BIM 技術(shù)在醫(yī)院工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

薛 強(qiáng)（上海容基工程項(xiàng)目管理有限公司， 上海 200023）

0 引 言

上海市胸科醫(yī)院是我國(guó)最早建立的集醫(yī)療、教學(xué)、科研為一體的三級(jí)甲等專(zhuān)科醫(yī)院之一。其胸外手術(shù)量保持全市第一，胸外科機(jī)器人手術(shù)量及個(gè)人手術(shù)量在全國(guó)名列前茅；醫(yī)院開(kāi)展的各種心臟復(fù)雜診治、心胸外科手術(shù)質(zhì)量等均居國(guó)際先進(jìn)水平。

為了體現(xiàn)了黨和國(guó)家在廣大人民群眾最為迫切的專(zhuān)業(yè)醫(yī)療領(lǐng)域?yàn)槊裨旄５睦砟?，由?guó)家財(cái)力全額投資建設(shè)的上海市胸科醫(yī)院科教綜合樓項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”），是集科研、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)、培訓(xùn)等功能于一體的公共醫(yī)療建筑。

本項(xiàng)目位于上海市徐匯區(qū)淮海西路 243 號(hào)上海市胸科醫(yī)院院內(nèi)，地面以上為 13 層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑，地下為 3 層重列式平面移動(dòng)類(lèi)立體車(chē)庫(kù)；總建筑面積為 24 208 m2，建筑高度約為 60 m。

本項(xiàng)目施工自開(kāi)工建設(shè)至竣工投入使用，實(shí)際施工時(shí)間為 18 個(gè)月，為迎接醫(yī)院建院 60 周年大慶獻(xiàn)上了一份大禮。

1 項(xiàng)目建設(shè)的難點(diǎn)

（1）建設(shè)工期緊張。受醫(yī)院前期準(zhǔn)備的影響，本項(xiàng)目施工開(kāi)始時(shí)間較計(jì)劃安排延誤了 2 個(gè)月，但是醫(yī)院方面希望仍能按照原定竣工時(shí)間完成項(xiàng)目施工。為此，現(xiàn)場(chǎng)所有施工計(jì)劃必須全部推倒重來(lái)，重新調(diào)整和優(yōu)化各項(xiàng)資源配置，以滿足醫(yī)院方面的需求。

（2）施工場(chǎng)地狹小?，F(xiàn)場(chǎng)可以提供的施工場(chǎng)地和空間非常有限，大型貨運(yùn)汽車(chē)不能在施工區(qū)域內(nèi)調(diào)頭，水泥桶倉(cāng)等設(shè)施需要在不同施工階段進(jìn)行搬遷；大型塔吊吊臂工作時(shí)可能會(huì)碰到周?chē)扔薪ㄖ?，存在一定的安全隱患。

（3）既有地鐵保護(hù)要求極高。本項(xiàng)目所處的上海市胸科醫(yī)院北臨淮海西路紅線約 12 m，其地下即為不能中斷運(yùn)營(yíng)的地鐵 10 號(hào)線，施工基坑距地鐵隧道最近約 10.9 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地鐵施工安全保護(hù)距離要求，變形控制要求非常高。

（4）周?chē)h(huán)境復(fù)雜。除了上述地鐵保護(hù)要求以外，施工場(chǎng)地東臨醫(yī)院老建筑約 3.7 m，南臨醫(yī)院 3 號(hào)樓約 5 m，西側(cè)為車(chē)水馬龍的醫(yī)院正大門(mén)；四周邊界附近的建筑、道路、地面和地下管線情況復(fù)雜，有的由于時(shí)間久遠(yuǎn)、資料缺失，保護(hù)要求普遍較高，施工期間必須維護(hù)好醫(yī)院院內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人的安全通行秩序。總之，項(xiàng)目建設(shè)受周邊環(huán)境影響較大。

