BIM 技術(shù)在承德市雙峰寺地表水廠建設(shè)中的應(yīng)用

□劉 峰

承德市雙峰寺地表水廠承擔(dān)市北區(qū)和老城區(qū)的供水任務(wù)，為承德市重點(diǎn)民生項(xiàng)目，該項(xiàng)目特點(diǎn)為：建筑物眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。水廠共有建筑物17 座，其中沉淀車間和濾池車間為水處理核心建筑物，主體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)留孔洞較多，同時(shí)室內(nèi)水處理管道、閥門、設(shè)備及自動(dòng)化儀器設(shè)施等安裝工程量較大，以上均為難點(diǎn)問題，極易出現(xiàn)遺漏或位置錯(cuò)誤；建筑物外管道工程量大，場(chǎng)地狹窄。為保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行，迫切需要解決難點(diǎn)問題，由此項(xiàng)目部在集團(tuán)公司的指導(dǎo)下應(yīng)用BIM 技術(shù)，經(jīng)過施工過程中的實(shí)際應(yīng)用，解決技術(shù)難點(diǎn)問題，起到積極作用，同時(shí)提高施工效率、加快施工進(jìn)度，提升安全文明施工管理水平。

1.工程概況

承德市雙峰寺地表水廠設(shè)計(jì)制水規(guī)模6 萬t/d。主要建設(shè)內(nèi)容包括：廠房、管理用房主體修建及裝飾裝修；水處理工藝管道和工藝設(shè)備安裝；自控設(shè)備安裝；給排水和消防系統(tǒng)；綠化及道路施工等。

2.BIM 團(tuán)隊(duì)組建及軟件配置

2.1 團(tuán)隊(duì)組建及分工

為保障BIM 團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目施工過程中的積極作用，項(xiàng)目部選取經(jīng)驗(yàn)豐富而強(qiáng)有力的團(tuán)隊(duì)，成員分工方面主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

BIM 小組負(fù)責(zé)人；項(xiàng)目推廣、現(xiàn)場(chǎng)BIM 應(yīng)用；模型建立；資料收集、BIM 應(yīng)用算量；BIM 宣傳視頻制作；成果制作等。

2.2 軟件配置

此工程運(yùn)用了2 類軟件：基礎(chǔ)建模軟件Revit 和4D、5D 分析及模型碰撞檢查軟件Navisworks。

Revit 是系列中的基礎(chǔ)，主要為水利工程提供建模工具，包括Revit Architecture、Revit MEP、Revit Structure軟件。Revit 可以通過繪制構(gòu)件，繪制時(shí)對(duì)構(gòu)件加入屬性信息，然后由構(gòu)件再合成整體，這樣就可以進(jìn)行建筑信息表達(dá)和統(tǒng)計(jì)。

Navisworks 軟件能 夠 將Revit 等 應(yīng)用創(chuàng)建的建筑模型，與來自其它設(shè)計(jì)工具的幾何圖形和信息相結(jié)合，將其作為整體的三維項(xiàng)目，通過多種文件格式進(jìn)行實(shí)時(shí)審閱，而無需考慮文件的大小。

3.BIM 應(yīng)用效果及創(chuàng)新

3.1 場(chǎng)地布置規(guī)劃

由于工期原因，建筑物需要同時(shí)開工。因開挖土方工程量大，且無法外運(yùn)，極大限制了廠區(qū)施工布置。工程技術(shù)人員結(jié)合BIM 技術(shù)，分別布置生活區(qū)域和施工區(qū)域，通過漫游模擬提前將現(xiàn)場(chǎng)布置的問題反應(yīng)出來并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，從而做出現(xiàn)場(chǎng)最佳布置方案。

3.2 前期圖紙審查

凈水廠建筑物眾多、水處理工藝設(shè)備及建筑物內(nèi)外管道復(fù)雜，管道類型、高程和位置繁雜，利用BIM 技術(shù)的可視化更能直觀對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審，提前發(fā)現(xiàn)問題并解決，節(jié)約施工成本，加快施工進(jìn)度。

3.2.1 碰撞檢查

項(xiàng)目部在施工前對(duì)各專業(yè)管理進(jìn)行BIM 建模，將建好的模型導(dǎo)入到Navisworks 中進(jìn)行碰撞檢查。對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免二次返工。

3.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)圖紙中清水池通吸水井的水工藝管道從吸水井北側(cè)進(jìn)入，通過BIM 建模發(fā)現(xiàn)此路徑和溢流井的間距太小，影響溢流井的開挖，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，調(diào)整為從吸水井東西側(cè)進(jìn)入，避免交叉施工，節(jié)約工期。

