杜理強(qiáng) 童宇超 嚴(yán)心軍 張 濤 鄭 明

(1.中鐵建工集團(tuán)有限公司，北京 100160；2.中鐵建工集團(tuán)有限公司建筑工程研究院，北京 100160)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

杭州西站樞紐位于浙江省杭州市余杭區(qū)，工程總建筑面積為51萬(wàn)m2，是集國(guó)鐵、地鐵、城市綜合開(kāi)發(fā)、城市配套工程等多工程高度集中的特大型綜合交通樞紐[1](如圖1所示)。

圖1 杭州西站整體效果圖

站房采用線正上式候車模式，站房主體地上5層(局部8層)，地下4層，包括地鐵站廳層、地下停車夾層、地面廣場(chǎng)層、快速進(jìn)出站層、站臺(tái)層、高架候車層、高架旅服夾層(如圖2所示)。

圖2 杭州西站樓層爆炸圖

站場(chǎng)采用分場(chǎng)布置方案，總規(guī)模為11臺(tái)20線，其中湖杭場(chǎng)6臺(tái)11線，杭臨績(jī)場(chǎng)5臺(tái)9線(如圖3所示)。

圖3 杭州西站站場(chǎng)圖

1.2 項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)

(1)周邊配套工程相互影響制約。4條地鐵線呈“工字形”將站房包圍，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)不具備設(shè)置環(huán)形施工道路條件，材料組織難度大。周邊配套工程分布如圖4所示。

圖4 施工交叉作業(yè)示意圖

(2)施工工藝復(fù)雜。項(xiàng)目采用“橋建合一”[2]的設(shè)計(jì)，承軌層是“鋼骨柱+預(yù)應(yīng)力”相結(jié)合的箱梁結(jié)構(gòu)，單個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)重量達(dá)31.5t，有24束后張拉預(yù)應(yīng)力套管交匯，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造極其復(fù)雜，這給現(xiàn)場(chǎng)鋼筋、預(yù)應(yīng)力施工帶來(lái)了極大困難(如圖5所示)；并且站房工程采用地下室、地上結(jié)構(gòu)兩標(biāo)段招標(biāo)，地上結(jié)構(gòu)施工階段現(xiàn)場(chǎng)已不具備大型履帶吊進(jìn)場(chǎng)作業(yè)空間，這給無(wú)法再分段的鋼結(jié)構(gòu)的吊裝帶來(lái)了巨大的困難。

圖5 杭州西站鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)圖

(3)工期緊張。項(xiàng)目于2020年09月18日進(jìn)場(chǎng)施工，2021年03月31日需完成6m夾層(5萬(wàn)m2)，承軌層(10萬(wàn)m2，橋建合一)，候車層(10萬(wàn)m2)施工。由于鋼結(jié)構(gòu)深化、備料加工周期較長(zhǎng)，承軌層大方量鐵標(biāo)混凝土澆筑集中在2020年12月，日平均澆筑量達(dá)1 500方，與拌合站最大產(chǎn)能相持平，稍有滯后進(jìn)度將無(wú)法挽回。

這些難題的存在都需要運(yùn)用新的管理方法加強(qiáng)資源調(diào)配及工程目標(biāo)管理。根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)狀，采用“4D-BIM+網(wǎng)格化管理”技術(shù)，利用網(wǎng)格化分解管理目標(biāo)，配合4D-BIM技術(shù)優(yōu)化資源調(diào)配。

2 4D-BIM技術(shù)與網(wǎng)格化管理手段結(jié)合應(yīng)用

2.1 4D-BIM技術(shù)

4D-BIM是將4D-CAD和BIM技術(shù)相結(jié)合[3]，在三維模型的基礎(chǔ)上附加時(shí)間因素，將施工建造全過(guò)程以一種動(dòng)態(tài)的3D方式模擬表現(xiàn)出來(lái)[4]。同時(shí)將施工資源及成本信息集成一體，便于工程進(jìn)度的管理和施工過(guò)程的控制和優(yōu)化[5]。

