基于BIM的四川輕化工大學第五實驗樓施工階段應用研究*

王金龍 高喜安 劉 明

(1.中鐵十五局集團有限公司，重慶 400000； 2.四川輕化工大學土木工程學院，四川 自貢 643000)

BIM技術是在傳統CAD二維平面信息技術的基礎上發展而來的具有三維信息屬性的數字技術[1]。BIM技術實現了通用的數據格式(IFC)[2]，在精細化建模的基礎上，實現信息共享，使得工程各參與方能夠在建筑物全生命周期進行實時信息傳遞[3]。施工階段的項目管理能力，直接決定了施工單位的利潤水平，在精細化建模的基礎上通過虛擬施工和管線碰撞檢查可以有效解決現階段施工單位生產效率低和資源配置不合理的問題[4-6]，BIM的應用從根本上提高了建筑行業的信息化程度，減少了設計變更，降低了工程成本[7,8]。

1 項目概況

四川輕化工大學第五實驗樓是中央財政資金支持西部高校的重點項目，項目主要包括主樓、副樓和實訓中心三大部分，主體為框架剪力墻結構，總建筑面積40 557 m2。車庫、實訓用房、副樓和主樓相互連通，標高又相互不同，各類型管線相互交叉，相對比較復雜，施工組織難度較大。

地下室各類管線復雜，三部分標高各不相同，還要和原有的第四實驗樓相互連通。第四實驗樓是教學樓，學生流量較大，因此白天不能有大噪聲，必須要保證第四實驗樓正常使用。周邊環境較為復雜，存在與周邊道路共用場地的情況，施工組織要求較高，因此在項目施工階段運用BIM技術對施工管理進行指導。

2 Revit建模

BIM技術的核心就是將實體項目建筑物和構筑物進行數字化，有兩種方法可以實現，第一種是正向設計，即從項目的設計階

段就采用Revit或者Microstation建模；第二種是根據已有圖紙進行建模，即翻模。本文采用第二種方式進行建模，具體建模過程：熟悉圖紙→圖紙優化→選擇樣板→繪制標高→導入圖紙→創建軸網→定義構件和材質→創建基本模型→創建項目場地。

根據施工圖紙，采用Revit軟件對土建、安裝和場地進行精細化建模，加腋地梁采用新建族的方式創建，模型如圖1，圖2所示。遵循“完全按照圖紙”的方式，在建模過程中對圖紙中的錯、漏、碰、缺等設計缺陷不做任何修改，模型建立之后再對模型中出現的問題集中整理，以便在圖紙會審時提交設計院。在精細化建模的基礎上對虛擬施工、管線碰撞檢查和優化設計進行分析。

3 BIM技術應用

3.1 虛擬施工

在精細化建模的基礎上，利用Timeliner功能實現與施工進度的關聯，將Revit中做好的項目模型導入Navisworks對第五實驗樓進行施工過程模擬，虛擬建造技術流程如圖3所示。

實現虛擬建造過程，從而優化施工順序，讓整個施工過程可以實時顯示(如圖4所示)，從而使得各個項目參與單位能夠對項目進行直觀的認識。通過虛擬建造能夠提前發現施工過程中的復雜節點，真正做到事后控制到事前控制的轉變，提前避免或者減少返工的現象，優化了設計方案，提高了資源利用率，縮短了工期。

通過BIM可視化技術對三維場地進行優化，合理利用場地布局，提高現場機械設備的覆蓋率，降低材料進場后的二次搬運成本，提升場地利用率，節約施工成本。

3.2 管線碰撞檢查

Navisworks Manage軟件中的Clash Detective功能，能夠為項目提供碰撞檢查和沖突分析[9-11]，能夠有效預防施工過程中的“軟碰撞”和“硬碰撞”，將傳統的事后控制轉變為事前控制[12]，達到節約成本、縮短工期的目的，如圖5所示。

4 BIM技術應用效果分析

4.1 進度管理方面

通過虛擬建造和碰撞檢查等功能，預計可以縮短工期35 d。虛擬建造功能清晰的給出了各個施工節點的順序和要求，將現場施工進度和BIM計劃工期進行比對能夠準確的顯示滯后的工序，有利于現場技術管理人員及時調整施工部署和方案，從而保證項目的順利進行。

4.2 質量控制方面

第一方面在精細化建模的過程中發現圖紙中的設計錯誤，在問題發生以前及時反饋設計單位，從而避免返工。第二方面通過碰撞檢查和虛擬施工施工單位知道了關鍵節點和“軟、硬”碰撞的位置，能夠提前布控，對關鍵位置做到重點施工，從而保證施工質量。

現場施工管理人員還可以通過移動終端實時查看現場和模型的一致性，發現問題可以及時整改或反饋，保證施工質量。

4.3 優化設計

根據業主要求，地下車庫要滿足凈高不小于3 m要求，結合土建模型和水電暖通管線布置情況，對地下車庫進行凈高度分析，對影響凈高度的通風管線進行優化布置。通過三維漫游功能，實現所見即所得，對地下車庫的入口進行優化，擴大兩側的視野范圍，以滿足使用功能的要求。

5 結語

通過BIM技術在四川輕化工大學第五實驗樓項目中的綜合應用，實現了信息的實時交互，優化了設計和施工組織流程。將傳統項目中的事后控制改變為事前控制，提前預判了關鍵節點，規避施工風險，縮短了工期。本工程運用BIM協同管理提高了施工管理的質量，增強了協同工作能力，為以后類似工程提供了有效的技術支撐和實踐經驗。