史佩軍SHI Pei-jun
(中交產(chǎn)業(yè)投資控股有限公司,北京 100000)
BIM(建筑信息模型)技術(shù)作為一種新興的輔助技術(shù),近些年來(lái)在工程行業(yè)發(fā)展迅速,但目前關(guān)于BIM的應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段較多,涵蓋了建設(shè)工籌、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、實(shí)體漫游、造價(jià)算量等。對(duì)于施工單位而言,其更多用于效果展示、碰撞檢測(cè)及造價(jià)算量等,且在房建系統(tǒng)應(yīng)用較多,在城市軌道交通方面應(yīng)用較少。[1]本文基于佛山地鐵二號(hào)線某標(biāo)段施工階段的實(shí)踐,研究了BIM技術(shù)對(duì)于軌道交通行業(yè)施工階段技術(shù)質(zhì)量安全的應(yīng)用進(jìn)行了探索,得出BIM技術(shù)在場(chǎng)地布置、三維出圖、圖紙審核、可視化交底、安全質(zhì)量技術(shù)協(xié)同管理方面有效提升管理效能的結(jié)論,同時(shí)針對(duì)BIM技術(shù)人才、電子化交底、電子化表單、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)適用性提出了針對(duì)性的建議。
BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)之初就面向項(xiàng)目全生命周期,其能將影響項(xiàng)目進(jìn)行的因素綜合考量,取代原本松散按部就班的平行作業(yè),可使整個(gè)工程項(xiàng)目提高工作效率,在確保工程安全質(zhì)量的同時(shí)提高效率、節(jié)省成本,縮短工期[2]。
1.1.1 可視化BIM技術(shù)利用三維制圖軟件,通過(guò)輸入數(shù)據(jù)構(gòu)建模型,以真實(shí)反映建筑結(jié)構(gòu)梁、板、柱、墻等對(duì)象間關(guān)系和建設(shè)完成后的效果。使用中輔以分解、轉(zhuǎn)向、剖切、透視、合并、材料、色彩等功能,充分體現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”的特性,能讓參與人員更清晰地識(shí)圖、審圖、用圖,信息的傳遞和集成更迅捷、高效[3]。
1.1.2 模擬性 管道線路在施工中常出現(xiàn)碰撞、沖突等問(wèn)題,而B(niǎo)IM技術(shù)在模型中模擬實(shí)際情況,通過(guò)軟件自檢及人工輔助對(duì)碰撞沖突處預(yù)警,作業(yè)前即可發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。此外,BIM技術(shù)也能實(shí)時(shí)顯示實(shí)際進(jìn)度,并通過(guò)鏈接與施工計(jì)劃可形象反映、實(shí)時(shí)比對(duì)。[3,4]
1.1.3 信息化BIM技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)建筑模型中的所有構(gòu)件賦予信息,通過(guò)手機(jī)端也可實(shí)時(shí)查閱相關(guān)圖紙與實(shí)際對(duì)照檢查,減少了以往隨身隨帶圖紙的不便,對(duì)實(shí)體構(gòu)件建造過(guò)程技術(shù)、安全及質(zhì)量管控帶來(lái)方便。
BIM技術(shù)還可結(jié)合云端平臺(tái)及本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù),匯總各方信息,打破時(shí)空、專(zhuān)業(yè)的屏障,減少無(wú)效溝通時(shí)間,提高溝通效率,降低溝通成本。通過(guò)平臺(tái)能實(shí)時(shí)查詢(xún)所需數(shù)據(jù)材料,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維全生命周期信息化、數(shù)字化,協(xié)同化,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體功能的優(yōu)化和價(jià)值提升[5,6]。
項(xiàng)目通過(guò)佛山地鐵二號(hào)線某標(biāo)段在安全、技術(shù)、質(zhì)量方面BIM技術(shù)的應(yīng)用探索,總結(jié)提煉出一套BIM系統(tǒng)使用的有效方法,建立有效的BIM模型,實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo):①通過(guò)本系統(tǒng)可以信息化地管理人員,材料、機(jī)械、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、環(huán)境等等施工現(xiàn)場(chǎng)迫切關(guān)心的模塊;②對(duì)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題加以識(shí)別,優(yōu)化設(shè)計(jì),從項(xiàng)目質(zhì)量、安全、物資、施工,到技術(shù)、成本方面全過(guò)程跟蹤,方便擴(kuò)展為適用于全壽命周期的跟蹤管理平臺(tái);③通過(guò)本平臺(tái),結(jié)合BIM技術(shù)、云數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù),通過(guò)協(xié)同開(kāi)發(fā),有效實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的移動(dòng)化和云儲(chǔ)存,將地鐵BIM技術(shù)的信息化模式在施工管理方面得到有效應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)無(wú)論何時(shí)何地的遠(yuǎn)程訪問(wèn)查看與工程相關(guān)的所有信息,包括圖紙、文檔、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管控、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等,最終可將項(xiàng)目管理水平的大幅提高[7-11]。
