于翔
(中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司)
隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)與落實(shí),綠色建筑工程項(xiàng)目受到越來越多工程方的關(guān)注,為推進(jìn)建筑行業(yè)的綠色發(fā)展,各地政府對建筑工程項(xiàng)目的開發(fā)提出了強(qiáng)制性的要求。為滿足工程的高效化與質(zhì)量化建設(shè),對項(xiàng)目施工過程進(jìn)行多學(xué)科交叉管理已成了工程管理的主要研究方向。因此,參數(shù)信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和綠色建筑技術(shù)都被融合到了建設(shè)領(lǐng)域之中,然而在實(shí)際施工中,交叉作業(yè)發(fā)生碰撞是不可避免的,此種問題也是導(dǎo)致工程項(xiàng)目進(jìn)度拖拉的主要原因。為解決此方面問題,BIM 技術(shù)的優(yōu)勢不斷地被挖掘,在深入此方面內(nèi)容的研究中發(fā)現(xiàn),BIM 技術(shù)的應(yīng)用不僅可以提升綠色建筑施工作業(yè)進(jìn)度計(jì)劃管理的效率,而且還可以豐富BIM 技術(shù)本身的應(yīng)用與實(shí)踐成果。在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃管理中,進(jìn)度延誤、工期延長等問題非常普遍,而在當(dāng)前的工程項(xiàng)目管理中,進(jìn)度受多種因素的影響,如工期管理不夠靈活,項(xiàng)目參與方難以組織和協(xié)調(diào)等。
為解決進(jìn)度方面的問題,楊西[1]在開展此方面內(nèi)容的研究后,以A 醫(yī)院基建工程項(xiàng)目為實(shí)例,從項(xiàng)目進(jìn)度、工程質(zhì)量、施工進(jìn)度等方面,進(jìn)行進(jìn)度管理方案的優(yōu)化,該方法在經(jīng)過實(shí)證后,證實(shí)了可以縮短工程施工工期,在保證質(zhì)量的前提下,避免工程施工出現(xiàn)進(jìn)度拖拉等問題。以秦元[2]為代表的多名技術(shù)人員在研究后,引進(jìn)了PSO-SVR 算法,以某土壓平衡盾構(gòu)施工項(xiàng)目為例,設(shè)計(jì)了施工中的進(jìn)度優(yōu)化方法,基于此種方式,為工程施工進(jìn)度管理與相關(guān)工作的規(guī)范化實(shí)施提出全新研究方向。
本文也將在結(jié)合現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上,使用BIM 技術(shù),開展與之相關(guān)工作的進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究。
針對綠色建筑施工項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃編制,以日、周、月、總控計(jì)劃為主線。進(jìn)度計(jì)劃確定以后,加強(qiáng)例會制度,每周一至每周五召開施工進(jìn)度例會,每周召開施工管理例會和進(jìn)度情況分析會,解決矛盾、協(xié)調(diào)關(guān)系、調(diào)整施工資源投入,保證按照施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行[3]??傔M(jìn)度計(jì)劃要結(jié)合施工技術(shù)方案和區(qū)段劃分,充分利用施工工藝中的工藝間歇、工藝特點(diǎn),抓住關(guān)鍵線路上的重點(diǎn)工序,確保各項(xiàng)施工的及時介入,從而保證施工的均衡性和連續(xù)性。
在這一過程中,引入BIM 技術(shù),利用工程軟件編制進(jìn)度計(jì)劃及網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖,推行全面計(jì)劃動態(tài)管控,如圖1所示。
圖1 基于BIM技術(shù)的綠色建筑施工進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖
在BIM技術(shù)的加持下,通過BIM軟件、信息集成共享平臺等手段,可實(shí)時了解工程情況,使工程建設(shè)狀況、進(jìn)度等信息的傳播不會受到地理位置、空間等因素的制約。在建設(shè)過程中,要注意統(tǒng)籌,協(xié)調(diào)和控制。嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目建設(shè)調(diào)度周制,做好項(xiàng)目每日進(jìn)度表,確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行[4]。在此基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對項(xiàng)目實(shí)施過程的動態(tài)控制。
3D 可視化是BIM 技術(shù)的一個重要功能,也是其最主要的優(yōu)點(diǎn)。利用3D 建模技術(shù),可以有效地解決傳統(tǒng)2D CAD 設(shè)計(jì)中的一些問題,如表達(dá)繁瑣、閱讀困難、理解偏差、溝通障礙等[5]。在施工過程中,若進(jìn)度計(jì)劃出現(xiàn)偏差,則可以及時利用軟件對進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行修偏和調(diào)整,從而更加靈活地改變計(jì)劃,使其與實(shí)際施工情況相符。
