市政項(xiàng)目中的信息技術(shù)應(yīng)用

我國目前正處于城市化和工業(yè)化快速發(fā)展階段，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，隨之而來的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工方法的弊端不斷的顯現(xiàn)。實(shí)際上，BIM技術(shù)在市政方面的應(yīng)用還是屬于粗泛應(yīng)用階段，像團(tuán)隊(duì)組建、軟件準(zhǔn)則和應(yīng)用方向這些都還是在一個(gè)探索階段，本文就以上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（以下簡稱上海城建總院）作為背景案例，談?wù)勈姓こ讨械男畔⒓夹g(shù)應(yīng)用。

市政基礎(chǔ)設(shè)施工程有很多特點(diǎn)，如工程項(xiàng)目體量大，投資高，涉及的專業(yè)多，像交通項(xiàng)目經(jīng)常會碰到20多個(gè)配合的專業(yè)一起完成，同時(shí)，市政基礎(chǔ)設(shè)施工程項(xiàng)目對周邊環(huán)境影像也比較大，就像市政工程要涉及到管線的搬遷或者是周圍要不要拆遷等，還有就是交通組織和施工組織困難。所以說像這樣的工程項(xiàng)目中其實(shí)應(yīng)該是全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)才可以體現(xiàn)出更大的效益。

上海城建總院曾經(jīng)跟設(shè)計(jì)單位做過溝通交流，對上海的業(yè)主比如說上海公路投資、城投集團(tuán)還有路政局等業(yè)主進(jìn)行了拜訪，這些業(yè)主明確表示非常支持BIM應(yīng)用于項(xiàng)目中，更希望BIM技術(shù)應(yīng)用在施工和運(yùn)維階段，他們希望將資產(chǎn)管理應(yīng)用到運(yùn)維階段，像路政局更加希望是通過BIM技術(shù)用到反饋階段。

市政BIM發(fā)展策略

實(shí)際工作中，有些業(yè)主明確表示項(xiàng)目要制訂一些發(fā)展策略。以上海城建設(shè)計(jì)研究總院為例，它是從事城市基礎(chǔ)設(shè)施勘察設(shè)計(jì)為主的綜合性設(shè)計(jì)咨詢研究單位，它涵蓋了一般市政工程的各個(gè)領(lǐng)域。在2011年，上海城建總院以一個(gè)總承包項(xiàng)目做依托項(xiàng)目開始進(jìn)行BIM的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，在當(dāng)時(shí)，BIM項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)用于市政項(xiàng)目的案例很少，所以第一個(gè)應(yīng)用BIM的項(xiàng)目成功獲得了業(yè)主的高度評價(jià)，這個(gè)項(xiàng)目的應(yīng)用帶動了上海城建總院其他專業(yè)的發(fā)展。

2012年，上海城建總院組建了一個(gè)BIM中心，由總院領(lǐng)導(dǎo)來直接引導(dǎo)BIM中心的規(guī)劃和方向，同時(shí)，各個(gè)專業(yè)院都有一個(gè)BIM小組，每一個(gè)專業(yè)院每一年都有一到兩個(gè)項(xiàng)目來實(shí)施BIM技術(shù)，這對于上海城建總院應(yīng)用BIM技術(shù)來說有一定的推動性。在規(guī)范和目標(biāo)方面，上海城建總院秉承規(guī)劃先行、目標(biāo)長遠(yuǎn)的總體原則，首先制定了三年BIM計(jì)劃，即達(dá)到市政工程行業(yè)領(lǐng)先水平，就是在不影響生產(chǎn)任務(wù)的情況下，以重點(diǎn)項(xiàng)目為試點(diǎn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破、建立項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，通過這樣的項(xiàng)目級BIM應(yīng)用，針對特定項(xiàng)目與特定協(xié)議，關(guān)注技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與突破，從而實(shí)現(xiàn)五年BIM計(jì)劃，即增強(qiáng)設(shè)計(jì)引領(lǐng)能力，提升企業(yè)核心競爭力，也就是所謂的企業(yè)級BIM應(yīng)用。通過資源整合、流程再造，提升BIM應(yīng)用價(jià)值，建立企業(yè)級BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施基于BIM的工作流程，最終提升企業(yè)綜合競爭力。

從提升上海城建總院綜合競爭力的高度，上海城建總院制定了利于BIM發(fā)展的相關(guān)制度，明確重大項(xiàng)目一定要用BIM技術(shù)來做應(yīng)用，表1是2013年7月份的上海城建總院BIM項(xiàng)目信息表，從表中可以看出，目前上海城建總院已經(jīng)有22個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用了BIM技術(shù)，比如說迪斯尼水處理廠、徐家匯交通樞紐工程、蘇州有軌電車工程以及上海世博會地下空間項(xiàng)目等都已經(jīng)應(yīng)用了BIM技術(shù)。