2.2 網(wǎng)格化管理

網(wǎng)格化管理指將管理對(duì)象按照一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分成若干網(wǎng)格單元，利用信息技術(shù)和各網(wǎng)格單元間的協(xié)調(diào)機(jī)制，使各個(gè)網(wǎng)格單元之間能夠有效地進(jìn)行信息交流，透明地共享組織資源，以達(dá)到整合組織資源、提高管理效率的現(xiàn)代化管理目標(biāo)[6-9]。2003年，北京和上海率先將網(wǎng)格化管理應(yīng)用到城市建設(shè)管理中，取得了較好的成效，并在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛的推廣[10]。

基于4D-BIM技術(shù)的施工網(wǎng)格化管理的概念源于城市“網(wǎng)格化”管理理念，依托統(tǒng)一的網(wǎng)格化管理平臺(tái)，將工程管理網(wǎng)格按照一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分成單元網(wǎng)格；按照現(xiàn)場(chǎng)管理層級(jí)建立平臺(tái)編碼體系，將各級(jí)責(zé)任人與網(wǎng)格單元4D-BIM模型相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)“工作層層有人抓、處處有人管”，構(gòu)建“全覆蓋、無(wú)盲區(qū)”的工程管理網(wǎng)絡(luò)?？窗褰缑嫒鐖D6所示。

2.3 網(wǎng)格化管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

本項(xiàng)目按照鐵路架子隊(duì)的管理模式，建立了四級(jí)網(wǎng)格化管理架構(gòu)(如圖7所示)：第1級(jí)為建設(shè)指揮部，統(tǒng)籌管理兩個(gè)分部整體進(jìn)度、質(zhì)量、安全文明施工； 第2級(jí)為分部，本項(xiàng)目按照中軸線垂直劃分東側(cè)、西側(cè)兩個(gè)分部，各分部獨(dú)立組織施工； 第3級(jí)為架子隊(duì)，考慮到中央主站房區(qū)域位于工期節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵線路，各個(gè)分部再進(jìn)一步分為兩個(gè)區(qū)域，其中中央主站房區(qū)域?yàn)锳區(qū)，其余部分為B區(qū)，各區(qū)域分別組建架子隊(duì)進(jìn)行施工作業(yè)； 第4級(jí)為流水段，根據(jù)跳倉(cāng)法及塔吊布置情況，本項(xiàng)目在各架子隊(duì)的施工范圍內(nèi)進(jìn)一步劃分網(wǎng)格單元，由各架子隊(duì)獨(dú)立組織流水施工。

圖7 四級(jí)網(wǎng)格化管理架構(gòu)圖

2.4 網(wǎng)格編碼

編碼管理是網(wǎng)格化管理的核心，也是追溯網(wǎng)格單元信息的基礎(chǔ)，網(wǎng)格編碼必須唯一，才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化管理平臺(tái)對(duì)施工流水段的管理。根據(jù)高鐵站房的特點(diǎn)，施工流水段的編碼由五部分組成(如表1所示)。各部分用“-”連接，部分字段可以為空?！胺謪^(qū)”是指區(qū)域劃分； “定位”是指對(duì)樓層及屋面區(qū)域進(jìn)一步細(xì)分[11]； “專業(yè)”是指土建、機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等專業(yè)細(xì)分； “架子隊(duì)編號(hào)”是指同一專業(yè)類型下多家架子隊(duì)的區(qū)分； “流水號(hào)”是對(duì)同一家架子隊(duì)具有多個(gè)類似施工作業(yè)內(nèi)容的流水段進(jìn)行區(qū)分。

