陜煤化技術研究院西安總部基地項目BIM技術應用

李晟

(陜西天工建設有限公司，陜西 710000)

1 工程概況

陜西煤業(yè)化工技術研究院西安總部研發(fā)基地一期A區(qū)施工項目位于西安航天基地航天南路神舟六路十字，由新能源技術研究所、分析檢測中心、新材料技術研究所、現(xiàn)代化技術研究所、現(xiàn)代煤炭開采技術研究所、行政辦公樓和地下車庫組成，集科研與辦公于一體，擔負著研究院的行政管理、新技術引進、實驗研發(fā)、工程開發(fā)與設計、研究成果的推廣與應用、技術咨詢與服務等方面的職能。該項目建筑造型為“MH”，設計靈感源于企業(yè)名稱“煤化”。

工程總建筑面積70 434.1，建筑結構類型為框架結構，工程質量目標為魯班獎，是陜西省重點項目。

2 擬解決的問題

(1)工程投標初期，時間緊，商務人員有限，無法對圖紙工程量進行準確核算。公司領導決定由公司BIM技術中心介入，利用建立BIM模型，對圖紙工程量進行準確提取，保證工程投標萬無一失。

(2)由于該工程工程量大，工期緊，專業(yè)工種多，且建筑造型特殊，管線綜合排布復雜。項目在籌建階段，公司就組建了以總工程師為組長的項目管理體系，決定利用平臺對工程進行管理，保證工程質量。

(3)本工程為框架結構，二次結構砌體量大，并且每面墻的尺寸不同，同時存在施工工藝要求嚴格的特殊實驗室。利用BIM技術進行砌體預排布并進行優(yōu)化，控制施工質量[1]。

圖1 建筑效果圖

3 BIM技術路線

3.1 BIM應用目標

本項目在施工策劃時，決定利用BIM手段解決解決項目的重難點問題，達到降低成本、縮短工期、保證質量、提高管理工作效率、減少風險的目的，將該項目打造成精品工程[2-6]，探索本企業(yè)利用BIM技術實現(xiàn)轉型之路，提高企業(yè)核心競爭力。

3.2 團隊組織

為了更好地將BIM技術應用到項目管理中，公司BIM技術中心直接入駐項目部，與項目部零縫隙對接。項目BIM團隊針對工程特點及實際工作需求建立層級分明的BIM組織架構，采用協(xié)同平臺提升協(xié)同工作效率[7]。

在BIM應用過程中，BIM技術人員積極參與建模、用模、分析等各個環(huán)節(jié)，將理論與實踐相結合、現(xiàn)場實際與模型相結合，不斷提升自我技能和知識水平，培養(yǎng)出了一批BIM中堅力量，為項目的推進提供了強有力的技術人才保障。

3.3 應用措施

針對BIM應用，公司建立了企業(yè)級標準及項目實施策劃，確保BIM技術現(xiàn)場落地[8]。在企業(yè)級標準及項目實施策劃中擁有明確的模型建立標準和應用流程。根據(jù)“質量創(chuàng)優(yōu)，樣板先行”的原則，通過軟件建立模型，形成公司施工工藝樣板手冊，指導工程施工。

圖2 公司施工工藝樣板手冊與施工現(xiàn)場對比

根據(jù)BIM實施策劃的需求，制訂了一套完整的BIM信息流轉渠道，打通了BIM技術應用過程中各個接口的不暢，有效的進行了信息的傳遞，使每個構建實體信息化流轉，直至竣工驗收。

通過建立信息集成系統(tǒng)，通過對現(xiàn)場人員、周邊環(huán)境、場內(nèi)環(huán)境等指標分析[9]，通過系統(tǒng)集成集中分解各項數(shù)據(jù)，達到線上線下對工地現(xiàn)場各項措施、指標的實時掌控。優(yōu)化了項目信息管理系統(tǒng)。