表1

上海城建總院還專門搭建了BIM信息交流平臺，院內(nèi)BIM項(xiàng)目信息可以發(fā)布到BIM信息交流平臺，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度隨時(shí)更新，此外，上海城建總院還有一些規(guī)章制度來支持BIM技術(shù)在院內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展，比如例會制度，定期召開周例會與月例會，每個(gè)月支持BIM小組一起開例會看每一個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展情況如何；脫產(chǎn)培訓(xùn)制度，要求所有專業(yè)院每年抽出一定比例的人脫產(chǎn)一定時(shí)間，專門培訓(xùn)BIM技術(shù)應(yīng)用能力，如此一來，推動了上海城建總院BIM發(fā)展的步伐。

上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院工程總承包部BIM負(fù)責(zé)人秦雯對記者說：“在一些重大項(xiàng)目中我們也有BIM來做示范作用，這些示范作用也推動了上海城建總院BIM技術(shù)的發(fā)展。在BIM應(yīng)用上我們更加是著重廣度和深度?！蹦壳?，上海城建總院有多個(gè)專業(yè)應(yīng)用了BIM技術(shù)，包括給排水工程，如迪斯尼水處理廠、沈杜泵站、大連路泵站等項(xiàng)目；隧道工程，如陳翔路地道、虹梅南路隧道、北翟路隧道、北橫通道等；道橋工程，如奉浦大道金匯港橋；地下空間工程和軌道交通工程等。

BIM技術(shù)可以把傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求做精、做實(shí)、做新，傳統(tǒng)項(xiàng)目就從設(shè)計(jì)直接開始，但是對于前期的勘察信息這些都是比較忽視的。以上海北橫通道新建工程為例，該項(xiàng)目利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了勘察物探數(shù)據(jù)的錄入，建立完整的道路沿線市政設(shè)施，并提供最詳實(shí)的勘察數(shù)據(jù)，減少與現(xiàn)狀的沖突。

國內(nèi)最早將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工招標(biāo)的項(xiàng)目之一——迪斯尼水處理廠，它是最大的市政項(xiàng)目也是施工招標(biāo)的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目中嚴(yán)格按照迪斯尼業(yè)主制訂的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施，把這個(gè)流程做到施工圖的深度。做深就是在這個(gè)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了BIM變革設(shè)計(jì)流程，在這個(gè)項(xiàng)目中直接用BIM來進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接從BIM模型導(dǎo)出，并且還通過互動三維模型直接復(fù)制圖紙，提升了出圖的質(zhì)量?！按送猓谡袠?biāo)的基礎(chǔ)上還附帶了工程量，這樣新穎的模式業(yè)主也很感興趣，他們主動要求我們把這個(gè)項(xiàng)目介入到施工階段，所以這是一份設(shè)計(jì)合同最后變成了一個(gè)施工總承包的合同?！鼻伥┱f到。

技術(shù)帶來變革

BIM應(yīng)用的廣度要結(jié)合設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)全生命周期的應(yīng)用，規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段都要利用BIM運(yùn)用下去。上海城建總院第一個(gè)總承包項(xiàng)目有一個(gè)特點(diǎn)是在不同深度都會有BIM來應(yīng)用。秦雯解釋到：“通常大家都會覺得設(shè)計(jì)院的BIM項(xiàng)目單單只用到設(shè)計(jì)階段，就會覺得對室外應(yīng)用很好，我們把這個(gè)帶到工地上去，把它一個(gè)BIM軟件和BIM硬件相結(jié)合還有三維激光掃描和三維打印結(jié)合起來應(yīng)用，三維激光掃描技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，從設(shè)計(jì)到施工提供可靠依據(jù)，基于BIM模型進(jìn)行三維打印，快速成型?！?/p>

通過這些應(yīng)用上海城建總院已經(jīng)有一些成果，例如已經(jīng)出版的書籍《建筑信息模型BIM叢書》之《市政工程應(yīng)用解析篇陳翔路地道工程案例》，同時(shí)，上海城建總院也參與編寫“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《BIM理論與應(yīng)用》，并在《中國市政工程》、《 土木建筑工程信息技術(shù)》等刊物發(fā)表論文多篇。此外，上海城建總院也參與了上海市科委科研課題《數(shù)字化樂園建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究》子課題；上海市建交委科研課題，申請了六項(xiàng)BIM相關(guān)專利，獲得了“創(chuàng)新杯”最佳企業(yè)BIM應(yīng)用、最佳拓展應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施BIM二等獎。

BIM到底能為工程項(xiàng)目帶來哪些收益呢？以陳翔路地道工程為例，該項(xiàng)目依托EPC工程，探索全生命周期應(yīng)用。陳翔路地道工程位于上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)陳翔路，總長500m。主要涉及下穿滬嘉高速公路、軌道交通11號線地道一座。工程內(nèi)容主要包括道路、排水、地下通道、地道泵站，同步實(shí)施公用管線、綠化、照明、交通標(biāo)志標(biāo)線等附屬設(shè)施。

