BIM技術(shù)在大型空港改擴(kuò)建不停航施工中應(yīng)用

季小普 呂君毅 陳 華 董 超 葉聿樞 潘鈞俊

(1.中國(guó)建筑第八工程局有限公司 上海 200120；2.杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)有限公司 杭州 310000)

1 項(xiàng)目概況

為了應(yīng)對(duì)蕭山機(jī)場(chǎng)年旅客量可預(yù)見性的快速增長(zhǎng)以及迎接2022年亞運(yùn)會(huì)的到來(lái)，蕭山機(jī)場(chǎng)有限公司在現(xiàn)有建筑基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)建。本次擴(kuò)建工程包含主航站樓、陸側(cè)交通中心、南長(zhǎng)廊及南指廊、北長(zhǎng)廊及北指廊等工程，總建筑面積612 788 m2。地下總面積108 212 m2，地上總面積504 576 m2。設(shè)64座固定登機(jī)橋、74個(gè)近機(jī)位(圖1)。

圖1 項(xiàng)目總體鳥瞰效果圖

該工程施工時(shí)，場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在地鐵施工、前期工程施工、相鄰標(biāo)段交叉施工、老航站樓拆改施工等一系列復(fù)雜的施工工況。為了確保老航站樓的正常運(yùn)營(yíng)及飛行區(qū)安全，以及社會(huì)車輛、大巴車、出租車等車輛的通行，部分道路不允許施工車輛通行，造成現(xiàn)場(chǎng)大型機(jī)械及材料進(jìn)出場(chǎng)不方便；同時(shí)，該工程與社會(huì)車輛進(jìn)出場(chǎng)的主通道存在多處交叉施工的地段，給施工交通組織造成了極大的困難。

為了保證機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)營(yíng)以及項(xiàng)目的正常施工，在項(xiàng)目施工進(jìn)行的不同階段，對(duì)無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求老航站樓的保通道路進(jìn)行道改的區(qū)域，以解決面對(duì)的實(shí)際難題。

項(xiàng)目道改涉及的專業(yè)多，協(xié)調(diào)和配合的工作量大，要求施工總承包對(duì)工程進(jìn)行全面管理，組織，協(xié)調(diào)和配合，并保證整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程的安全、進(jìn)度、工程質(zhì)量和文明施工。施工總承包服務(wù)工作量大，涉及面廣，必須借助創(chuàng)新的方法推動(dòng)道改的實(shí)施。由此，該項(xiàng)目引進(jìn)了BIM技術(shù)。

BIM技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)行業(yè)一次全新的技術(shù)革命，它在三維可視化方面的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)的CAD二維圖紙不可比擬的[1-4]。在項(xiàng)目的道改實(shí)施中，BIM技術(shù)扮演著不可或缺的角色。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)該項(xiàng)目道改方案的前期模擬，取得了巨大的成果。

本文就該項(xiàng)目具代表性的北保通道路道改為例，探析BIM技術(shù)在該項(xiàng)目工程中的應(yīng)用。

2 不停航道改方案

原場(chǎng)地保通道路如圖2所示。原場(chǎng)地保通道路起始于站前高架下，終止于北保通道路高架橋前。原保通路道路設(shè)置單向4車道，站前高架下，北側(cè)單獨(dú)設(shè)置大客車道，南側(cè)出租車道匯入保通道路。原保通道路長(zhǎng)度約600 m，車道設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h，每個(gè)車道寬3.5 m。

圖2 原保通道路

2.1 臨時(shí)北保通道路一次道改

原保通道路連接老航站樓，道路位于施工區(qū)域內(nèi)，隨著項(xiàng)目施工的持續(xù)推進(jìn)，當(dāng)前道路已無(wú)法滿足項(xiàng)目的施工需求，道改勢(shì)在必行。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目技術(shù)部人員及BIM工作站人員的多次方案討論和采用BIM技術(shù)進(jìn)行多次的方案模擬，最終確定了臨時(shí)北保通道改的路線和具體時(shí)間。

為了保證機(jī)場(chǎng)的不停航運(yùn)行和項(xiàng)目后續(xù)施工的正常進(jìn)行，項(xiàng)目部定于2019年10月底完成臨時(shí)北保通路道改。臨時(shí)北保通路東起T3航站樓前下匝車道，西至航景路浙航路交叉口R2匝道預(yù)留跳水臺(tái)(圖3)。臨時(shí)北保通路全長(zhǎng)811 m，其中標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度690 m，鋼便橋段長(zhǎng)度121 m。臨時(shí)北保通路采用單向4車道，每個(gè)車道3.5 m寬，標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h，鋼便橋段設(shè)計(jì)時(shí)速50 km/h。

圖3 臨時(shí)北保通道路位置

在站前高架下，由北側(cè)客車車道和南側(cè)出租車道與站前高架上的四車道交匯成六車道。在接入臨時(shí)北保通道路時(shí)，車道變成四車道(圖4)，北側(cè)大客車道匯入口與南側(cè)出租車道相互錯(cuò)開，保證在大量車匯入車道時(shí)不會(huì)造成擁擠堵塞現(xiàn)象。經(jīng)采用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬以后，臨時(shí)北保通道路采用四車道行車能完全滿足機(jī)場(chǎng)的日常需求。