（5）作業(yè)難度難以想象。其一，地下 3 層結(jié)構(gòu)施工工藝復(fù)雜，對(duì)周?chē)ㄖ?、管線尤其是地鐵隧道的變形控制要求相當(dāng)高，必須采取有效的組織、技術(shù)控制措施進(jìn)行保護(hù)。其二，新建項(xiàng)目與醫(yī)院既有建筑之間設(shè)計(jì)由鋼結(jié)構(gòu)連廊聯(lián)通，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁的吊裝施工作業(yè)時(shí)，需要考慮實(shí)際操作回轉(zhuǎn)空間和地下室結(jié)構(gòu)頂蓋承重荷載的限制。

2 解決項(xiàng)目建設(shè)難點(diǎn)的對(duì)策

面對(duì)如此復(fù)雜工程的建設(shè)，要想確保達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，除了提高項(xiàng)目建設(shè)管理人員的素質(zhì)和責(zé)任心以外，還必須采取切實(shí)可行的技術(shù)控制手段，即運(yùn)用 BIM 技術(shù)。BIM 技術(shù)是目前工程建設(shè)領(lǐng)域中最有前瞻性的技術(shù)，應(yīng)用貫穿于建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期，將革命性地改變建設(shè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、建造到運(yùn)維全過(guò)程的管理模式，同時(shí)可在一定程度上縮短建設(shè)工期，通過(guò)模擬解決重大技術(shù)難題，獲得較好的建筑品質(zhì)質(zhì)量。

在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，按照合同約定，各參建方的全部項(xiàng)目管理工作，都要通過(guò)基于 BIM 的應(yīng)用平臺(tái)—“漫拓云”管理系統(tǒng)在線上和線下同時(shí)進(jìn)行，以便監(jiān)控、督促和輔助項(xiàng)目管理，保證項(xiàng)目的有效推進(jìn)。

2.1 建設(shè)工期的管控

根據(jù)施工工期的實(shí)際控制目標(biāo)要求，在施工工期安排比較緊張的情況下，采用 BIM 技術(shù)細(xì)化模擬施工計(jì)劃，設(shè)計(jì)一條關(guān)鍵路線開(kāi)展工作；優(yōu)化施工人員、場(chǎng)地、機(jī)具、材料和工藝等資源的安排布置，特別對(duì)深基坑圍護(hù)施工方案進(jìn)行模擬和優(yōu)化，以降低對(duì)周?chē)ㄖ凸芫€等的影響；模擬機(jī)電設(shè)備管線的安裝標(biāo)高、走向及空間，提出優(yōu)化與控制要求，避免返工。在全面優(yōu)化施工計(jì)劃，減少周折、優(yōu)化搭接的同時(shí)，開(kāi)展技術(shù)革新，改進(jìn)施工工藝，多管齊下，始終把握項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵路線，落實(shí)關(guān)鍵工作，推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)施工計(jì)劃的控制目標(biāo)。

2.2 采用 BIM 技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理

本項(xiàng)目施工緊貼醫(yī)院用地紅線和周?chē)扔薪ㄖ?，使用空間和場(chǎng)地非常有限，采用 BIM 技術(shù)可分階段地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬。從精細(xì)化分析塔吊吊臂回轉(zhuǎn)情況并采取安全避讓和報(bào)警防護(hù)措施，到分析水泥桶倉(cāng)位置在不同施工階段對(duì)施工可能造成的影響并制訂相應(yīng)的搬遷方案，再到混凝土澆灌時(shí)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)出、走向的交通組織，都可以非常準(zhǔn)確地進(jìn)行模擬、分析和優(yōu)化。徹底改變過(guò)去那種“毛估估”，或者先試直到緊急關(guān)頭實(shí)在不行再作調(diào)整的粗放型管理模式。

2.3 既有地鐵的保護(hù)措施

本項(xiàng)目挖土普遍開(kāi)挖深度約為 10.3 m（局部區(qū)域開(kāi)挖深度達(dá) 12.3 m）。在基礎(chǔ)圍護(hù)施工階段，采取組織措施、管理措施和技術(shù)措施，綜合運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行模擬，以優(yōu)化工程樁和圍護(hù)樁的施工流程。在挖土階段，根據(jù)信息化監(jiān)控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同步匯總分析，及時(shí)指導(dǎo)優(yōu)化施工工藝，實(shí)時(shí)調(diào)整相關(guān)技術(shù)參數(shù)，有效控制基坑北側(cè)地鐵 10 號(hào)線隧道的沉降變形，并對(duì)周邊既有醫(yī)院保護(hù)性老建筑的沉降和傾斜進(jìn)行同步控制。這些措施取得了比較好的效果，施工期間沒(méi)有發(fā)生超過(guò)設(shè)計(jì)許可的變形、裂縫、傾斜和沉降等情況。社會(huì)反映良好。