佛山地鐵二號(hào)線一期工程線路長(zhǎng)32.4km,某單位承建第3標(biāo)段,合同總造價(jià)約為11.3億。主要工程量為:兩座車(chē)站、三段盾構(gòu)區(qū)間、一段明挖區(qū)間、一段U型槽區(qū)間。其中登洲站及灣登區(qū)間由二分部負(fù)責(zé)。登洲站全長(zhǎng)217.0m,明挖雙層單柱兩跨鋼混框架結(jié)構(gòu),島式站臺(tái),設(shè)出入口2個(gè),風(fēng)亭組3個(gè)。灣登區(qū)間隧道全長(zhǎng)2.48km,盾構(gòu)法施工,設(shè)風(fēng)井1座、聯(lián)絡(luò)通道3處。
3.2.1 基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)布置
地鐵施工由于工序多、轉(zhuǎn)換頻繁,從地基加固、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施做、基坑開(kāi)挖、層板澆筑到盾構(gòu)端頭井加固、始發(fā)、接收,施工場(chǎng)地不斷變換,需多次布置。利用BIM技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)布置三維模擬,可檢驗(yàn)施工場(chǎng)地合理性,減少重復(fù)勞動(dòng),設(shè)備及臨時(shí)便道等臨設(shè)的使用率也可增加,減少成本,具體見(jiàn)圖1-圖3。
圖1基坑開(kāi)挖階段平面布置圖1
圖2基坑開(kāi)挖階段平面布置圖2
圖3基坑開(kāi)挖階段平面布置圖3
3.2.2 基于BIM技術(shù)的三維出圖
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)BIM軟件revit,將二維紙質(zhì)平面圖繪制成三維圖像,使現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員對(duì)平面圖紙施工參數(shù)有了深入的了解,也可對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可視化分析,以便籌備設(shè)計(jì)變更工作。生成的3D模擬圖能隨時(shí)在網(wǎng)頁(yè)及手機(jī)端打開(kāi),方便及時(shí)與施工實(shí)際核對(duì),以確保問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)、早處理,見(jiàn)圖4-圖8。
圖4車(chē)站主體結(jié)構(gòu)模型
圖5車(chē)站主體結(jié)構(gòu)剖視圖
圖6車(chē)站主體及附屬結(jié)構(gòu)圍護(hù)及支撐結(jié)構(gòu)圖
圖7中間風(fēng)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)圖
圖8電腦網(wǎng)頁(yè)端的4D漫游圖
3.2.3 基于BIM技術(shù)的圖紙審核
項(xiàng)目在BIM協(xié)作單位的幫助下,將設(shè)計(jì)圖紙統(tǒng)一建立了三維模型,在模型建立過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了圖紙中的錯(cuò)、漏、碰、缺處,如車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)砼支撐標(biāo)注尺寸和圖紙尺寸不符,地連墻編號(hào)標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤、腰梁標(biāo)注尺寸錯(cuò)誤等問(wèn)題,見(jiàn)圖9-圖11。
圖9砼支撐與標(biāo)注尺寸不符
圖10附屬結(jié)構(gòu)地連墻標(biāo)號(hào)錯(cuò)誤
圖11砼腰梁標(biāo)注尺寸和圖紙尺寸不符
項(xiàng)目將發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題匯總整理,向設(shè)計(jì)院提交反饋意見(jiàn),減少了因圖紙?jiān)驅(qū)е碌耐9ぁ?/p>
3.2.4 可視化交底
技術(shù)交底工作通常由技術(shù)人員在施工前向作業(yè)人員通過(guò)口頭講解及書(shū)面簽認(rèn),使作業(yè)人員掌握工程特點(diǎn)、施工工序、技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等,但往往抽象難以理解。且傳統(tǒng)平面圖紙對(duì)于復(fù)雜位置的鋼筋、梁、板等往往列表繁復(fù),剛畢業(yè)的學(xué)生及知識(shí)水平不高的作業(yè)人員,常常難以理解。而通過(guò)三維模型交底,各復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的模型與現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)構(gòu)件一致,更有效地指導(dǎo)施工,避免技術(shù)質(zhì)量等事故的發(fā)生。