3.3 施工技術(shù)交底

傳統(tǒng)的CAD 設(shè)計(jì)圖紙缺乏立體感，尤其是重點(diǎn)部位表現(xiàn)不夠直觀。項(xiàng)目部通過對(duì)各專業(yè)施工圖紙進(jìn)行建模，利用BIM 模型龐大的信息數(shù)據(jù)庫，配合相關(guān)軟件進(jìn)行虛擬施工動(dòng)畫展示，利用可視化效果明確施工關(guān)鍵點(diǎn)和質(zhì)量及安全方面主要控制點(diǎn)，便于管理人員進(jìn)行管理。

利用濾池整體模型進(jìn)行施工交底，濾池整體模型見圖1。

3.4 施工進(jìn)度控制

通過BIM 直觀的掌控項(xiàng)目施工進(jìn)度，利用Navisworks 軟件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，將施工計(jì)劃和實(shí)際進(jìn)展情況進(jìn)行對(duì)比，動(dòng)態(tài)控制。

通過模擬發(fā)現(xiàn)送水泵房南側(cè)雨水管道設(shè)計(jì)高程低于工藝管道，如按照原施工方案先安裝工藝管道再鋪設(shè)雨水管道，會(huì)導(dǎo)致重復(fù)開挖；隨后對(duì)施工順序進(jìn)行了調(diào)整，先行鋪設(shè)雨水管道再安裝工藝管道，避免二次開挖，節(jié)省工期。

3.5 精算材料用量

將Revit 模型導(dǎo)入到廣聯(lián)達(dá)軟件進(jìn)行工程量計(jì)算，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃可以快捷準(zhǔn)確的提供出指定部位的工程量及材料使用量，提前編制下階段計(jì)劃施工部位材料采購(gòu)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)必備材料的零庫存，降低庫存占有資金和廠區(qū)內(nèi)鋼筋加工廠材料的堆放壓力。

3.6 安全管理應(yīng)用

一是將施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理與BIM 模型結(jié)合起來，將施工現(xiàn)場(chǎng)遇到的隱患問題直接掛接到BIM 模型對(duì)應(yīng)的位置上，通過模型可視化效果更直觀的對(duì)施工中存在的危險(xiǎn)源進(jìn)行排查、辨識(shí)、預(yù)警、標(biāo)識(shí)、更新，配合監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目危險(xiǎn)源的可視化管理。

二是BIM 技術(shù)可以提前反映需要進(jìn)行臨邊防護(hù)的部位。通過BIM 技術(shù)的虛擬施工，三維直觀的體現(xiàn)需要臨邊防護(hù)的部位，在施工前，直觀地展示所有臨邊洞口的位置、參數(shù)等信息，提醒施工人員加做防護(hù)措施。既進(jìn)行了三維直觀的安全交底，又對(duì)施工人員起到了安全警示作用。

三是根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，將廠區(qū)分為5個(gè)施工區(qū)域，設(shè)置5 個(gè)塔吊，對(duì)17 個(gè)建筑物進(jìn)行全覆蓋，將項(xiàng)目的地形模型、建筑模型和塔吊模型導(dǎo)入到Navisworks 軟件中，模擬塔吊的工作過程，確定塔吊的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和高差，減少碰撞現(xiàn)象的發(fā)生，使塔吊能夠安全工作。

4.三維渲染展示

原綠化設(shè)計(jì)圖紙均為平面布置，表現(xiàn)單一，無法直觀的看出綠化后的效果，項(xiàng)目部通過BIM 建模渲染，立體的展示了綠化后的效果，得到了業(yè)主單位的高度認(rèn)可，同時(shí)在不足之處進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。廠區(qū)整體綠化建模見圖2。

5.BIM 應(yīng)用成果總結(jié)及建議

此次BIM 成果應(yīng)用榮獲河北省市政行業(yè)首屆“永通杯”BIM 技術(shù)大賽“一類成果”獎(jiǎng)，通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用，有效的提升了施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)化施工與管理，利用BIM 的三維技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查和技術(shù)交底，有效減少了返工和質(zhì)量安全問題，提高了效益；利用BIM的三維可視化進(jìn)行進(jìn)度模擬施工，能夠隨時(shí)直觀快速將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)行對(duì)比?？偟恼f來，利用BIM 技術(shù)獲取了施工中不易被積累的知識(shí)和技能，總結(jié)了工程項(xiàng)目管理的各方面優(yōu)勢(shì)，最終形成企業(yè)的寶貴管理經(jīng)驗(yàn)和成果。

通過水廠工程BIM 技術(shù)的應(yīng)用得知，影響B(tài)IM 技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素是BIM 人才的培養(yǎng)，建議建筑行業(yè)采取自培、外培、觀摩、結(jié)合實(shí)戰(zhàn)等多種方式，加大培養(yǎng)不同類型、不同層次的人才，形成全員參與、重點(diǎn)培養(yǎng)崗位級(jí)及中高層管理級(jí)人才的模式，以支撐建筑企業(yè)BIM 的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)擁有技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先的BIM 團(tuán)隊(duì)，參與到更強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中去。