表1 網(wǎng)格編碼示例

2.5 BIM模型網(wǎng)格化劃分

網(wǎng)格單元的劃分應(yīng)當(dāng)遵循面積均衡、方便管理、全覆蓋和相對(duì)固定性原則等[12]。

本工程全過(guò)程網(wǎng)格化管理根據(jù)不同施工階段的內(nèi)容及網(wǎng)格化管理表現(xiàn)形式，分為土建結(jié)構(gòu)階段、鋼結(jié)構(gòu)階段、金屬屋面階段、幕墻階段、機(jī)電安裝階段及裝飾裝修階段網(wǎng)格化管理，共六個(gè)網(wǎng)格化管理階段。各階段均按照各架子隊(duì)的施工作業(yè)范圍進(jìn)行專業(yè)模型拆分，分別導(dǎo)入平臺(tái)。利用平臺(tái)建立工作任務(wù)與網(wǎng)格單元構(gòu)件相關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)流水段區(qū)分。

(1)模型拆分

本項(xiàng)目在建立族庫(kù)的過(guò)程中,通過(guò)Dynamo批量添加了設(shè)計(jì)與施工階段的族參數(shù)(如圖8所示)；在施工流水確定后，根據(jù)流水段范圍將構(gòu)件斷開(kāi)，并錄入施工階段的參數(shù)，以便于在平臺(tái)端快速篩選網(wǎng)格單元內(nèi)的構(gòu)件與工作任務(wù)相關(guān)聯(lián)。

圖8 施工階段參數(shù)圖

(2)模型成組

根據(jù)四級(jí)網(wǎng)格化管理模式，本項(xiàng)目在網(wǎng)格化管理平臺(tái)里建立了相應(yīng)的四級(jí)構(gòu)件樹(shù)(如圖9所示)，并對(duì)構(gòu)件樹(shù)最小單元(網(wǎng)格單元)賦予網(wǎng)格號(hào)(施工階段參數(shù))，作為其唯一數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，然后將具有相同網(wǎng)格號(hào)的構(gòu)件合并為一個(gè)模型組作為最小的模型單元。

圖9 模型關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)圖

(3)數(shù)據(jù)綁定

將模型的樓層標(biāo)高與幾何信息、工程量數(shù)據(jù)表以及時(shí)間參數(shù)(進(jìn)度計(jì)劃)均以網(wǎng)格號(hào)作為唯一標(biāo)識(shí)導(dǎo)入到平臺(tái)中，再與網(wǎng)格單元模型相關(guān)聯(lián)(如圖10所示)。

圖10 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)圖

2.6 網(wǎng)格化施工管理的作用

(1)輔助施工決策。在決策過(guò)程中，按照管控的關(guān)鍵因素，通過(guò)平臺(tái)模擬計(jì)算施工過(guò)程中各項(xiàng)資源配置情況，優(yōu)化施工流程制定各項(xiàng)細(xì)化管理目標(biāo)。

(2)過(guò)程狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理者對(duì)施工狀態(tài)的實(shí)時(shí)把控。

(3)輔助工期偏差各項(xiàng)因素分析。與智慧工地平臺(tái)相集成，提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)塔吊功效、勞務(wù)人員出工情況、拌合站生產(chǎn)情況等數(shù)據(jù)輔助分析。

(4)問(wèn)題精準(zhǔn)定位。各項(xiàng)數(shù)據(jù)按照網(wǎng)格化區(qū)塊進(jìn)行對(duì)比顯示，可以更加精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)源，提前調(diào)整計(jì)劃。

3 杭州西站網(wǎng)格化管理實(shí)踐

杭州西站規(guī)模體量大、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求高、成片作業(yè)區(qū)域多，利用網(wǎng)格化模式配合網(wǎng)格化管理平臺(tái)信息手段可以將施工、監(jiān)理、業(yè)主等各方人員之間的聯(lián)系、協(xié)作等內(nèi)容以制度的形式固定下來(lái)，使各方明確職責(zé)、規(guī)范工作，相關(guān)信息及時(shí)共享，出現(xiàn)問(wèn)題快速響應(yīng)，提高施工管理的精細(xì)化程度[12]。杭州西站網(wǎng)格化管理實(shí)施方案及責(zé)任分區(qū)如圖11～12所示。