在完成對施工進(jìn)度計(jì)劃的編制后,創(chuàng)建一個Revit三維建筑模型,再將其導(dǎo)入到Navisworks 平臺當(dāng)中。導(dǎo)入后,需要將構(gòu)件模型按照規(guī)定的施工順序進(jìn)行劃分,以此為后續(xù)施工工序的模擬提供基礎(chǔ)條件。首先將劃分好的零件集合到相應(yīng)的工程上,然后按照進(jìn)度表填入目標(biāo)工程的起始和終止時間[6]。當(dāng)該過程中進(jìn)度計(jì)劃發(fā)生錯誤時,其與3D 模型的動態(tài)連接能夠?qū)⑷啃畔⑼礁?,?shí)現(xiàn)了進(jìn)度計(jì)劃軟件與3D 軟件的聯(lián)動修改,有效地節(jié)省了時間并提高了工作效率。在以上的技術(shù)流程完成了相應(yīng)的步驟后,便可以進(jìn)行4D 施工進(jìn)度動態(tài)模擬。在Navisworks 開發(fā)平臺上,可以按照不同的色彩設(shè)定來顯示各個構(gòu)件的起始和終止,并可以使用可視化功能來監(jiān)視工程的進(jìn)程。在Navisworks 中進(jìn)行施工模擬時,可以進(jìn)行人工漫游,對模型中的結(jié)構(gòu)碰撞以及管線碰撞處的內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行檢測,可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在的問題,從而對施工過程進(jìn)行優(yōu)化,對進(jìn)度進(jìn)行有效地控制。
利用Navisworks 軟件對工程進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)后,如果發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)備、管道等在空間上發(fā)生了碰撞,將會對工程建設(shè)產(chǎn)生影響,進(jìn)而對其進(jìn)行優(yōu)化。首先輸出的是沖突檢測結(jié)果,然后返回到Revit 中,對模型中存在的問題進(jìn)行逐個修正,最后得出最佳的結(jié)果。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)碰撞點(diǎn)反查模型進(jìn)行修正,有效地解決了因設(shè)計(jì)原因造成的工程延遲問題,從而保證了工程的正常進(jìn)行[7]。與此同時,還可以對施工任務(wù)的工期進(jìn)行調(diào)整,從而降低了不必要的施工步驟,對施工流程進(jìn)行優(yōu)化,因此,還需要對費(fèi)用信息進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,以確保費(fèi)用和工期信息的一致。
提出了一種最優(yōu)路線進(jìn)度優(yōu)化方法:采用“關(guān)鍵路徑”原理進(jìn)行控制,當(dāng)進(jìn)度信息被輸入到管理軟件中時,該軟件可以自動地確定出對工期有重要作用的“關(guān)鍵路徑”和對工期有重要作用的工作,從而可以很容易地利用該軟件來進(jìn)行進(jìn)度優(yōu)化。在經(jīng)過檢驗(yàn)后,我們發(fā)現(xiàn),順序施工盡管進(jìn)出場管理方便,但是也有不符合實(shí)際的情況。因此,我們改變了原有的進(jìn)度計(jì)劃,利用穿插施工對工期進(jìn)行優(yōu)化[8]。具體步驟為:第一步,將Project創(chuàng)建的進(jìn)度計(jì)劃表輸入到項(xiàng)目管理軟件當(dāng)中;第二步,將橫道圖轉(zhuǎn)變?yōu)殡p代號網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖;第三步,優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃。通過流水施工,從初始的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃安排中,主體部分施工作業(yè)采取順序施工,而且這個工作是一個重要的環(huán)節(jié),如果出現(xiàn)延誤,會導(dǎo)致項(xiàng)目整體進(jìn)度的落后,因此,為了保證整體工期的順利完成,將把底層建筑施工進(jìn)行提前,從而降低任務(wù)的完成時間,并以此實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目進(jìn)度的優(yōu)化。
為確保綠色建筑施工的順利進(jìn)行,構(gòu)建如圖2 所示的工期控制組織機(jī)構(gòu)圖。
圖2 工期控制組織機(jī)構(gòu)圖
在組織機(jī)構(gòu)建立后,確保各項(xiàng)工期保證措施順利實(shí)施,明確組織結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)職責(zé)。保證了項(xiàng)目的總體進(jìn)度,達(dá)到了階段性的目標(biāo),對項(xiàng)目進(jìn)行了階段性的管理,并對各個階段進(jìn)行了具體的管理,對項(xiàng)目的各個階段都進(jìn)行了具體的管理,并在各個方面都進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。工班制根據(jù)工藝來確保日程表,施工隊(duì)根據(jù)日程表來確保工期表的完成情況。經(jīng)理部除了要把握總的進(jìn)度之外,還要根據(jù)月計(jì)劃來分配施工任務(wù),并將其一層一層的執(zhí)行下去。制定時間保障制度。針對特殊施工條件,例如冬季施工,為保證施工質(zhì)量,針對冬期施工內(nèi)容制定專項(xiàng)施工方案。對施工機(jī)械采取防寒保溫措施,且使用適合氣候條件的燃料,以保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn),確保在計(jì)劃工期內(nèi)完成施工。
傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中基于二維圖紙的管理模式面臨表達(dá)不全、信息丟失等弊端,必須應(yīng)用BIM 技術(shù)將項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì))、招投標(biāo)、施工建造、運(yùn)營等各階段的信息集成于三維模型中,依托BIM 模型進(jìn)行工程建造和項(xiàng)目管理,對于參建各方了解建筑構(gòu)造、降低設(shè)計(jì)和施工錯誤、科學(xué)優(yōu)化施工部署、精準(zhǔn)傳遞工程信息、控制工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)、有效提升工程管理過程中信息化、智能化水平有重要意義。以項(xiàng)目全壽命周期設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營各階段的信息儲備,為施工過程中的科學(xué)決策和精細(xì)化監(jiān)督提供保障,有助于提高工程的整體建造水平,為業(yè)主交付一座飽含信息、富有生命力的智慧建筑。
為檢驗(yàn)BIM 技術(shù)的應(yīng)用效果,以雄安站站房建筑工程項(xiàng)目為例,展開如下研究。
新建北京至雄安新區(qū)鐵路線路沿途共設(shè)5 座站房,線路全長92.83km。雄安站綜合交通樞紐現(xiàn)狀環(huán)境為自然村落和農(nóng)田綠地,西南方向?yàn)榘籽蟮砗^(qū),自然環(huán)境優(yōu)美宜人。雄安站為高架鐵路車場,線路軌頂標(biāo)高25m(絕對標(biāo)高),距規(guī)劃地坪15.15m。
本次研究的雄安站站房總建筑面積為47.52 萬m2(不含站臺、雨棚、地鐵區(qū)間、地面管廊)。其中軌道交通規(guī)模約為6.05萬m2,地下開發(fā)空間為8.81萬m2。
本工程按照功能分區(qū),包含以下工程內(nèi)容:
⑴站房工程:含京港臺/京雄場站房、津雄場站房及相應(yīng)站臺雨棚工程。
⑵市政配套工程:包含各類公共交通場站、進(jìn)出站城市通廊、夾層商業(yè)等工程。
⑶城市軌道交通工程:包含R1/R1機(jī)場支線和M1線的相關(guān)站臺、區(qū)間、雨棚及換乘空間工程。
⑷地下空間工程:包括地下公共空間頂板以下的所有工程,含地下K1線落客區(qū),不含軌道交通M1線車站及區(qū)間工程。
該工程項(xiàng)目的空間部署情況見圖3。
圖3 雄安站站房建筑工程空間部署
本工程的主要內(nèi)容為雄安站站房及相關(guān)工程剩余工程(南北長606m、東西寬355.5m范圍內(nèi)),包括京雄場地下一層、南北兩側(cè)商業(yè)區(qū)以及K1 線車道、京雄場地面層以及南北兩側(cè)附屬配套工程、地面夾層商業(yè)區(qū)以及落客平臺、京雄場高架層的裝飾裝修及機(jī)電安裝工程;預(yù)留津雄場部分地下、樞紐1區(qū)、樞紐3區(qū)地面層及夾層裝飾裝修及機(jī)電安裝工程,雄安站整體屋蓋及雨棚的屋面工程。
掌握該工程項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容與基本情況后,應(yīng)用BIM 技術(shù),對該工程項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度優(yōu)化管理。對比管理前與管理后的進(jìn)度優(yōu)化情況,見表1。
表1 BIM技術(shù)對工程項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度優(yōu)化效果
表1中“-”代表工程延期,“+”代表工程提前完工。
其中進(jìn)度優(yōu)化前GRG 板吊頂施工對應(yīng)“-2”,代表GRG 板吊頂施工項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化前的實(shí)際工期與期望工期相比,延期2天完成;進(jìn)度優(yōu)化后GRG板吊頂施工對應(yīng)“+6”,代表GRG 板吊頂施工項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化后的實(shí)際工期與期望工期相比,提前6天完成。
綜合上述研究,得到如下所示的結(jié)論:
應(yīng)用BIM 技術(shù)前,該工程項(xiàng)目的施工工序存在進(jìn)度拖拉的問題,此種問題不僅會導(dǎo)致工程出現(xiàn)延期現(xiàn)象,還會在一定程度上影響施工方的經(jīng)濟(jì)收益。而應(yīng)用BIM 技術(shù)后,不僅解決了雄安站站房建筑工程項(xiàng)目在施工中存在的進(jìn)度拖拉問題,還實(shí)現(xiàn)了工程在預(yù)期工期內(nèi)的提前完善。綜上所述,BIM 技術(shù)對于優(yōu)化工程施工進(jìn)度具有較為顯著的效果。