基于BIM的現(xiàn)場施工管理技術(shù)在大型上蓋地鐵停車場施工中的應(yīng)用

宋志達 張友杰 張雙龍 葛祖亮

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200135

1 工程概況

上海軌交18號線航頭定修段項目地處浦東新區(qū)航頭鎮(zhèn)滬南公路以西、下鹽公路以北區(qū)域內(nèi)。工程總占地面積13.7萬 m2，總建筑面積23.5萬 m2，包括運用庫、洗車庫、不落輪鏇輪庫、門衛(wèi)室、雨水泵房、停車場地塊上蓋板地平臺板、兩座代建車庫、管廊、搖鈴港橋、天橋、S匝道、市政工程等。

工程涉及土建、機電、軌道、工藝設(shè)備、信號、通信、接觸網(wǎng)、FAS系統(tǒng)等專業(yè)。工程軌道精度高，軌道交通工程的測量精度要求為常規(guī)土建項目的2倍以上，且基坑開挖深，C區(qū)、F區(qū)均為深基坑，基坑開挖深度最大達10 m。

綜上，上海軌交18號線航頭定修段項目是非常典型的大型基礎(chǔ)設(shè)施施工總承包項目。

2 特點與難點

1）涉及專業(yè)多，統(tǒng)籌管理要求高。本工程BIM應(yīng)用涉及多個專業(yè)，在模型應(yīng)用過程中，總包需要與各家單位進行協(xié)調(diào)管理，并對各分包的應(yīng)用成果進行整理歸檔，統(tǒng)籌管理的要求非常高。

2）工程體量大，軟硬件配置要求高。本工程構(gòu)件數(shù)量多，僅樁基就達1萬多根。在BIM模型應(yīng)用過程中，對模型的分區(qū)管理、輕量化轉(zhuǎn)換以及硬件設(shè)施配置等均有較高的要求。

3）軌道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，圖紙理解要求高。本工程為典型的地鐵停車場項目，軌道穿插于結(jié)構(gòu)承臺之間，且軌道中間橫穿1條地下通道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在建模過程中，對圖紙的理解能力有較高的要求。

4）工期節(jié)點緊張，進度反饋要求高。本工程工期節(jié)點較為緊張，且軌道單位進場有單獨的時間節(jié)點限制，這對工期的模擬、比對、實時反饋等提出了更高的要求。

3 采取的措施

本項目有別于住宅、商業(yè)綜合體等項目，在主要施工內(nèi)容中沒有外裝飾、室內(nèi)機電安裝等專業(yè)，故在此類基礎(chǔ)設(shè)施項目中，應(yīng)將BIM應(yīng)用著眼于主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計、方案和交底的管理，以BIM為助推力，對基礎(chǔ)設(shè)施項目設(shè)計難、方案難的問題進行攻堅[1-4]。

根據(jù)以上分析，本項目的BIM應(yīng)用實施思路如下：

1）深入“設(shè)計優(yōu)化、方案細化”的主線。大型基礎(chǔ)設(shè)施類項目設(shè)計復(fù)雜、施工方案要求高。利用BIM技術(shù)，可以提高設(shè)計管理及方案交底管理的效率。

2）輻射項目各部門綜合管理。充分發(fā)揮BIM技術(shù)的多功能性，通過工程量統(tǒng)計、施工計劃模擬、臨邊洞口預(yù)識別等功能輔助各部門綜合管理。

3）打造信息化平臺，整合資源。打造項目部信息化BIM應(yīng)用平臺，整合、收集并共享各部門在管理過程中的信息，使項目部的管理有據(jù)可查，有規(guī)律可循。

3.1 深入“設(shè)計優(yōu)化、方案細化”的主線

在大型地鐵停車場上蓋項目中，勁性柱承臺的全施工工藝是項目的核心和重難點。圍繞勁性柱的施工流程，開展各項“設(shè)計優(yōu)化、方案細化”的BIM應(yīng)用，是本項目BIM管理工作的關(guān)鍵。

3.1.1 前期準(zhǔn)備三要素

1）模型建立：在工程籌劃階段，對圖紙進行全面建模。模型精細度達到BIM策劃書中的要求，并分類歸檔，為后續(xù)的BIM工作打下基礎(chǔ)。

2）圖紙會審：在建模過程中，及時發(fā)現(xiàn)圖紙中的設(shè)計問題、軟硬碰撞等，在施工開展前排除隱患。

3）施工工序模擬：通過工況圖、施工模擬動畫等形式，預(yù)模擬工程的施工順序，保證總施工流程的合理性。

3.1.2 基礎(chǔ)施工

1）樁基施工可視化交底。在比對、深化中得出樁基施工最終方案，利用BIM技術(shù)對管理人員進行可視化交底。

2）基礎(chǔ)鋼筋節(jié)點深化。承臺施工前，根據(jù)施工圖紙，對承臺、地梁鋼筋進行全面建模和深化，指導(dǎo)基礎(chǔ)鋼筋的下料和安裝。

3）承臺鋁合金模板設(shè)計。本項目在承臺施工時應(yīng)用鋁合金模板新技術(shù)，結(jié)合BIM建模擬定鋁合金模板的施工方案，深化加固節(jié)點。

3.1.3 勁性柱施工

1）勁性柱鋼結(jié)構(gòu)深化。整合專業(yè)分包資源，建立勁性柱鋼結(jié)構(gòu)模型資源庫，在建模的同時對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點進行深化，并將深化圖紙輸出作為施工依據(jù)。

