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。

1 基于BIM 技術(shù)的綠色建筑施工項(xiàng)目進(jìn)度優(yōu)化

1.1 基于BIM技術(shù)編制施工進(jìn)度計(jì)劃

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。

1.2 導(dǎo)入進(jìn)度計(jì)劃實(shí)現(xiàn)模擬施工

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。

1.3 構(gòu)建綠色建筑施工項(xiàng)目進(jìn)度保障體系

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。

2 實(shí)證分析

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。

3 結(jié)論

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。