圖11 杭州西站網(wǎng)格化管理實(shí)施方案

圖12 各級(jí)網(wǎng)格管理員責(zé)任分區(qū)圖

3.1 網(wǎng)格化施工管理流程

杭州西站施工管理流程以工期管理為主線，由施工決策(Construction Decision)、制定目標(biāo)(Plan)、數(shù)據(jù)采集(Data Collection)、工期分析(Duration Analysis)、原因分析(Cause Analysis)構(gòu)成“DPCAA”管理流程(如圖13所示)。

3.2 施工決策階段應(yīng)用

由于本工程工期極其緊張，施工工藝異常復(fù)雜，在整體施工決策時(shí)，項(xiàng)目部確定以保證工期為首要目標(biāo)，去配置各項(xiàng)資源計(jì)劃。

(1)材料配置計(jì)劃

由于本工程為鐵路站房工程，承軌層相關(guān)結(jié)構(gòu)為鐵標(biāo)混凝土，地方拌合站無(wú)法提供，并且自建鐵標(biāo)混凝土拌合站的場(chǎng)地受限，僅能夠布置兩條生產(chǎn)線，因此鐵標(biāo)混凝土的供應(yīng)量被確定為制約承軌層工期的主要因素。首先，利用算量軟件導(dǎo)出各網(wǎng)格單元內(nèi)的腳手架、模板、鋼筋、混凝土等資源的工程量； 然后，將工程量與進(jìn)度計(jì)劃中的網(wǎng)格單元內(nèi)的各項(xiàng)工序進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而生成各項(xiàng)資源的需求計(jì)劃； 最后，綜合考慮自建拌合站的供應(yīng)量、資源需求計(jì)劃，并對(duì)施工流水進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到工期計(jì)劃的最優(yōu)化。資源計(jì)劃計(jì)算流程如圖14所示。

圖14 資源計(jì)劃數(shù)據(jù)流程圖

(2)勞務(wù)用工需求計(jì)劃

首先，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)已實(shí)施部分情況，以“m2/工日”為單位推算架子工、木工、鋼筋工的工效系數(shù)，并錄入平臺(tái)；然后，將BIM模型的各網(wǎng)格單元內(nèi)板構(gòu)件的面積參數(shù)導(dǎo)入平臺(tái)作為依據(jù)，計(jì)算出每一塊網(wǎng)格單元需要各工種的工日數(shù)，平臺(tái)根據(jù)由Project導(dǎo)入的進(jìn)度計(jì)劃生成整體勞務(wù)用工需求計(jì)劃與各架子隊(duì)勞務(wù)需求計(jì)劃；最后根據(jù)用工高峰人員情況進(jìn)一步優(yōu)化施工流水與工期計(jì)劃。人員計(jì)劃計(jì)算流程如圖15所示。

圖15 人員計(jì)劃數(shù)據(jù)流程圖

(3)施工方案模擬優(yōu)化

施工方案模擬優(yōu)化主要是利用了4D-BIM的可視化功能。施工計(jì)劃制定者可以通過(guò)將工程網(wǎng)格與施工影響因素相關(guān)聯(lián)的方式，對(duì)施工工序進(jìn)行模擬，從而更加直觀地判斷工序的合理性[13-16]。

以鋼結(jié)構(gòu)階段利用網(wǎng)格化施工決策為例：杭州西站屋蓋采用旋轉(zhuǎn)提升的施工工藝，網(wǎng)架在候車層上采用重型塔吊拼裝。鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工階段的網(wǎng)格化劃分同樣采用四級(jí)架構(gòu)(如圖16所示)：第1級(jí)和第2級(jí)與土建結(jié)構(gòu)相同； 第3極根據(jù)架子隊(duì)及結(jié)構(gòu)形式將屋蓋分為桁架區(qū)(H區(qū))、網(wǎng)架北區(qū)(BW區(qū))、網(wǎng)架南區(qū)(NW區(qū))三個(gè)網(wǎng)格大區(qū)； 第4級(jí)網(wǎng)格單元?jiǎng)澐殖浞挚紤]了與候車層土建結(jié)構(gòu)的交叉施工、重型塔吊拆裝路線、旋轉(zhuǎn)提升單元分區(qū)等施工因素影響，對(duì)網(wǎng)格單元進(jìn)行細(xì)化。

