北京地鐵7號線東延01標BIM技術綜合應用

張元春 趙富壯 提 瑤 王 寧

（北京城鄉建設集團有限責任公司，北京 100069）

1 工程概況

北京地鐵7號線東延01標段，共包含2站2區間，分別為：黃廠村站、豆各莊站、焦化廠站～黃廠村站區間、黃廠村站～豆各莊站區間，結構形式為明挖車站、盾構區間。如圖 1所示，標段西起自焦化廠站（不含），下穿燃氣調壓站、東五環路，上跨南水北調東干渠，向東敷設經黃廠村站，下穿大柳樹排水溝、西排干渠、通惠灌渠后到達豆各莊站，標段全長3.25km。

2 BIM組織與應用環境

2.1 BIM應用目標

本項目線路長、施工風險源多、工點分散，施工管理難度大。通過利用BIM技術及“BIM+”輔助項目施工管理，解決項目實際問題，降低施工管理難度和風險，提高項目部信息化水平和創新能力，助力“智慧工地”建設。逐漸培養全員應用BIM技術的意識和習慣，逐步實現全員用 BIM。通過提高項目施工和管理水平，提升企業核心競爭力[1]。

2.2 團隊組織

在集團和公司的大力支持下，項目部成立BIM工作室，進行BIM綜合應用研究，各相關職能部門全力配合，實踐BIM技術在項目的落地應用，具體組織架構如圖2所示。

圖1 項目概況圖

圖2 BIM工作室組織架構

圖3 三維施工場地布置模型

2.3 BRMR風險平臺創新應用背景

城市軌道交通綠色、安全、便捷，工程規模日益擴大[2]。由于其施工階段技術復雜、信息量大、安全隱患多、對社會環境影響大，給施工單位的施工安全管理帶來較大挑戰[3]。北京城鄉建設集團有限責任公司針對軌道交通施工安全風險技術進行科技創新，形成了《基于 BIM技術的軌道交通施工安全風險管理平臺——BRMR平臺》，對于施工安全風險進行更有效的控制和管理，降低風險對項目實施和社會的影響，提升項目安全風險的管理水平。

3 BIM應用

3.1 利用BIM技術輔助標準化建設

建立圖 3所示的三維施工場地布置模型，進行立體施工規劃，并通過漫游瀏覽項目標準化建設。將標準化建設可視化，形象生動，有效傳遞標準化建設實施的各類信息，實現綠色信息智能化管理。

3.2 利用BIM輔助技術管理

基于BIM模型實現如圖4所示的圖紙審查、細節展示、施工模擬、技術交底、施工方案、流水段劃分、樣板設計、匯報展示等內容，指導現場施工，直觀明了，便于理解和溝通，避免二次施工，并利用手機APP隨時隨地查看圖紙、交底、方案等技術信息。

圖4 技術管理應用示例

圖5 安全、質量管理應用示例

3.3 利用BIM平臺輔助安全、質量管理

利用圖5所示的BIM平臺手機端及時上傳安全、質量問題和照片，及時進行問題整改與審批，并通過安全、質量評優鼓勵，提高使用積極性。將從網頁端下載的問題匯總表格選擇、整理后用于每周生產例會匯報，節省制作PPT時間。通過數據共享和集中分析，提高現場施工安全、質量管理水平和溝通效率，使隱患排查實時具體，落實整改更迅速及時。

3.4 利用BIM平臺輔助進度管理

如圖6所示，將進度計劃導入BIM平臺，基于流水段、構件派分進度任務，現場利用手機端及時錄入實際時間，上傳進度照片，通過網頁端瀏覽查看實際進度情況，方便實時掌握現場進度動態，節省各部門進度溝通時間，優化、監督工序檢查過程，責任到人，留下工作記錄，提高進度管理效率。進行進度對比分析，對于落后進度，適時根據人、機、料、法、環等調整生產進度安排，趕上節點工期。每周更新形象進度二維碼，方便現場掃碼查看進度動態。

圖6 進度管理應用

3.5 利用BIM平臺輔助成本管理

模型建立即自帶模型工程量，即圖紙量，利用BIM平臺方便統計查看模型工程量，指導實際提料量，制定試驗計劃。如圖 7所示，將各流水段混凝土模型工程量理論值與實際澆筑的小票方量進行對比，超出量的多少體現出現場管控的好壞，警示現場加強管理，及時分析原因，找到根源，節約成本。每月錄入產值數據，相關人員登錄網頁端即可隨時瀏覽查看產值情況。

3.6 利用BIM技術輔助施工安全風險管理

借助圖8所示的BRMR平臺，根據三級預警判定標準實時判定監測數據安全狀態，將現場實時監測數據反饋到BIM模型中，建立可追溯的缺陷庫，可視化巡視路線，評估風險安全狀態，信息化管理風險工程的預警發布、響應及處置，制定風險族庫，形成虛擬警戒，輔助實現更及時、直觀、高效的施工安全風險管理。