2.4 周?chē)鷱?fù)雜環(huán)境的信息化處理

在地鐵近距離側(cè)邊的圍護(hù)施工實(shí)踐過(guò)程中，總結(jié)出一套應(yīng)用 BIM 技術(shù)控制項(xiàng)目基礎(chǔ)圍護(hù)施工對(duì)地鐵等周邊敏感保護(hù)目標(biāo)影響的防護(hù)措施，特別是控制和減小加固圍護(hù)槽壁對(duì)地鐵的影響程度。按照這種施工流程及技術(shù)參數(shù)控制要求組織項(xiàng)目施工，不僅提高了施工質(zhì)量和效率，而且沒(méi)有對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境特別是歷史保護(hù)建筑等產(chǎn)生不利影響。觀測(cè)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)表明，相關(guān)變形基本控制在許可范圍內(nèi)。

目前上海中心城區(qū)新建工程的周邊環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，如果在圍護(hù)施工開(kāi)始前綜合考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響，預(yù)先采取有效措施，應(yīng)用 BIM 模型進(jìn)行細(xì)化考量，就能對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的保護(hù)目標(biāo)起到很好的保護(hù)效果，就能為控制項(xiàng)目后期挖土和地下結(jié)構(gòu)施工等可能引起的周邊環(huán)境變形，提供良好的前期技術(shù)準(zhǔn)備和相關(guān)預(yù)防措施的應(yīng)急儲(chǔ)備。

2.5 作業(yè)難度較高的應(yīng)對(duì)措施

在安裝新建項(xiàng)目與醫(yī)院既有建筑之間的 2 個(gè)鋼結(jié)構(gòu)連廊時(shí)，存在選擇整體吊裝方案還是散件安裝方案的問(wèn)題。由于周?chē)┕?chǎng)地條件不寬裕，需要考慮實(shí)際操作的回轉(zhuǎn)空間及對(duì)地下室結(jié)構(gòu)頂蓋承重荷載的影響。

經(jīng)分析各方面利弊關(guān)系，確定采用整體吊裝方案后，第一時(shí)間組織施工單位，運(yùn)用 BIM 技術(shù)對(duì)最初報(bào)審的擬用100 t 吊車(chē)方案進(jìn)行模擬、分析和評(píng)估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然吊裝機(jī)械性能富裕度比較高，但是實(shí)際施工場(chǎng)地及地下室頂蓋的承重荷載不容許。專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行多次模擬和比較，細(xì)致論證采用 50 t 吊車(chē)實(shí)施起吊的可能性。經(jīng)各方面評(píng)估獲得成功，體現(xiàn)了監(jiān)理應(yīng)用 BIM 技術(shù)的成效。

3 施工監(jiān)理工作的特色

（1）實(shí)行重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目“雙總監(jiān)”制度，即項(xiàng)目總監(jiān)和總監(jiān)代表都由注冊(cè)監(jiān)理工程師擔(dān)任，旨在強(qiáng)化項(xiàng)目監(jiān)理力量，加強(qiáng) BIM 管控力量。

（2）項(xiàng)目監(jiān)理工作引入“互聯(lián)網(wǎng)＋”和“BIM”思維。項(xiàng)目監(jiān)理規(guī)劃要高瞻遠(yuǎn)矚，項(xiàng)目監(jiān)理實(shí)施細(xì)則要細(xì)致入微；二者實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，全面指導(dǎo)項(xiàng)目監(jiān)理工作。

（3）安排專(zhuān)職 BIM 工程師承擔(dān)項(xiàng)目監(jiān)理的 BIM 管理工作，對(duì)海量的項(xiàng)目建設(shè)信息進(jìn)行科學(xué)處置。重點(diǎn)圍繞項(xiàng)目進(jìn)度、安全、質(zhì)量和造價(jià)等控制目標(biāo)展開(kāi)動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理，及時(shí)糾偏，實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)的有效控制。