此外,將Revit建立的模型通過(guò)PR、AE等軟件生成視頻,視頻交底使接受人更有興趣,培訓(xùn)效果也更好,見(jiàn)圖12-圖14。
圖12鋼支撐可視化視頻交底
圖13地連墻施工參數(shù)可視化交底
圖14圍護(hù)結(jié)構(gòu)拆解可視化交底
3.2.5 安全質(zhì)量管理協(xié)信息化
通過(guò)BIM平臺(tái)的建立,將原先施工管理的工作移植到平臺(tái),如將施工日志及周報(bào)月報(bào)在平臺(tái)上填寫(xiě),通過(guò)手機(jī)及PC端質(zhì)量安全流程,對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題進(jìn)行記錄及管控,將問(wèn)題明確到責(zé)任人,完成整改,最后閉環(huán),見(jiàn)圖15-圖17。
本項(xiàng)目通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)地平面布置、三維出圖、可視化技術(shù)交底、碰撞檢測(cè)、技術(shù)資料信息化、進(jìn)度控制等效果,在工作中得到充分而廣泛的應(yīng)用。
本文以佛山地鐵二號(hào)線某標(biāo)段為依托,立足城市軌道交通行業(yè)研究了BIM系統(tǒng)對(duì)于施工過(guò)程的作用,分析研究了項(xiàng)目在BIM信息化的引入與推廣對(duì)于質(zhì)量、安全、技術(shù)的效果。最終取得如下結(jié)論:①BIM技術(shù)在場(chǎng)地布置、三維出圖、圖紙審核、可視化交底、安全質(zhì)量技術(shù)協(xié)同管理方面應(yīng)用得較好,項(xiàng)目管理效率有明確的提高,項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程也未發(fā)生重大安全技術(shù)質(zhì)量事故。②參照本項(xiàng)目的BIM應(yīng)用情況,通過(guò)專(zhuān)業(yè)公司培訓(xùn)項(xiàng)目施工人員對(duì)Revit和BIM協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí),多數(shù)技術(shù)管理人員雖為土木行業(yè)畢業(yè),但對(duì)于軟件技術(shù)的掌握水平不一而足,協(xié)同工作較困難。③部分質(zhì)量安全信息如施工日志、巡查日志等雖然能通過(guò)手機(jī)端填報(bào),但建設(shè)方要求以手寫(xiě)版為準(zhǔn),故施工日志、安全日志的電子化輸入成為為錄入平臺(tái)而多做的一項(xiàng)工作,相關(guān)業(yè)務(wù)人員對(duì)此重復(fù)化的工作感到厭煩與不支持、不配合。④由于工地車(chē)站基坑及盾構(gòu)隧道內(nèi)普遍沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)較差,相關(guān)技術(shù)管理人員在查閱和填寫(xiě)信息時(shí),往往不能下載上傳,各項(xiàng)數(shù)據(jù)加載較為緩慢,影響使用體驗(yàn)。
圖15平臺(tái)質(zhì)量管理系統(tǒng)
圖16平臺(tái)安全管理系統(tǒng)
圖17平臺(tái)手機(jī)端
①目前我國(guó)的BIM專(zhuān)業(yè)人員仍較少,各大院校應(yīng)開(kāi)設(shè)BIM專(zhuān)業(yè)課程,加強(qiáng)人才培養(yǎng)。各企業(yè)在招聘時(shí)也應(yīng)考慮有相關(guān)技能經(jīng)驗(yàn)的人才,也可聯(lián)合學(xué)校開(kāi)展定向人才培養(yǎng),既滿足工程信息化的需要,也可避免占用管理工作繁重的項(xiàng)目人員大量時(shí)間,影響工作效率。②在可視化交底方面,目前僅限于輔助管理人員及一線工人加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝要求、質(zhì)量要求的理解,后期建議業(yè)主與施工單位加強(qiáng)溝通,通過(guò)人員網(wǎng)絡(luò)交底,實(shí)現(xiàn)電子化、信息化的學(xué)習(xí)、考核,不限于傳統(tǒng)紙質(zhì)層面記錄,即電子化交底也與傳統(tǒng)紙質(zhì)交底具有同等效力,才能更好地促進(jìn)施工生產(chǎn)。③在質(zhì)量安全網(wǎng)絡(luò)協(xié)作方面,建議各規(guī)范編制單位強(qiáng)化電子化通用表單的研究與實(shí)施,建立建設(shè)五方統(tǒng)一認(rèn)可使用的平臺(tái),避免重復(fù)化工作導(dǎo)致BIM平臺(tái)僅僅成為項(xiàng)目宣傳的亮點(diǎn),而成為管理的累贅。④在施工一線無(wú)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的信息獲取與錄入方面缺陷,一方面建議建設(shè)單位在預(yù)算里考慮增加相關(guān)通訊設(shè)施的費(fèi)用,施工單位也要采取措施為無(wú)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域增設(shè)基站加強(qiáng)信號(hào),也可鋪設(shè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以解決信號(hào)瓶頸;另一方面建議相關(guān)的BIM開(kāi)發(fā)研究單位加強(qiáng)研究,讓軟件能在無(wú)網(wǎng)的條件下也能保持登入的狀態(tài)或者先緩存相關(guān)數(shù)據(jù),在人員回到有網(wǎng)的地方能自動(dòng)上傳下載相關(guān)數(shù)據(jù),以利于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作。