2）勁性柱鋼結(jié)構(gòu)測量。利用可視化選點幫助擬定鋼結(jié)構(gòu)測量方案，利用Trimble機器人輔助測量放線。

3）3D勁性柱節(jié)點樣板。利用BIM建模技術(shù)，模擬出勁性柱節(jié)點樣板區(qū)，作為實體樣板區(qū)的參考，指導(dǎo)現(xiàn)場勁性柱施工。

4）勁性柱鋼模板深化。利用Revit軟件導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)柱明細表計算出鋼模板需求量。在與鋼模板專業(yè)分包溝通過程中，建立BIM模型以比對方案，進行可視化交底。

3.1.4 上蓋平臺板施工

1）勁性柱柱頭節(jié)點深化。結(jié)合土建、鋼結(jié)構(gòu)BIM資源，進行勁性柱柱頭節(jié)點深化，在施工前調(diào)整圖紙中有疑問的節(jié)點。

2）高支模方案設(shè)計。針對項目存在大面積高支模的特點，對高支模方案的關(guān)鍵節(jié)點進行了建模，從而優(yōu)化排桿位置。

3.1.5 檢修坑與地下通道施工

檢修坑與地下通道施工為本項目施工重難點。在施工前，利用BIM建模將圖紙設(shè)計意圖傳達給現(xiàn)場管理人員，通過模型漫游檢查模型節(jié)點、凈空高度等。

3.2 輻射項目各部門綜合管理

3.2.1 輔助工程部進行現(xiàn)場平面管理

在策劃階段對辦公區(qū)進行選位和漫游，可以使用地更為合理；在結(jié)構(gòu)施工階段對現(xiàn)場平面布置進行三維模擬，保證施工現(xiàn)場的交通通暢、材料堆放合理；在建模過程中，建立現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施族庫，輔助現(xiàn)場企業(yè)文化識別系統(tǒng)設(shè)計，同時可以與其他項目共享資源庫，達到資源整合的目的。

3.2.2 輔助計劃部進行進度計劃管理

在工程籌劃階段，利用Synchro 4D軟件模擬、比對各個版本的進度計劃，選出最符合工程的方案；制作施工模擬動畫，合理規(guī)劃場地的交通路線；每周形成BIM形象進度周報，直觀反饋現(xiàn)場施工進度。

3.2.3 輔助安全部進行安全綜合管理

在建立項目結(jié)構(gòu)模型后，利用Fuzor軟件的VR漫游功能進行危險源的預(yù)識別，提前規(guī)劃安全防護的位置和數(shù)量；整合公司BIM資源，調(diào)撥公司的VR軟件，實現(xiàn)項目部主要管理人員的安全模擬體驗。

3.2.4 輔助商務(wù)部進行快速提取工程量

挖掘Revit軟件明細表功能的潛力，對混凝土使用量、模板配置、土方平衡等各類工程量進行快速統(tǒng)計，減輕商務(wù)部的計算壓力。

3.3 打造信息化平臺，整合資源

為整合項目部的信息資源，引入BIM協(xié)同管理平臺。平臺分為網(wǎng)頁端和手機移動端兩個部分。主要功能模塊有：基本功能、設(shè)計管理、現(xiàn)場管理、進度管理、技術(shù)管理、企業(yè)庫等。利用網(wǎng)頁端BIM平臺，可以對設(shè)計、安全、質(zhì)量、進度、技術(shù)、物資等各方面進行綜合聯(lián)動管理，使項目部的信息資源可以互通共享。而手機移動端也可以與網(wǎng)頁平臺端實時聯(lián)動，利用手機端便捷的特性，通過幾大模塊的管理，使現(xiàn)場管理人員也可以互通信息，及時反饋。

在管理過程中，平臺會將主要的文件進行分組通知，并對反饋的信息進行通知和記錄。安全、質(zhì)量等現(xiàn)場管理信息可以與BIM模型聯(lián)動，讓收到問題的管理人員第一時間了解問題發(fā)生的位置。而管理信息及處理情況的數(shù)據(jù)也會被統(tǒng)計和分析，以達到分析項目管理風(fēng)險點的目的，真正做到信息資源的整合。

4 實施效果

通過BIM全方位管理，有效地提高了項目部各部門的管理效率。同時在“設(shè)計優(yōu)化、方案細化”這條主線上也有很好的實施效果。

在計劃管理方面，項目部的BIM應(yīng)用聯(lián)動較好，進度反饋清晰，進度匯報及時，進度計劃可控。在設(shè)計管理方面，圖紙的設(shè)計問題發(fā)現(xiàn)及時，截至目前共完成31次會審，深化設(shè)計按策劃中的計劃完成。在技術(shù)管理方面，BIM圖文演示基本做到了對主要方案的全覆蓋，重點施工工序可視化交底落實。在安全管理方面，項目部的主要管理人員均進行了VR安全體驗，效果較好，現(xiàn)場安全標(biāo)準(zhǔn)化布置BIM策劃有效。在商務(wù)管理方面，項目部利用Revit明細表對土方、承臺、勁性柱、平臺板流水段等工程量進行輔助提取，實際用量與提取量吻合度在95%以上。

項目的BIM應(yīng)用獲得了BIM技術(shù)應(yīng)用相關(guān)比賽的獎項。

5 結(jié)語

本文結(jié)合工程實例，分析了BIM技術(shù)在大型上蓋地鐵停車場項目中的應(yīng)用方向，即深入“設(shè)計優(yōu)化、方案細化”的主線，輻射項目各部門綜合管理，打造信息化平臺，整合資源的全方位應(yīng)用思路，并淺析了相關(guān)的應(yīng)用措施。本工程的一系列BIM應(yīng)用的創(chuàng)新和總結(jié)，使項目的總承包管理水平顯著提升，可為同類項目提供借鑒。