它的難點(diǎn)主要是要保證交通的順暢，不能把交通閉塞掉，還要讓11號線不受到影響，在這個(gè)項(xiàng)目中上海城建總院就把BIM分析、施工都進(jìn)行了利用，通過不同軟件都可以做到。秦雯介紹到，首先從設(shè)計(jì)往前延，延到勘察階段建立了地質(zhì)模型，把廣告信息和地質(zhì)信息都放入進(jìn)去，這就可以很直觀從這個(gè)模型中跟現(xiàn)狀進(jìn)行比對來了解它是什么樣子的。另外通過相關(guān)軟件來結(jié)合把它作為維護(hù)和結(jié)構(gòu)的模型，把這個(gè)BIM模型與計(jì)算軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，通過和常規(guī)軟件進(jìn)行比對發(fā)現(xiàn)他們的成果得到了論證也是真正做到了事實(shí)意義上的BIM設(shè)計(jì)。

上海城建總院還做了交通模擬，就是地形模型換了一個(gè)環(huán)境分析進(jìn)行交通模擬。并和模型直接組成一個(gè)施工圖，上海城建總院把BIM帶到一個(gè)工地上去率先讓機(jī)器人應(yīng)用于市政工程，將基于BIM這三類發(fā)現(xiàn)他的效率和精度比普通的要擴(kuò)大2到3倍，在現(xiàn)場直接使用。上海城建總院還同樣進(jìn)行了三維激光掃描與BIM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。將BIM與施工管理結(jié)合，在現(xiàn)場還有很多監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場智能化的監(jiān)控，同樣通過一個(gè)移動平臺可以查看現(xiàn)場實(shí)際的應(yīng)用情況。

背景資料

上海城建設(shè)計(jì)研究總院1963年創(chuàng)立以從事城市基礎(chǔ)設(shè)施勘察設(shè)計(jì)為主的綜合性設(shè)計(jì)咨詢研究單位，13個(gè)專業(yè)院和工程總承包部(覆蓋了一般的市政工程的各個(gè)領(lǐng)域)，8個(gè)職能部門3家外省市分院和駐外機(jī)構(gòu)（天津分院、浙江分院、海西分院）。上海市企業(yè)技術(shù)中心、博士后工作站等（研發(fā)）機(jī)構(gòu)；職工總數(shù)近1200人：各類專業(yè)技術(shù)人員700余名，其中，高級工程師以上人員200余名，始終位于上海市勘察設(shè)計(jì)單位綜合考評前10名 。首批被授予上海市優(yōu)秀公司，并連續(xù)榮膺此光榮稱號。

另一個(gè)應(yīng)用案例是徐家匯交通樞紐工程，這個(gè)項(xiàng)目特點(diǎn)是結(jié)合軌道交通項(xiàng)目，發(fā)揮BIM優(yōu)勢。徐家匯是上海繁華地區(qū)，徐家匯交通樞紐工程主要難點(diǎn)有三線交匯，五層站廳，新舊結(jié)合，其中11號線新建站為5層站廳，且需要與港匯地下室拼接；9號線站廳在現(xiàn)有港匯地下室中改造；新建站與改建站的拼接。這個(gè)項(xiàng)目BIM應(yīng)用工程范圍包括軌道交通11號線徐家匯站新建工程；軌道交通9號線徐家匯站改建工程；港匯廣場換乘通道改造工程以及地下部分新建建筑面積41505.9平米。這項(xiàng)目的應(yīng)用點(diǎn)是從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營都進(jìn)行應(yīng)用。很多方面的應(yīng)用其實(shí)都是向業(yè)主提出的，他們希望可以做更多的應(yīng)用。

徐家匯交通樞紐工程的項(xiàng)目級應(yīng)用規(guī)劃主要有BIM實(shí)施的基礎(chǔ)構(gòu)架、BIM應(yīng)用目標(biāo)、BIM模型的建模細(xì)則、BIM實(shí)施的工作流程與協(xié)調(diào)機(jī)制和BIM實(shí)施的保護(hù)措施實(shí)施規(guī)劃。在前期根據(jù)物探數(shù)據(jù)，創(chuàng)建管線與土層的現(xiàn)狀BIM模型，分析地鐵維護(hù)與現(xiàn)狀管線、土層的關(guān)系，為維護(hù)設(shè)計(jì)、分析管線搬遷及車站埋深的提供設(shè)計(jì)依據(jù)?？梢暬荁IM最基本的功能，用它來檢驗(yàn)車站展臺標(biāo)識的設(shè)置和視覺效果，還有扶梯周圍的布置對于乘客的疏散，這樣會做到更加人性化的設(shè)計(jì)。

上海城建總院在2013年7月5號通過暢游網(wǎng)組織了主題為“BIM技術(shù)如何落地”的BIM沙龍，探討了當(dāng)下關(guān)于BIM應(yīng)用發(fā)展的多個(gè)重要議題，例如BIM收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、BIM軟件的制約問題、建設(shè)項(xiàng)目各參與單位的BIM協(xié)作機(jī)制以及BIM三維審圖等，現(xiàn)在提到一些問題將來會解決掉，因?yàn)锽IM的發(fā)展將會對我們社會效益和經(jīng)濟(jì)效益帶來很大的驅(qū)動力。