（4）注重組織機(jī)電設(shè)備的管線綜合。組織多輪不間斷的溝通、深化和改進(jìn)，落實(shí)安裝管線的優(yōu)化路徑，現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)確定施工方案，創(chuàng)建合理的布局和走向，提升有效空間，為安裝工程創(chuàng)優(yōu)打好技術(shù)基礎(chǔ)。

（5）加強(qiáng)施工進(jìn)度控制。應(yīng)用 BIM 技術(shù)對(duì)比施工單位的計(jì)劃安排和實(shí)際執(zhí)行情況。若發(fā)現(xiàn)有偏差現(xiàn)象或趨勢(shì)，特別是關(guān)鍵線路的工作偏差，則及時(shí)督促施工單位進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，并采取合理措施，及時(shí)彌補(bǔ)被延誤的工期。本項(xiàng)目由于前期準(zhǔn)備的延誤，開(kāi)工時(shí)間晚了 2 個(gè)月，但由于應(yīng)用 BIM進(jìn)行模擬優(yōu)化調(diào)整，本項(xiàng)目的實(shí)際竣工按原計(jì)劃的時(shí)間得以實(shí)現(xiàn)。

（6）加強(qiáng)事前控制。運(yùn)用 BIM 進(jìn)行模擬監(jiān)控，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況的檢查、比較和分析，并以此作為控制手段和驗(yàn)收依據(jù)。

（7）施工期間，通過(guò) BIM 應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)的日常管理。在日常的現(xiàn)場(chǎng)巡視過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度等方面的隱患，可及時(shí)應(yīng)用 BIM 平臺(tái)進(jìn)行信息上傳，實(shí)時(shí)進(jìn)行四維記錄、處置、跟蹤和效果驗(yàn)收，督促整改，取得了良好的效果。

（8）項(xiàng)目各參建單位都積極投入 BIM 平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用中，相互間通過(guò)及時(shí)有效的溝通，讓數(shù)據(jù)“多跑路”，實(shí)現(xiàn)信息共享。例如，對(duì)于基礎(chǔ)圍護(hù)的變形，可以通過(guò)實(shí)行在線監(jiān)控和實(shí)時(shí)分析趨勢(shì)，提前做出預(yù)判，確保項(xiàng)目施工得到安全和順利的推進(jìn)。

（9）實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)范圍內(nèi)全年實(shí)時(shí)、高清和無(wú)死角的視頻監(jiān)控，為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和可能的理賠等提供基礎(chǔ)和原始的記錄，最大限度地保證了真實(shí)性。

（10）保證項(xiàng)目的所有信息匯入 BIM 平臺(tái)，能夠充分體現(xiàn)建設(shè)期間所有的管理痕跡，對(duì)項(xiàng)目后期編制工程技術(shù)竣工文件，以及在項(xiàng)目全生命周期中的運(yùn)維管理，具有非常重大的意義。

4 施工監(jiān)理工作的成果

（1）本項(xiàng)目按照合同約定時(shí)間順利竣工，醫(yī)院醫(yī)技人員提前 2 個(gè)月入駐開(kāi)展專(zhuān)業(yè)科技研究，為不斷提高醫(yī)療科技水平，取得了非常好的社會(huì)效益。

（2）在各參建單位的共同努力下，本項(xiàng)目先后獲得“上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目”“上海市文明示范工地”“上海市建設(shè)工程‘白玉蘭’獎(jiǎng)”等榮譽(yù)。本項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)獲得“上海市示范監(jiān)理項(xiàng)目部”稱號(hào)，監(jiān)理人員獲得“上海市優(yōu)秀總監(jiān)理工程師”“上海市優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師”等榮譽(yù)。

（3）項(xiàng)目總監(jiān)代表基于項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐，編撰專(zhuān)業(yè)技術(shù)論文《項(xiàng)目基礎(chǔ)圍護(hù)施工中對(duì)地鐵等環(huán)境影響的控制》，并已公開(kāi)發(fā)表。

