施工與管理存在的問題

城市軌道交通工程施工管理是指由作為工程項(xiàng)目承包商的建筑施工公司,從工程招投標(biāo)階段開始,直到驗(yàn)收移交的全過程管理工作,其目的是在符合建設(shè)項(xiàng)目工期要求、成本要求和品質(zhì)要求等的前提下,達(dá)到對(duì)公司收益的最優(yōu)化。在整個(gè)管理工作流程中,以工程項(xiàng)目管理為核心內(nèi)容的管理隊(duì)伍必須對(duì)整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目管理的方法、技能、時(shí)間、資金、人力、原物料和機(jī)具等方面進(jìn)行全面的組織與協(xié)調(diào),并將重點(diǎn)在施工進(jìn)度、施工成本和施工品質(zhì)等方面加以管理。而由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用與普及,目前工程項(xiàng)目施工管理理論與管理方法都有了很大的提高,并且也因?yàn)槌鞘熊壍澜煌üこ添?xiàng)目的特點(diǎn),其具有了較大的社會(huì)影響力。在整個(gè)項(xiàng)目建造過程中,由于建設(shè)周期較長,參加的人士和專業(yè)人員繁多,直接導(dǎo)致了各方的協(xié)同工作難度相當(dāng)大。

第一，傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理中出現(xiàn)的問題。傳統(tǒng)進(jìn)度管理一般分為進(jìn)度規(guī)劃制訂與進(jìn)度計(jì)劃管理兩部分的工作。在項(xiàng)目開展之前,進(jìn)度管理人員首先按照項(xiàng)目的進(jìn)展目標(biāo)制訂和優(yōu)化進(jìn)度規(guī)劃。在整個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行過程中,進(jìn)度管理采用了不同的進(jìn)程管理方式,把項(xiàng)目各階段所形成的實(shí)際進(jìn)展數(shù)據(jù)和已制定的進(jìn)度規(guī)劃進(jìn)行比較,并分析進(jìn)度偏差原因,及時(shí)采用了相應(yīng)措施，并對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行了調(diào)整糾偏。通過持續(xù)地對(duì)工程不同階段實(shí)施“反饋—對(duì)比—分析—糾偏”,從而確保了建設(shè)工程項(xiàng)目都可以在目標(biāo)工期內(nèi)順利完成，不過,在實(shí)際推進(jìn)管理的過程中,還是面臨著若干問題需要克服[1]。

第二，監(jiān)督管理方式亟待完善。傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理方式一般以動(dòng)態(tài)時(shí)間管理方式為主,在施工過程中,時(shí)間管理通常在施工的實(shí)際時(shí)間與原規(guī)劃進(jìn)度或目標(biāo)出現(xiàn)偏離時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)而再分析問題,并提出補(bǔ)偏救弊的方法,不過這一事后管理方式并沒有從根本上消除工期延誤問題,嚴(yán)重者甚至?xí)：こ藤|(zhì)量和建筑成本。

第三，信號(hào)傳輸效能較差。傳統(tǒng)的工程施工進(jìn)度信息管理一般以甘特圖或網(wǎng)絡(luò)圖的方式,由施工單位管理人員利用建筑圖樣獲取有關(guān)的工程項(xiàng)目信息。但由于工程項(xiàng)目信息大多是采用二維形式進(jìn)行傳輸,難免由于個(gè)人認(rèn)識(shí)偏差或是對(duì)圖紙表達(dá)有誤導(dǎo)致了工程信息傳輸中的丟失和低效,從而造成了工程返工和進(jìn)展的滯后。

第四，建設(shè)時(shí)各方協(xié)調(diào)困難。傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管控流程中,各專業(yè)技術(shù)人員之間的交流與合作往往是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式開展,而施工企業(yè)與進(jìn)度管理者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)展的影響很大,各專業(yè)技術(shù)人員之間的規(guī)范化與精細(xì)化管理協(xié)同工作也相對(duì)困難。

