BIM 技術在青島市民健身中心體育場項目中的總承包管理應用

張志國，翟正杰，宋 浩（中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250022）

隨著國家建筑行業(yè)的快速發(fā)展，我國體育事業(yè)已經(jīng)到達一個新的發(fā)展階段，其中大型體育場的建設更是突飛猛進，BIM 技術是以三維數(shù)字技術為基礎,集成了建筑工程項目全生命周期過程中相關信息的工程數(shù)據(jù)模型。通過對 BIM 技術、應用流程及國內外先進應用經(jīng)驗進行研究，歸納總結了具體的實施路線與技術要點，很好的提高了生產效率，增強了企業(yè)核心競爭力。

1 工程概況/研究的目的

青島市民健身中心項目位于紅島經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，建筑總面積約 14 萬 m2，6 萬座次。項目定位于具備承擔國際體育單項賽事和國內綜合性體育賽事能力，集全民健身、大型賽事、大型公共活動、社會體育輔導、商業(yè)演藝以及配套商業(yè)于一體的國內一流大型綜合體育設施，承擔 2018 年第24 屆山東省運會主會場。本項目采用 PPP（Public-Private Partnership，政府和社會資本合作） 模式運作方式，建設期為 3 a，運營期為 10 a。建成后將成為青島有史以來規(guī)模最大的體育場。BIM 技術應用的目的是建立基于 PPP 模式下的 BIM 總承包管理模式，結合“DB World”（一種協(xié)同管理云平臺）與“BIM＋實測實量”的協(xié)同管理平臺對各專業(yè)分包單位進行有效的管理，從而提高總承包對工程設計、進度、質量、安全等方面更加科學、信息化的管理水平。

2 應用 BIM 技術原因

（1）結構形式復雜：本工程鋼結構體育場鋼罩棚為馬鞍造型，南北長 296 m，東西長 282.9 m，鋼罩棚投影面積3.84 萬 m2，罩棚最高點標高為 49.6 m，罩棚最低點標高為27.5 m，采用空間管桁架結構體系。結構形式復雜，常規(guī)技術手段很難保證安裝的精度。

（2）屋蓋及外立面幕墻定位難：幕墻為螺旋上升曲線鋁板幕墻，對深化設計及采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場焊接龍骨的方式,現(xiàn)場基本無法滿足安裝精度和施工進度。

（3）專業(yè)分包眾多，協(xié)同各分包單位合理施工是難點。

（4）工期緊張，人力分散，管理低效。

3 基于 BIM 技術的總承包管理應用

3.1 機電專業(yè)分包綜合管線管理

首先，預先發(fā)現(xiàn)各專業(yè)管線（包含地下管網(wǎng)）之間的碰撞點進行管線綜合排布優(yōu)化，確定預留洞、預埋件以及支吊架。然后，對 BIM 模型進行凈高分析，將存在的設計凈高不合理處檢測優(yōu)化，例如：管線高度能否滿足吊頂高度、樓梯間凈高是否滿足使用要求、車庫卷簾門與人防門高度能否滿足管線排布等問題。最后，由 BIM 團隊向決策層提出圖紙變更要求，決策層協(xié)調管理設計方、監(jiān)理方與總承包方進行BIM 例會，對 BIM 提出的變更優(yōu)化方案進行討論，然后定案圖紙變更方案，最后，由總承包方協(xié)調管理各專業(yè)分包用以現(xiàn)場指導施工。

3.2 DB World 工程管理平臺應用

基于局 DB World 管理平臺的協(xié)同作業(yè)，管理現(xiàn)場監(jiān)理、各分包方隊伍、現(xiàn)場 BIM 團隊，進行施工進度的追蹤管理以及各方信息的實時傳遞與共享，將企業(yè)決策層、項目負責人和各分包負責人聚集在同一個平臺上進行辦公，大大提高了企業(yè)總承包管理的信息化水平。

3.3 “BIM＋實測實量”質量管理應用與系統(tǒng)開發(fā)

制定總承包“BIM＋實測實量”實施策劃方案→基于Revit（一種可提供支持建筑設計、MEP 工程設計和結構工程的工具軟件） 建立 BIM 模型→基于BIM 模型添加實測實量參數(shù)→現(xiàn)場實測實量數(shù)據(jù)收集與錄入→數(shù)據(jù)提取整理與統(tǒng)計分析→挖掘基于 BIM 模型實測實量數(shù)據(jù)的應用→基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”技術，研發(fā)“互聯(lián)網(wǎng)＋BIM＋實測實量”系統(tǒng)→試運行系統(tǒng)，調調試與改進系統(tǒng)→實測實量數(shù)據(jù)提取與應用→實測實量系統(tǒng)的拓展應用與完善。通過此應用，將傳統(tǒng)管理提升為信息化管理；體現(xiàn) BIM 可視化應用的價值；信息化工具應用，提高精度和質量；充分挖掘實測實量數(shù)據(jù)的價值，提高精益化管控，從而提高總承包質量管理水平。