（4）本項(xiàng)目應(yīng)用 BIM 技術(shù)，取得了非常好的效果?！禕IM 在醫(yī)院建筑全生命周期中的應(yīng)用》一書(shū)，將各參建單位對(duì)本項(xiàng)目 BIM 技術(shù)的綜合分析、評(píng)估和總結(jié)編入其中，由同濟(jì)大學(xué)出版社正式公開(kāi)出版；項(xiàng)目總監(jiān)和主要專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師都參與了該書(shū)的編寫(xiě)工作，以進(jìn)一步提升BIM 應(yīng)用技術(shù)的可持續(xù)性及該書(shū)的推廣和指導(dǎo)價(jià)值。

（5）通過(guò)項(xiàng)目管理咨詢服務(wù)的鍛煉，項(xiàng)目管理公司培養(yǎng)了一批骨干管理人員，并吸收了一批注冊(cè)監(jiān)理工程師執(zhí)業(yè)資格人員。通過(guò) BIM 技術(shù)的推廣和應(yīng)用，掀起了學(xué)習(xí)和應(yīng)用 BIM 技術(shù)的高潮，推動(dòng)了項(xiàng)目管理公司新一輪的發(fā)展。

（6）為了確保項(xiàng)目建設(shè)的成功，尤其是在深化建設(shè)工程咨詢行業(yè)改革、提高營(yíng)商環(huán)境質(zhì)量的大背景下，探索可持續(xù)、可發(fā)展和可推廣應(yīng)用的監(jiān)理工作新模式，項(xiàng)目管理公司要求項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)嚴(yán)格規(guī)范項(xiàng)目管理制度，重點(diǎn)突出BIM 技術(shù)的規(guī)范性應(yīng)用，積極提出各項(xiàng)合理化建議。從幫助審核專(zhuān)業(yè)工程招標(biāo)文件到樹(shù)立樣板，緊抓項(xiàng)目建設(shè)關(guān)鍵路線的關(guān)鍵工作，有效控制前期準(zhǔn)備、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等各階段的質(zhì)量、投資和進(jìn)度。最終圓滿實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目交付醫(yī)院使用的建設(shè)目標(biāo)。

5 結(jié) 語(yǔ)

在復(fù)雜工程狀況下，項(xiàng)目管理公司應(yīng)用 BIM 技術(shù)開(kāi)展監(jiān)理工作，取得了以下綜合成效。

（1）在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，監(jiān)理機(jī)構(gòu)積極組織協(xié)調(diào)，推行并充分應(yīng)用 BIM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的全方位有效管理，使項(xiàng)目建設(shè)成果全面顯現(xiàn)。

（2）項(xiàng)目建設(shè)的綜合成效給醫(yī)院帶來(lái)了巨大效益。例如：促進(jìn)醫(yī)院在科研、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)和培訓(xùn)等方面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)，為醫(yī)院提供了先進(jìn)的建筑空間，為醫(yī)院其他老舊樓棟的輪番改造創(chuàng)造了空間及條件、提供了建筑示范和施工樣板，為醫(yī)院徹底解決了長(zhǎng)期停車(chē)難問(wèn)題，等等。此外，上海市胸科醫(yī)院這座新的標(biāo)志性建筑，為徐匯區(qū)淮海西路中心區(qū)域增添了新的城市景觀。

（3）基于 BIM 技術(shù)在項(xiàng)目建設(shè)成套先進(jìn)技術(shù)中的應(yīng)用，探討城市密集區(qū)域復(fù)雜工程的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，確保在高質(zhì)量、高效率、無(wú)污染和不擾民的情況下實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)。

（4）在項(xiàng)目檔案資料方面，基于 BIM 技術(shù)的“漫拓云”管理平臺(tái)成效顯著。在整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，從前期報(bào)建、設(shè)計(jì)、勘察文件到項(xiàng)目施工期間的技術(shù)方案、會(huì)議紀(jì)要、監(jiān)理資料、現(xiàn)場(chǎng)工況等，再到項(xiàng)目管理文件、指令、批復(fù)、圖片和在線監(jiān)控視頻信息等，收集到的資料總量已達(dá)數(shù)千份。這些資料在工程竣工后，可整體移交給項(xiàng)目運(yùn)維單位，使項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可視、可逆可溯、方便保存和異地共享。