圖7 成本應用示例

圖8 BRMR平臺應用

在已建Revit模型中建立監測點和風險源模型，配置好信息，按照流水段和施工工序將各模型導入風險平臺中，基于進度計劃做風險管控。

系統自動識別風險源和監測點模型，將風險源和監測點綁定后，每個監測點便分配好了監測對象和監測項目。及時導入監測數據，相關人員登錄賬號，即可在平臺上瀏覽查看系統自動統計的監測預警情況、風險報告和監測報告等內容。

利用 BRMR平臺進行項目總工-生產經理監測預警-響應-消警流程管理、巡視管理、虛擬警戒設置、沉降區域等高線查詢等內容，輔助管理人員決策，指導現場監測與作業。

3.7 結合“BIM+”助力“智慧工地”建設

（1）BIM+互聯網、物聯網、移動終端助力安全管理

項目部通過綜合利用圖9所示的智能安全教育平臺APP、勞務一卡通信息管理系統、群塔防碰撞功能、視頻監控系統、BIM5D平臺，實現全方位的安全管控：加強工人安全生產意識，提高安全教育培訓效果；規范勞務管理，實時掌握工人勞務花名冊、進出場、考勤、用水、用電等信息；有效防范塔吊碰撞、剮蹭等危險事故的發生；通過遠程實時監控保證施工現場作業區、宿舍區和辦公區安全。

圖9 “BIM+”助力安全管理應用

（2）BIM+互聯網、物聯網助力成本管理

首先利用BIM5D平臺統計模型工程量，指導實際提料量。再通過項目部定制協同辦公平臺，進行材料采購、工程量確認、付款結算等流程的審批，提高協同辦公效率。最后在施工現場，通過“物料現場驗收系統”實現對物料現場驗收環節的全方位管控，避免鋼筋、混凝土等材料的進場損失，提高經濟效益，提高工作效率，流程如圖10所示。

（3）BIM+互聯網、物聯網、移動終端助力風險管理

通過安裝在水準儀上的“水準測量即時上傳系統”，自動采集沉降監測數據，實時傳回至手機端，并直接上傳至“北京軌道交通工程施工安全風險監控系統”，如圖 11所示，大大提高監測效率，保證數據真實、即時，出現超限情況實時報警，并提示處置，再將獲得數據上傳至BRMR平臺。

圖10 “BIM+”助力成本管理應用

圖11 “BIM+”助力風險管理應用

圖12 鋼筋翻樣模型及加工料牌

3.8 利用BIM技術輔助鋼筋數控加工

通過圖 12所示鋼筋現場管理軟件，進行鋼筋翻樣，建立鋼筋模型，優化斷料，對料單進行模擬加工，從眾多方案中選出最優方案，將余、廢料用于下次加工并做配料使用，提高材料使用率，減少材料浪費，節約項目成本，輔助鋼筋工程數控加工車間，提高鋼筋生產效率。

4 應用效果

（1）利用三維模型的可視化特點，輔助標準化建設、技術管理，指導現場施工，直觀易懂，有效縮短溝通時間。

（2）利用BIM平臺三端一云開展協同管理，有效進行數據共享和集中分析，輔助現場施工安全、質量管理、進度管理、成本管理，實現：①系統自動記錄過程信息，使施工過程更具可追溯性；②統計分析數據，方便隨時調取使用，分析原因，加強現場管控；③使工作的傳達、執行和溝通交流更加流暢、有效率。

（3）基于BIM+GIS建立的BRMR平臺，能夠增強現場施工安全風險信息的共享和利用程度，提升相關風險數據的計算分析和挖掘能力，使預警自動化，使施工安全風險管理可視化、規范化、標準化，加強對預警、響應、消警等環節的管理，加強各部門聯動，動態跟蹤風險變化情況，強化風險動態管理，提升項目安全風險的管理水平。

（4）利用BIM軟件進行鋼筋翻樣，加強鋼筋現場管理，優化斷料，輔助鋼筋數控加工，減少鋼筋浪費，提高鋼筋使用率，節約成本。

（5）BIM 技術及“BIM+”應用從根本上提高了項目部信息化水平，提升了項目管理水平和創新能力，助力“智慧工地”建設。

5 總結

5.1 創新點

通過BRMR平臺及時收集、查看、分析和管理施工階段的安全數據信息，自動根據工程進度提示監測項目、監測范圍和監測頻率，將監測預警和巡視預警與BIM模型有機結合，與進度管理同步，增強工程安全信息的共享程度，實現對安全隱患和風險的預警，為決策者提供決策依據，推進城市軌道交通建設安全信息化和集成化程度。

5.2 經驗教訓

（1）建模人員通過自學建模，缺乏更專業的培訓，應定期組織人員參加專業化建模培訓；

（2）BIM平臺手機端應用尚不足夠積極，能長時間堅持使用的人不多；BIM應用尚不能引起全員的重視，一些人學習、使用熱情不高。應制定鼓勵機制，多組織內部BIM培訓，讓更多人員使用BIM軟件，提高學習BIM的熱情，逐漸習慣運用BIM技術作為管理工具解決實際問題；

（3）一些BIM軟件使用功能與效果尚不夠完善。應在軟件使用過程中，總結問題與意見，和軟件商即時溝通，使軟件能夠即時得到改進與完善，更方便實際應用。