圖16 鋼結(jié)構(gòu)階段網(wǎng)格劃分圖

鋼結(jié)構(gòu)屋蓋施工策劃以候車層網(wǎng)格化施工進(jìn)度為依據(jù)，編排鋼構(gòu)件的工廠加工計(jì)劃，確保有工作面先施工的網(wǎng)格單元的構(gòu)件先進(jìn)行加工。現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件拼裝階段在充分利用重型塔吊吊裝構(gòu)件的同時(shí)，也需預(yù)留塔吊的拆卸道路；通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體網(wǎng)格化施工模擬，可以制定塔吊的拆卸時(shí)間節(jié)點(diǎn)，更好地優(yōu)化工期及各項(xiàng)資源配置(如圖17所示)；在旋轉(zhuǎn)提升階段，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體網(wǎng)格化施工模擬細(xì)化出每一塊旋轉(zhuǎn)提升區(qū)域的提升時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而更好地把控工期計(jì)劃(如圖18所示)。

圖17 塔吊拆除預(yù)留通道網(wǎng)格分布圖

圖18 旋轉(zhuǎn)提升網(wǎng)格分區(qū)圖

3.3 施工進(jìn)度管理應(yīng)用

3.3.1 進(jìn)度信息采集

項(xiàng)目部采用了兩種進(jìn)度信息采集方式，對(duì)采集的工期數(shù)據(jù)進(jìn)行相互校核，二、三級(jí)看板界面如圖19～20所示。

(1)各分部的生產(chǎn)部門管理人員在網(wǎng)格化管理平臺(tái)填寫電子施工日志，維護(hù)各網(wǎng)格單元的當(dāng)前施工狀態(tài)；

圖19 網(wǎng)格化管理系統(tǒng)二級(jí)管理界面圖

圖20 網(wǎng)格化管理系統(tǒng)三級(jí)管理界面圖

(2)各分部技術(shù)部門管理人員在網(wǎng)格化管理平臺(tái)的工期對(duì)比界面上，比對(duì)分析網(wǎng)格單元的當(dāng)前施工進(jìn)度狀態(tài)與實(shí)景圖，驗(yàn)證進(jìn)度數(shù)據(jù)的真實(shí)性[17]，其中，當(dāng)前施工進(jìn)度狀態(tài)由生產(chǎn)部門上傳維護(hù)，實(shí)景圖數(shù)據(jù)則通過(guò)航拍攝取。

3.3.2 進(jìn)度信息比對(duì)

在各網(wǎng)格單元施工狀態(tài)已通過(guò)驗(yàn)證之后，平臺(tái)隨即開(kāi)始進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃的對(duì)比及分析計(jì)算，必要情況下發(fā)出進(jìn)度滯后報(bào)警。以當(dāng)前時(shí)間為基礎(chǔ)：

(1)計(jì)算各道工序?qū)嶋H完成的網(wǎng)格單元數(shù)量；

(2)計(jì)算進(jìn)度計(jì)劃中各道工序的計(jì)劃實(shí)施的網(wǎng)格單元數(shù)量；

(3)進(jìn)行對(duì)比分析，如果重點(diǎn)管控工序的實(shí)際完成數(shù)量小于計(jì)劃完成數(shù)量，且差值達(dá)到平臺(tái)設(shè)定的閾值，將發(fā)出進(jìn)度滯后預(yù)警。