3.4 軟硬件環(huán)境

根據(jù)本工程BIM系統(tǒng)信息化平臺特點，我們采用以下軟件來實現(xiàn)本工程BIM技術運行，確保工程信息化模型管理[10]。

4 BIM應用內(nèi)容

4.1 BIM建模

為保證其他功能型分析模型應用效果的可靠性、準確性，項目建立精準BIM空間模型，并隨工程進程實時更新。因項目體量大，難題多，模型建立按實際施工需求進行分區(qū)，分專業(yè)建立，提升空間模型在BIM工作中的利用率。

4.2 BIM應用情況

(1)場地布置

表1 BIM軟件應用

序號軟件名稱功能1AutoCAD 2014平面圖紙?zhí)幚?Autodesk Revit Architec-ture2016 建筑專業(yè)三維設計軟件3Autodesk Revit Structure Suite2016結構專業(yè)三維設計軟件4Autodesk Revit MEP 2016參數(shù)化三維建筑設備設計軟件,建筑暖通、給排水、電氣、管線綜合碰撞檢查專業(yè)設計應用軟件。5Autodesk Navisworks 2016三維設計數(shù)據(jù)集成,軟硬空間碰撞檢測,項目施工進度模擬展示專業(yè)設計應用軟件。6Lumion場景布置,增加模型的可視化效果。7Autodesk 3ds Max三維效果圖及動畫專業(yè)設計應用軟件,模擬施工工藝及方案。8廣聯(lián)達BIM5D移動端進行現(xiàn)場安全、質量、進度管理。9廣聯(lián)達BIM5D資源成本管理10廣聯(lián)達碎片化工具場地布置、鋼筋管理、模架管理、進度管理10廣聯(lián)云平臺項目各參與方協(xié)同管理

本項目由六個單位工程組成，東西方向一字排列，施工面較長，工期緊任務重，周轉材料所需量較大，合理的場地布置是工程開展的關鍵，通過BIM建立施工現(xiàn)場三維場布模型，直觀地展現(xiàn)各個功能區(qū)之間的關系[11]，同時加入時間軸模擬施工，確定每個階段場地布置，最大化地合理利用場地，減少材料二次搬運，實現(xiàn)綠色施工。

圖3 施工模型

(2)圖紙會審

本工程通過建立BIM模型，利用BIM可視化特點將圖紙中問題直觀的展示出來，目前查找出結構、建筑、機電等專業(yè)圖紙問題20余處，為項目的順利實施提供有利保障。

(3)施工現(xiàn)場實名制

現(xiàn)場人員實名制，將現(xiàn)場人員有效信息錄入，基于平臺對單個工人安全考核記錄、違規(guī)記錄等信息實施現(xiàn)場云端查詢，完成人員施工管控。

(4)施工現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)護

根據(jù)模型模擬，合理布置環(huán)境監(jiān)測點。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過環(huán)境監(jiān)測云平臺與除霾降塵系統(tǒng)關聯(lián)，實時數(shù)據(jù)超過預警值時系統(tǒng)自動開啟，保證施工現(xiàn)場環(huán)境達標[12]。此舉大幅度減少人力投入，使降塵設備的使用效率從60%提升至85%以上，且與一般控制方法相比節(jié)約用水50%。

(5)BIM助力方案優(yōu)化

針對本工程存在大量深掛板的施工不便、質量難以保證的問題，利用BIM技術進行掛板支撐系統(tǒng)合理優(yōu)化、安全計算，并進行三維模擬施工，為施工提供了有效準備，施工一次成優(yōu)[4]，獲得陜建協(xié)2017年優(yōu)秀QC成果二等獎。

(6)泵房預制安裝

針對泵房設計圖紙情況，對泵房二位設計圖紙進行三維翻模，在三維模型上對泵房內(nèi)管線的排布進行深化設計，并通過管道內(nèi)壓力及重量計算選擇合適的支吊架。出具詳加工及施工圖紙。

將三維模型及深化二維圖紙發(fā)至加工廠，通過模型轉換對接，信息輸入自動化加工系統(tǒng)，對成品構件進行信息編碼，按照施工順序合理規(guī)劃，集中堆放，按照施工順序分別進行運輸，方便現(xiàn)場進行安裝。