第五，成本核算不精確。傳統(tǒng)的施工成本管理體系,一般都是在二維圖基礎(chǔ)上以報(bào)表的形態(tài)出現(xiàn),無法對(duì)外清晰直觀地表達(dá)各階段施工實(shí)體和所消耗資料之間的關(guān)聯(lián)，而管理人往往依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來統(tǒng)籌和分配施工資料,很容易導(dǎo)致施工資料浪費(fèi),從而提高了施工成本。

第六，成本數(shù)據(jù)更新滯后。在建設(shè)項(xiàng)目施工過程中,各個(gè)施工階段、各個(gè)參建專業(yè)單位都需要形成大量與成本管理工作有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，而傳統(tǒng)的建筑施工成本管理大多是采用人工手動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)成本數(shù)據(jù)的收集、管理與儲(chǔ)存,這一管理方法不但工作效率低,而且無法確保成本數(shù)據(jù)管理的完整性與準(zhǔn)確度,也無法對(duì)成本數(shù)據(jù)管理信息進(jìn)行即時(shí)變更,從而使得成本管理的工作結(jié)果產(chǎn)生了偏差。

第七，成本精細(xì)管理的困難。傳統(tǒng)的建筑成本核算管理流程中,因?yàn)榻ㄖ┕るA段牽涉的機(jī)關(guān)與人事相對(duì)繁雜,產(chǎn)生的成本核算數(shù)量信息豐富,而各類人、材、機(jī)等消耗量及成本費(fèi)用支出狀況錯(cuò)綜復(fù)雜,使得建筑成本核算的精細(xì)化管理工作無法順利完成。

第八，傳統(tǒng)的施工質(zhì)量管理體系出現(xiàn)的問題。傳統(tǒng)的建筑施工質(zhì)量管理體系一般是根據(jù)PDCA 動(dòng)態(tài)控制原理實(shí)施的,其工作過程一般可總結(jié)為:發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題、檢查記錄問題、通知整改、問題解決、整改復(fù)查、問題終止。不過,在實(shí)際的建筑施工過程中因?yàn)楣こ倘藛T素質(zhì)、建筑質(zhì)量和技術(shù)工藝等因素,往往需要在工程質(zhì)量問題產(chǎn)生后才能夠及時(shí)對(duì)其做出分析和解決,這就可能會(huì)造成工期拖延和成本增加。

2 BIM 技術(shù)在城市軌道交通工程項(xiàng)目中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

第一，有助于確保施工質(zhì)量和安全。城市軌道交通項(xiàng)目建造過程中品質(zhì)和安全的重要前提與關(guān)鍵點(diǎn),可以通過BIM 技術(shù)將實(shí)際施工數(shù)據(jù)直接注入到所搭建城市的軌道交通模型中。通過模擬展示不僅可以讓各參建單位明確地掌握整個(gè)工程設(shè)計(jì)意圖,確定施工關(guān)鍵點(diǎn),排查施工風(fēng)險(xiǎn),并提出有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)舉措,從而保證城市地鐵項(xiàng)目的施工安全和品質(zhì)，同時(shí)還可以讓各參建方得以更直接、清晰地了解施工過程中出現(xiàn)的問題。同時(shí)通過城市軌道交通建模技術(shù)可以進(jìn)行多維互動(dòng),對(duì)施工方案做出即時(shí)調(diào)控,使得實(shí)際施工情況與施工設(shè)計(jì)目標(biāo)相符,從而提高施工品質(zhì)和安全性[2]。