圖4 臨時(shí)北保通道路車道匯合

道改后(圖5)，臨時(shí)北保通道路穿過(guò)N4區(qū)，N5-1區(qū)，N2-2區(qū),N9-2區(qū)4個(gè)施工區(qū)域，影響北N1指廊，N2指廊和北長(zhǎng)廊的局部施工。北保通道路穿越N2-2區(qū)域時(shí)，道路上方需搭設(shè)防護(hù)棚，為了防止指廊施工時(shí)候上空有墜落物墜落至道路上，在受到臨時(shí)北保通道路影響的4個(gè)區(qū)域采取正式北保通道路道改后單獨(dú)施工，其他施工區(qū)域按照施工計(jì)劃依次施工。至此，臨時(shí)北保通道路道改完成，保證了后續(xù)施工正常進(jìn)行和機(jī)場(chǎng)不停航運(yùn)行。

圖5 臨時(shí)北保通后施工區(qū)域

2.2 北保通道路二次道改

當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)行到中期時(shí)，臨時(shí)北保通道路影響了后續(xù)施工區(qū)段的正常施工，臨時(shí)道路急需拆改。經(jīng)過(guò)多次方案討論和視頻模擬，確定正式北保通道路的路線和車道，如圖6～圖7所示。

圖6 正式北保通道路

圖7 車道匯入點(diǎn)

圖6顯見，正式北保通道路東起T3航站樓前下匝車道，西至航景路浙航路交叉口高架橋下接口，道路穿過(guò)一層航站樓，道路全長(zhǎng)680 m，其中：站前高架下至航站樓長(zhǎng)度217 m，航站樓內(nèi)長(zhǎng)度183 m，出航站樓至高架橋下長(zhǎng)度280 m。

圖7顯見，正式北保通道改后，站前高架車道、北側(cè)大客車道、南側(cè)出租車道，如果在站前高架下匯入，會(huì)造成嚴(yán)重的交通擁擠。為此，采用在不同道路位置車道匯入的方法。首先在站前高架下，高架上的四車道合并成3車道，在地面段形成3車道道路，其次，在道改車道第一個(gè)轉(zhuǎn)彎口位置，南側(cè)出租車道匯入北保通道路，出租車緩慢匯入車道內(nèi)。最后，在航站樓入口處，將北側(cè)大客車車道匯入北保通道路車道內(nèi)，大客車緩慢匯入車道，避免了因集中車輛匯入車道而造成交通擁堵情況發(fā)生。

正式北保通道路穿越航站樓段，北側(cè)柱子間距18 m(圖8)，過(guò)道寬度約4.7 m，此過(guò)道在主體結(jié)構(gòu)施工期間，作為航站樓機(jī)電機(jī)房和二次結(jié)構(gòu)施工通道。在項(xiàng)目竣工以后，此過(guò)道作為機(jī)場(chǎng)安防控制區(qū)，不得行車。故，正式北保通道路穿越主航站樓采用三車道設(shè)計(jì)，車道寬3.5 m(圖9)，車道設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h；南側(cè)柱間距約16.6 m，設(shè)置一條施工車道，施工車道約6.7 m，施工車道出航站樓后，連接已有的11號(hào)路(圖9)，從而保證本項(xiàng)目中交通中心工程正常施工。

圖8 車道詳細(xì)分析

圖9 三維車道展示

在進(jìn)行北保通道改前，現(xiàn)場(chǎng)需要滿足道改的前置施工條件。北長(zhǎng)廊C11區(qū)已完成17.25 m結(jié)構(gòu)層施工，A3-4提升區(qū)完成10.7 m結(jié)構(gòu)層施工，A3-5提升區(qū)5.85壓型組合樓板施工完成。5.85結(jié)構(gòu)層壓型組合樓板施工完成后，可以作為正式北保通道路的上部防護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以保證上部結(jié)構(gòu)的繼續(xù)施工(見圖10)。在正式北保通道改后，對(duì)N4區(qū)，N5-1區(qū)，N2-2區(qū)，N9-2區(qū)進(jìn)行后續(xù)施工(圖11)，完成剩下的局部施工區(qū)域。

圖10 北保通道改前置施工區(qū)域

圖11 后施工區(qū)域

3 結(jié)語(yǔ)

在北保通道路的2次道改中，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)道改方案前期模擬，克服了工程量大、時(shí)間緊迫、任務(wù)重、施工復(fù)雜等多重困難，解決了各個(gè)區(qū)域的施工工期交叉碰撞的問(wèn)題，有效地避免了在道改過(guò)程中可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題，為2次道改的順利提供了有力保障。取得了一下具體成果：

(1)通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)道改方案進(jìn)行模擬，驗(yàn)證方案的可行性，并且解決了道改過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題。

(2)利用BIM技術(shù)對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行重新排布、修改，保證了道改的前置條件完成。

(3)基于BIM技術(shù)，對(duì)當(dāng)前的施工場(chǎng)地和現(xiàn)狀進(jìn)行三維建模，并且利用三維模型提供一個(gè)非常清晰直觀的場(chǎng)景。

(4)基于BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目各個(gè)部分進(jìn)行工期模擬，通過(guò)對(duì)二次北保通道改的方案修改，配合各個(gè)施工區(qū)域的工期，完美地解決了道改時(shí)間和施工工期沖突問(wèn)題。

本次道改過(guò)程中形成的經(jīng)驗(yàn)和成果，具有一定的示范性和參考性，可為今后的類似工程項(xiàng)目道路改造提供借鑒。