3.4 進度管理

（1）利用 Navis works（一種可視化和仿真軟件）平臺軟件進行 4 D 施工模擬（將空間三維模型與時間維度進行結合），對現(xiàn)有的施工進度方案進行模擬論證，進行可視化的調整優(yōu)化。

（2）利用 DB World 協(xié)同管理平臺對各分包的進度有效管控，縮短工期，提高管理效率。

（3）現(xiàn)場定期采用無人機航拍制作 VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實技術）全景，進行現(xiàn)場實景進度監(jiān)控。通過以上信息化手段，提高總承包進度計劃管理能力。

3.5 物資管理

根據(jù)各區(qū)段 BIM 模型提取混凝土、模板等工程量，與現(xiàn)場物資部門的材料進場發(fā)票單進行比對分析，降低材料的損耗率。另外，在現(xiàn)場張貼二維碼技術交底卡進行可視化交底，現(xiàn)場人員可以根據(jù)移動端掃碼讀取該區(qū)段的人（班組分配、負責人及聯(lián)系方式）、材（材料進出場、廠商、型號）、機（機械運作與租賃）情況。

3.6 安全分析及緊急人員疏散模擬

利用專業(yè)軟件對 BIM 模型進行安全分析，將模型存在安全隱患的地方進行安全檢查，根據(jù)安全管理方案布置安全防護措施構件，對分包進行 BIM 可視化安全交底。再根據(jù)人員疏散模擬軟件進行緊急人員疏散模擬，針對設計的逃生方案進行模擬論證。

3.7 鋼結構應用

從鋼結構 Tekla（一種鋼結構詳圖設計軟件） 模型中導出構件坐標點，利用放樣機器人現(xiàn)場放樣。同時，利用三維激光掃描儀對已安裝構件進行實體掃描，儀器可以精確的捕捉到實測物體的三維坐標，以“點云”的形式反映到軟件中，通過計算機處理，去掉一些安全網(wǎng)或者作業(yè)人員等干擾“點云”，快速準確的構建出整個鋼罩棚的三維實體模型，對整體的安裝精度進行現(xiàn)場檢驗，從而及時發(fā)現(xiàn)結構偏差，采取可靠的糾偏舉措。

3.8 深化設計

對施工難度大、結構復雜的地方進行局部模型深化，將施工工藝流程導入模型中，對現(xiàn)場進行可視化交底。

3.9 幕墻應用

主要流程：主體結構三維掃描復核誤差，雙模對比，調整模型→提取 BIM 模型坐標數(shù)據(jù)→放樣機器人現(xiàn)場測量放樣（主結構鋼桁架安裝→單元板塊拼裝→單元板塊吊裝）→掃描儀校核調整→打膠清理→自檢→驗收。通過 BIM 技術與放樣機器人的綜合應用，輔助深化設計，對幕墻單元進行合理分塊，轉接件合理布置，進而準確快速的輔助定位胎模、幕墻龍骨鋼桁架、轉接件、大跨度雙面弧形鋁板幕墻單元板塊等，實現(xiàn)快速現(xiàn)場拼裝、定位安裝，最終達到節(jié)約成本，節(jié)省工期的目的。

3.10 裝飾應用

通過 BIM 技術建立多種虛擬裝飾樣板代替實體樣板，不僅實現(xiàn)了快速方案修改、比對，更為項目節(jié)約了工期與成本。同時，使用 VR 技術，進行交互展示，視覺性、實操性更強。

4 結 語

BIM 技術 介入的越早越能發(fā)揮更大的應用價值，比如：在設計方案階段，利用 BIM 模型進行方案的優(yōu)化。在施工前期的場平布置階段，利用 BIM 模型進行方案優(yōu)化和可視化分析。建立自己的 BIM 團隊，制定完善的 BIM 實施方案與 BIM 標準，這樣能更好的發(fā)揮 BIM 協(xié)同作業(yè)的優(yōu)勢，避免信息的傳遞失真、信息安全等問題。如今，BIM技術越來越多的被應用在工程項目中，因此也誕生了很多“BIM＋”的技術，比如：“BIM＋物聯(lián)網(wǎng)”“BIM＋綠色建筑”“BIM＋3D打印”“BIM＋VR”等，近年來，這些因BIM擦出的技術火花正在以星火燎原之勢波及全國?？傊谥袊?BIM 發(fā)展道路上，雖然面臨著一些諸如BIM軟件上的功能缺陷問題，但是縱觀這些年來的中國 BIM 發(fā)展史，BIM 技術的應用面越來越寬，普及性越來越大。