第二，優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目施工進(jìn)度。一方面，在利用BIM 技術(shù)構(gòu)建城市軌道交通系統(tǒng)3D 模型的基礎(chǔ)上,將實(shí)際工程進(jìn)度和BIM 模式有機(jī)組合起來,并由此來建立正交保護(hù)的信息化模式。另一方面,通過將實(shí)際的建設(shè)項(xiàng)目施工進(jìn)度和模型模擬進(jìn)度進(jìn)行比較,并分析二者是否存在差距,由此來確定項(xiàng)目實(shí)際的建設(shè)工序、施工進(jìn)度等是否合理。一旦出現(xiàn)了誤差就能夠運(yùn)用模型對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的局部施工規(guī)劃做出適當(dāng)調(diào)整,并對(duì)建筑場地進(jìn)行優(yōu)化選擇,從而使得建設(shè)項(xiàng)目整體施工進(jìn)度達(dá)到了預(yù)期。另外,使用BIM 建筑模擬軟件可以自動(dòng)檢測碰撞點(diǎn)的正確位置,以便獲得在原工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段隱藏的技術(shù)問題和設(shè)計(jì)缺陷,并及時(shí)地對(duì)原設(shè)計(jì)存在的碰撞點(diǎn)問題和不合理的原設(shè)計(jì)加以優(yōu)化調(diào)整,從而避免因在后期的工程建設(shè)階段進(jìn)行返工而拖延工期。

第三，有效控制施工成本。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)達(dá),人們對(duì)市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的施工成本關(guān)注度也與日俱增,通過應(yīng)用BIM 技術(shù)可以對(duì)分包工作量進(jìn)行合理分?jǐn)?同時(shí)還針對(duì)工期提出更加細(xì)致的原物料供應(yīng)計(jì)劃和資金規(guī)劃,從而真正提升了軌道交通建設(shè)項(xiàng)目的預(yù)算精度。同時(shí),還可以對(duì)工程項(xiàng)目投資情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理,更加直觀快捷地進(jìn)行工程項(xiàng)目的總預(yù)算,從而合理管理工程建設(shè)的總成本。

3 基于BIM 技術(shù)的精細(xì)化施工管理平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

城市軌道交通建設(shè)在施工階段中存在著建設(shè)周期長、參建單位數(shù)量多、建設(shè)資料耗費(fèi)大和對(duì)社會(huì)環(huán)境影響廣等特點(diǎn),為確保建設(shè)項(xiàng)目信息的高效傳輸與資源共享,結(jié)合施工預(yù)備階段和工程建設(shè)階段的施工特征,在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還可以使用基于BIM 技術(shù)的城市精細(xì)化建筑信息管理平臺(tái)。該平臺(tái)是基于可視化技術(shù)的施工信息模型,主要由BIM 仿真施工管理系統(tǒng)和BIM 數(shù)字施工管理系統(tǒng)兩個(gè)部分構(gòu)成[3]。

第一，采用BIM 技術(shù)開發(fā)的虛擬建筑信息系統(tǒng)。采用BIM 技術(shù)開發(fā)的仿真施工管理系統(tǒng),能夠在施工前準(zhǔn)備階段對(duì)工程實(shí)施可視化的虛擬施工,在提前考慮施工過程中可能發(fā)生的時(shí)間、成本、質(zhì)量和安全等問題后,對(duì)施工方法進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,進(jìn)而完成對(duì)工程的精細(xì)化施工模擬。

第二，數(shù)據(jù)層。通過對(duì)來自業(yè)主方、工程方和供應(yīng)商等工程參與者的基本數(shù)量信息,包括三維空間信息(包括構(gòu)件尺寸和位置關(guān)系)、進(jìn)度信息(包括總進(jìn)度計(jì)劃、月進(jìn)度計(jì)劃、周進(jìn)度計(jì)劃和日常工作計(jì)劃)和資源信息(包括人、材、機(jī)信息)等加以采集、編碼與記錄,從而形成基礎(chǔ)信息庫。

第三，應(yīng)用層。主要工作是將在數(shù)據(jù)層記錄的施工數(shù)據(jù)信息添加至仿真施工系統(tǒng),以建立可供仿真、研究的施工模式，同時(shí),也可以接受應(yīng)用終端操作命令,并調(diào)用、管理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息,最后將結(jié)果回復(fù)至操作層。