泵房構件在工廠加工過程中，攜帶相關信息，通過信息掃碼進行歸類，根據(jù)現(xiàn)場施工情況進行數(shù)據(jù)交互，確定下一步安裝使用構件類型及數(shù)量，及時運達現(xiàn)場，通過掃碼進行定位安裝。

構件安裝完成后，技術員和質檢員通過信息平臺進行質量檢驗完成后，合格產(chǎn)品進行安裝合格確認，完成現(xiàn)場與模型的交互標注。便于信息進行傳遞、回傳。

(7)基于5D平臺的施工管理

項目內(nèi)采用BIM協(xié)同平臺實現(xiàn)基于BIM模型的施工現(xiàn)場信息交互工作。

圖4 圖紙問題反饋

對質量問題進行拍照后直接選取，自動發(fā)送至整改責任人及相關領導。整改責任人收到消息后立即整改，并進行拍照回復。檢查人收到消息后組織復查，確保問題切實得到有效控制。

根據(jù)施工進度要求，提前在現(xiàn)場設置質量控制要求及質量控制點，通過Web端精確每個點的質量情況，在我司樣板工程體系指導下，通過平臺遵循PDCA循環(huán)對現(xiàn)場進行全面質量管理。

運用BIM技術，在施工開始前，模型上進行危險源辨識，提前制定措施，運用云端進行各項安全管控。

通過移動端，收集施工現(xiàn)場日進度照片，形成日進度照片庫。通過移動端周任務派分情況，回傳任務完成情況，進行數(shù)據(jù)反饋，提取現(xiàn)場實際施工進度。形成周進度擬真模型。按區(qū)域進行進度對比，按周建立進度對比情況，收集現(xiàn)場實際進度數(shù)據(jù)，擬合計劃工期模型，預測進度走向，助力工程進度管控[13]。

(8)族庫建立

截至目前為止，我公司的族庫管理系統(tǒng)共包括約357個自定義族。并完成了施工企業(yè)自定義族的創(chuàng)建、存儲等系列通用標準規(guī)范的編制，提高了BIM模型的創(chuàng)建速度[14]。公司通過建模建立了符合單位項目實施規(guī)劃的構建族，為以后項目中進行構件拼裝及定型加工提供了可靠依據(jù)，實現(xiàn)實施規(guī)劃裝配式。

5 BIM應用成果

5.1 節(jié)約成本

項目共檢查碰撞點7 468處，降低成本損失39萬元，節(jié)約工期共計21天。

5.2 實施效果

BIM效果的應用使得工程在成本節(jié)約、管理提升、技術提升、數(shù)據(jù)累積、人才培養(yǎng)及社會效益方面均取得了良好的效果。

表2 BIM實施應用效果

序號關鍵點或創(chuàng)新點名稱碰撞點(項)節(jié)省工期(天)減低成本損失(萬元)1結構深化設計8--2機電深化設計7 460-203泵房預制化-10104輕質隔墻預制-555二次砌體排磚-436細部節(jié)點動態(tài)交底-2-7質量安全管控--1總計7 4682139

5.3 管理辦法總結

從施工方的角度總結出一套可以不斷完善的BIM工作管理流程，邁出了從BIM管理理念到實踐的重要一步，在提升了精細化管理的同時，也收獲了專業(yè)單位對工程質量的認可及較高的客戶滿意度。在多個方面的BIM應用，解決了項目施工中的眾多工程難題，得到公司及項目大力推廣。

6 總結

通過BIM技術的應用我們公司收獲頗豐：

(1)通過BIM技術的應用，成功的將管理平臺的應用融入了我司安全、質量、成本管理體系中，使我司體系的運營更加順利通暢；

(2)在運用過程中，打通了從模型到管理的應用通道，積累了一批有經(jīng)驗的BIM應用管理人員，為下一步全面推廣應用提供保障；

(3)通過提出問題，解決問題，總結經(jīng)驗的BIM技術應用，本工程共出QC成果3項，論文2篇，公司級施工樣板手冊一本；

(4)形成了一套完整的BIM技術應用實施管理手冊，提高了公司項目管理的精細化程度，便于下一步在全公司范圍內(nèi)的全面推廣應用。