以土建階段候車層施工進(jìn)度比對(duì)為例：在2021年3月10日平臺(tái)錄入的混凝土澆筑已完成數(shù)量為18塊，鋼筋施工已完成數(shù)量為39塊，模板施工已完成數(shù)量為48塊，腳手架施工已完成數(shù)量為52塊； 平臺(tái)的混凝土澆筑計(jì)劃數(shù)量為25塊，鋼筋施工計(jì)劃數(shù)量為43塊，模板施工計(jì)劃數(shù)量為58塊，腳手架施工計(jì)劃數(shù)量為66塊； 平臺(tái)通過(guò)對(duì)混凝土澆筑、鋼筋施工兩道工序進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，其中混凝土澆筑工序滯后7塊，超過(guò)了平臺(tái)閾值5塊，平臺(tái)發(fā)出進(jìn)度滯后報(bào)警。工期對(duì)比界面如圖21所示。

圖21 網(wǎng)格化工期對(duì)比界面圖

3.3.3 工期異常原因分析

網(wǎng)格化管理平臺(tái)通過(guò)對(duì)接智慧工地各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目部調(diào)整決策提供有效數(shù)據(jù)。平臺(tái)架構(gòu)圖如圖22所示。本項(xiàng)目智慧工地主要三個(gè)子系統(tǒng)是：

(1)勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)：通過(guò)將錄入的勞務(wù)用工人員數(shù)據(jù)中的勞務(wù)架子隊(duì)和工種信息與網(wǎng)格化管理平臺(tái)的構(gòu)件樹(shù)第三級(jí)架子隊(duì)和工序相關(guān)聯(lián)，生成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用工分析曲線；

(2)拌合站信息化系統(tǒng)：通過(guò)將系統(tǒng)錄入的“澆筑部位”與網(wǎng)格化管理平臺(tái)構(gòu)件樹(shù)第四級(jí)流水段相關(guān)聯(lián)，調(diào)度員在拌合站信息化系統(tǒng)“澆筑部位”錄入每一車泵送的網(wǎng)格號(hào)，從而生成各網(wǎng)格單元混凝土供應(yīng)曲線，對(duì)單個(gè)網(wǎng)格單元澆筑時(shí)間大于5天的情況進(jìn)行提前預(yù)警；

(3)塔吊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：通過(guò)將各架子隊(duì)使用塔吊的吊重及行程數(shù)據(jù)與網(wǎng)格化管理平臺(tái)的構(gòu)件樹(shù)第三級(jí)架子隊(duì)和工序相關(guān)聯(lián)，從而生成各架子隊(duì)塔吊工效分析曲線。

圖22 四級(jí)網(wǎng)格化管理平臺(tái)架構(gòu)圖

以土建階段利用網(wǎng)格化工期偏差分析為例：土建階段平臺(tái)以腳手架施工、模板施工、鋼筋施工、混凝土澆筑4道進(jìn)行管控，利用每個(gè)網(wǎng)格單元當(dāng)前施工狀態(tài)與計(jì)劃施工狀態(tài)進(jìn)行比對(duì)計(jì)算工期推進(jìn)情況(提前或滯后)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況，可以將工期滯后情況分為三種情況：

(1)混凝土澆筑工序滯后，大量網(wǎng)格已完成鋼筋施工等待混凝土澆筑：拌和站產(chǎn)能不足，需要調(diào)配周邊拌和站供應(yīng)混凝土；

(2)鋼筋施工工序滯后：鋼筋施工作為整個(gè)土建施工過(guò)程中耗費(fèi)時(shí)間、人工最多的工序一般為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不足導(dǎo)致，需要增加鋼筋班組；

(3)腳手架施工、模板施工工序滯后：這兩道工序需要的材料及班組一般現(xiàn)場(chǎng)都配置比較齊全，主要為鋼筋施工、混凝土澆筑兩道工序有所滯后無(wú)工作面施工導(dǎo)致。