第四，操作層。重點(diǎn)工作則是在電腦終端、移動(dòng)端等終端設(shè)備上,供有權(quán)限的用戶(包括業(yè)主、設(shè)計(jì)人員和施工人員等)完成碰撞檢測、建筑仿真、進(jìn)度模擬和資源分配等作業(yè),以優(yōu)化施工方法,為工程建設(shè)階段的專案工作進(jìn)行技術(shù)輔導(dǎo)。

4 基于BIM 技術(shù)的城市軌道交通工程精細(xì)化施工管理

第一，技術(shù)標(biāo)的可視化演示。在項(xiàng)目招投標(biāo)階段,建筑施工公司時(shí)間緊、任務(wù)重、競爭激烈,其可利用精細(xì)化施工項(xiàng)目管理平臺(tái)對(duì)技術(shù)標(biāo)中的施工進(jìn)度規(guī)劃與主要施工方法進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)仿真,并直觀地將工程項(xiàng)目總體部署與配套資源的實(shí)際投入狀況進(jìn)行展示,從而全面地揭示了施工組織設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性。

第二，施工組織設(shè)計(jì)的合理優(yōu)化。在工程項(xiàng)目規(guī)劃階段,建筑施工公司必須對(duì)按照工程項(xiàng)目的進(jìn)度規(guī)劃的勞動(dòng)強(qiáng)度資源做出合理分配,同時(shí)針對(duì)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況對(duì)現(xiàn)場資源做出合理規(guī)劃與使用。借助精細(xì)化建筑項(xiàng)目管理平臺(tái)的運(yùn)用,公司能夠?qū)ㄖ臅r(shí)間規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化與校核,即在建筑施工之前先對(duì)整個(gè)建筑運(yùn)營流程進(jìn)行仿真,并按照建筑資源供給調(diào)配的情況規(guī)劃建筑區(qū)域與施工流水段,從而進(jìn)行人才、機(jī)具、原材料等資源的優(yōu)化分配與合理安排，同時(shí)運(yùn)用建筑動(dòng)態(tài)曲線圖,針對(duì)曲線的波峰與波谷,從建筑成本的視角對(duì)建筑工程規(guī)劃做出優(yōu)化。

第三，對(duì)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在工程項(xiàng)目執(zhí)行階段,施工公司可利用精細(xì)化施工管控平臺(tái)對(duì)每天進(jìn)行的任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)分析,全面呈現(xiàn)工地發(fā)展?fàn)顩r,總結(jié)偏差,減少任務(wù)重復(fù)和遺漏,為工程項(xiàng)目的成功執(zhí)行提供管控與數(shù)據(jù)分析支撐。

第四，快速校核招投標(biāo)工程量清單。使用BIM 模式進(jìn)行的工程量可以快速計(jì)算或校核招投標(biāo)的工程量,對(duì)商務(wù)招投標(biāo)進(jìn)行參考，同時(shí)在招投標(biāo)前期對(duì)融資進(jìn)行把控,以提高對(duì)后期融資的成本管控,便于后期融資周轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語

根據(jù)當(dāng)前城市軌道交通施工技術(shù)發(fā)展的新契機(jī),以及BIM 技術(shù)在精細(xì)化施工質(zhì)量管控方面的優(yōu)勢(shì),本文主要從如下幾個(gè)方面展開了剖析:第一,系統(tǒng)剖析了我國城市軌道交通工程施工階段中在時(shí)間、成本以及工程質(zhì)量管理等方面出現(xiàn)的重大問題；第二,形成了基于BIM 技術(shù)的城市軌道交通工程精細(xì)化施工管控平臺(tái),該平臺(tái)結(jié)構(gòu)區(qū)分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和操作層,包含了虛擬施工模型和數(shù)字施工模型兩種BIM 體系；第三,在此平臺(tái)基礎(chǔ)上,提供了基于BIM 技術(shù)的工程精細(xì)化時(shí)間、成本與品質(zhì)管控的新方法,并希望為城市軌道交通工程項(xiàng)目的精細(xì)化施工管理模式提供借鑒。