網(wǎng)格化管理平臺(tái)通過(guò)不同顏色表示工期偏差情況(淺紅—腳手架施工、模板施工滯后，紅色—鋼筋施工滯后，深紅—混凝土澆筑滯后，綠色—正常，淺藍(lán)—腳手架施工、模板施工提前，藍(lán)色—鋼筋施工提前，深藍(lán)—混凝土澆筑提前)。并且，通過(guò)對(duì)每一道工序當(dāng)前實(shí)際應(yīng)完成數(shù)量與實(shí)際完成數(shù)量進(jìn)行比對(duì)統(tǒng)計(jì)反映各工序?qū)嶋H完成情況。

從2021年1月6日的進(jìn)度偏差分析圖(如圖23所示)，可以看到各道工序均有提前和滯后，主要原因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)天氣及資源配置情況局部調(diào)整了施工順序。通過(guò)對(duì)每一道工序當(dāng)前實(shí)際應(yīng)完成數(shù)量與實(shí)際完成數(shù)量進(jìn)行比對(duì)統(tǒng)計(jì)混凝土澆筑滯后2塊，鋼筋施工滯后1塊，模板施工滯后7塊，腳手架施工滯后8塊。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際用工分析曲線、混凝土供應(yīng)曲線、塔吊工效分析曲線綜合分析：鋼筋施工的滯后情況少于混凝土澆筑是由拌和站產(chǎn)能不足導(dǎo)致，腳手架、模板施工滯后較多主要是上一層工序有所滯后導(dǎo)致無(wú)工作面施工。項(xiàng)目部通過(guò)調(diào)配周邊拌和站保證混凝土供應(yīng)，并且對(duì)混凝土澆筑工序滯后的網(wǎng)格重新制定計(jì)劃澆筑時(shí)間，更新平臺(tái)計(jì)劃完成了二次決策工期糾偏。

圖23 網(wǎng)格化進(jìn)度偏差界面圖

3.4 質(zhì)量、安全、文明施工管理應(yīng)用

通過(guò)建立網(wǎng)格化問(wèn)題庫(kù)(如圖24所示)，在錄入安全、質(zhì)量、文明施工等各項(xiàng)傳統(tǒng)問(wèn)題過(guò)程中增加網(wǎng)格號(hào)，將問(wèn)題通過(guò)添加“圖釘”與各網(wǎng)格單元相關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的精準(zhǔn)定位、責(zé)任到人、信息通暢，更加及時(shí)有效地采取措施解決相應(yīng)問(wèn)題。

圖24 網(wǎng)格化問(wèn)題庫(kù)界面圖

4 網(wǎng)格化管理的應(yīng)用成效

4.1 精細(xì)化進(jìn)度管理保障工期目標(biāo)

通過(guò)在傳統(tǒng)的一整套規(guī)范統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)和流程基礎(chǔ)上建立科學(xué)封閉的管理機(jī)制，將發(fā)現(xiàn)、分析、處理、總結(jié)四個(gè)步驟形成一個(gè)閉環(huán)，利用管理手段數(shù)字化(主要體現(xiàn)在管理對(duì)象、過(guò)程和評(píng)價(jià)的數(shù)字化上)，實(shí)現(xiàn)管理扁平化，確保精確和高效，從而提升管理的能力和水平，為項(xiàng)目節(jié)省臨時(shí)措施和機(jī)械措施2 800余萬(wàn)，節(jié)約工期近3個(gè)月。

4.2 信息化管理助力綠色施工

杭州西站周邊有7個(gè)工地同步施工，相互制約，材料周轉(zhuǎn)場(chǎng)地狹窄。項(xiàng)目部通過(guò)施工模擬提前策劃材料到場(chǎng)計(jì)劃，根據(jù)流水施工情況動(dòng)態(tài)布置臨時(shí)堆場(chǎng)，并且通過(guò)信息化動(dòng)態(tài)管理實(shí)時(shí)調(diào)整物資計(jì)劃提高了土地使用率，為項(xiàng)目節(jié)省臨時(shí)用地近2萬(wàn)m2。經(jīng)過(guò)計(jì)算本項(xiàng)目地基基礎(chǔ)階段臨建設(shè)施占地面積有效利用率達(dá)91.5%，主體結(jié)構(gòu)階段為92.8%，裝飾裝修階段為90.85%，均大于90%。

4.3 問(wèn)題精準(zhǔn)定位提升管理效率

通過(guò)信息化手段將施工、監(jiān)理、業(yè)主等各方人員之間的聯(lián)系、協(xié)作等內(nèi)容以制度的形式固定下來(lái)，使各方明確職責(zé)、規(guī)范工作。將過(guò)去被動(dòng)應(yīng)對(duì)問(wèn)題的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。根據(jù)問(wèn)題定位精準(zhǔn)確定各級(jí)協(xié)調(diào)會(huì)議規(guī)模及參會(huì)人員，提升管理效率。相比本公司同類型體量項(xiàng)目，管理人員數(shù)量減少了27%。

5 總結(jié)與展望

通過(guò)杭州西站的應(yīng)用實(shí)踐可以看出，網(wǎng)格化管理模式通過(guò)目標(biāo)分解、動(dòng)態(tài)管理、信息共享等措施對(duì)于大型鐵路樞紐建設(shè)的精細(xì)化管理產(chǎn)生了良好的效果，值得推廣運(yùn)用。但是，目前網(wǎng)格化管理的信息化應(yīng)用在大型工程較為有限，在信息采集技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、軟硬件性能等方面還需要進(jìn)一步探索。

(1)進(jìn)度信息采集。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、金屬屋面等專業(yè)可以通過(guò)航拍快速直觀地獲取進(jìn)度數(shù)據(jù)，但是對(duì)于機(jī)電、裝修等專業(yè)采集進(jìn)度將耗費(fèi)大量時(shí)間，并且通過(guò)人工采集數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生誤差，需要建立完善的數(shù)據(jù)校核機(jī)制。

(2)各專業(yè)間標(biāo)準(zhǔn)化匹配度不高。多個(gè)專業(yè)間協(xié)作，由于各專業(yè)施工工藝不同，劃分流水段形式不同無(wú)法對(duì)應(yīng)銜接。

(3)輕量化引擎性能有限。對(duì)于大型項(xiàng)目采用高精度模型進(jìn)行進(jìn)度管理，系統(tǒng)流暢性較差。

根據(jù)近幾年4D-BIM的最新研究成果。有一些學(xué)者開(kāi)始研究嘗試從圖片或視頻中獲得項(xiàng)目的施工進(jìn)度狀態(tài)信息：Park等人[18]提出了一種將施工現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片與4D-BIM模型進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)的方法。該方法首先在BIM模型中設(shè)定幾個(gè)不同位置和角度的視點(diǎn)位置生成模型照片，然后將現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片與BIM模型照片進(jìn)行逐一相似度對(duì)比在BIM模型中反求拍攝照片的精準(zhǔn)位置，最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照片圖像對(duì)比提取出對(duì)應(yīng)的BIM構(gòu)件。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)照片與模型成功關(guān)聯(lián)之后，模型中的構(gòu)件信息同步與照片中的構(gòu)件相關(guān)聯(lián)。用戶通過(guò)點(diǎn)擊照片上的構(gòu)件，就能夠查詢?cè)摌?gòu)件的信息。該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了照片中的信息與4D-BIM模型信息的集成，提升進(jìn)度追蹤的效率[19]。若該方法可以將網(wǎng)格單元的模型組作為識(shí)別的最小構(gòu)件，通過(guò)每天在相同點(diǎn)位拍攝的照片找到各網(wǎng)格單元的位置，通過(guò)各網(wǎng)格塊的圖像比對(duì)自動(dòng)分析出施工狀態(tài)同步至平臺(tái)中，就可以更加快捷準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)工作，提升管理效率。