BIM技術(shù)在電氣施工進(jìn)度控制及技術(shù)交底中的應(yīng)用

王棟，張拓，張建平

（中國(guó)三安建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

1 工程概況

本工程位于某鋼廠內(nèi)，主要內(nèi)容是將煉鋼廠鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)站廠房向西側(cè)延伸建設(shè)60m（延伸長(zhǎng)度以鋼立柱軸線為基準(zhǔn)），在鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)站廠房東側(cè)端頭搬遷建設(shè)鋼包砌筑坑及鋼包烘烤裝置，在延伸廠房西側(cè)端頭建設(shè)鋼渣熱悶系統(tǒng)，廠房外建皮帶輸送通廊將鋼渣輸送到鋼渣處理廠落地，總建筑面積2090.93m2，總功率487.3kW。因作業(yè)面狹小，工藝流程復(fù)雜且工期緊張，施工進(jìn)度控制和技術(shù)交底成為保證工作效率和施工質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)為是一種應(yīng)用于建設(shè)工程全壽命周期中的數(shù)據(jù)化工具，它并非是單純的3D建模軟件，BIM技術(shù)包含了建筑物所有構(gòu)件的幾何信息、工程性能及狀態(tài)顯示，還包含了非構(gòu)件對(duì)象（如空間、運(yùn)動(dòng)行為）的狀態(tài)信息。傳統(tǒng)的建筑繪圖技術(shù)多為記錄幾何信息，如點(diǎn)、線、面、體這些元素，但BIM技術(shù)透過(guò)參數(shù)化的塑模過(guò)程(Parametric Modeling)，將這些幾何信息組構(gòu)成參數(shù)組件。

在以往的建筑生命周期上大多只有設(shè)計(jì)及營(yíng)造階段會(huì)有信息傳遞，建筑物交給使用者時(shí)并不會(huì)攜帶一本使用手冊(cè)，告訴使用者何時(shí)該維護(hù)管線，何時(shí)該保養(yǎng)裝修或結(jié)構(gòu)體，但是BIM技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)與制造階段所產(chǎn)生的信息的整合和記錄，并還能將整合的所有信息延續(xù)到建筑物的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段，甚至還可以依靠這些信息作為建筑物毀壞時(shí)的拆除與回收的依據(jù)。

BIM技術(shù)特點(diǎn)：可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性。

3 BIM技術(shù)在電氣施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

工程的施工進(jìn)度能否滿足業(yè)主的要求，對(duì)施工單位的經(jīng)濟(jì)效益及名譽(yù)口碑有著很大的影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，冶金行業(yè)的工藝流程越來(lái)越智能化、復(fù)雜化。施工單位對(duì)整個(gè)施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以及所需要的人力、物力、財(cái)力都需進(jìn)行有效的計(jì)算和控制，從而準(zhǔn)確的編制施工進(jìn)度計(jì)劃，并在施工過(guò)程中進(jìn)行精確的進(jìn)度控制，使整個(gè)項(xiàng)目的效益最大化。冶金行業(yè)傳統(tǒng)的工程進(jìn)度管理體系在具體實(shí)施的過(guò)程中存在一定的局限性和未知性，無(wú)法對(duì)項(xiàng)目的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的把控，往往會(huì)因?yàn)楦鞣N無(wú)法預(yù)知的原因?qū)е鹿こ踢M(jìn)度滯后。因此，使用BIM技術(shù)對(duì)本工程電氣施工部分進(jìn)行建模，通過(guò)三維可視化模擬對(duì)施工過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)度控制尤為重要。

3.1 傳統(tǒng)進(jìn)度管理的問(wèn)題

（1）工程設(shè)計(jì)缺陷基本在項(xiàng)目施工的過(guò)程中才會(huì)暴露出來(lái)，往往會(huì)導(dǎo)致施工中斷，甚至需要返工。而變更需要通知設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，一般的變更若發(fā)現(xiàn)及時(shí)并馬上進(jìn)行處理可能對(duì)工程進(jìn)度的影響不是很明顯，但是較大的變更往往需要設(shè)計(jì)院出具變更通知單及變更圖紙，且需層層審核，等下發(fā)至施工單位時(shí)往往已經(jīng)嚴(yán)重影響了施工的整體進(jìn)度。

（2）工程施工進(jìn)度計(jì)劃的編制通常情況下是依賴于項(xiàng)目專業(yè)工程師的經(jīng)驗(yàn)，這其中就有很多無(wú)法預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)。一旦實(shí)施工程中發(fā)生未預(yù)料到的問(wèn)題，對(duì)工程的施工進(jìn)度就會(huì)造成嚴(yán)重影響，使工程進(jìn)度滯后。

（3）工程建設(shè)的主體是施工人員，施工人員對(duì)圖紙的理解程度，對(duì)施工工藝的熟悉程度將決定每位施工人員的工作速度及準(zhǔn)確性，是施工進(jìn)度的重要影響因素之一。

3.2 BIM技術(shù)在電氣工程進(jìn)度中的實(shí)施

本工程在電氣部分的施工進(jìn)度管理中采用BIM軟件Revit，對(duì)工程的MCC柜、PLC柜、UPS及柜內(nèi)母線安裝、橋架內(nèi)電纜敷設(shè)等進(jìn)行三維可視化模擬。

3.2.1 BIM技術(shù)的進(jìn)度管理流程

前期準(zhǔn)備（軟硬件配置、人員配置、制定建模規(guī)則）——建模（Revit）——施工模擬（進(jìn)度管理、可視化交底、漫游展示Navisworks）——信息化應(yīng)用（信息采集、處理、傳遞、應(yīng)用；進(jìn)度、質(zhì)量數(shù)據(jù)分析）——竣工模型。

3.2.2 本工程的配電柜安裝BIM建模，見(jiàn)圖1。

圖1 配電柜、母線安裝

3.2.3 施工進(jìn)度計(jì)劃的模擬

基于BIM技術(shù)的可視化與集成化的特點(diǎn)，在載入進(jìn)度計(jì)劃前可對(duì)MCC柜的安裝過(guò)程中每一道工序進(jìn)行模擬施工。利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維可視化模型，計(jì)算本工程每一個(gè)環(huán)節(jié)所需要的人力、物力、財(cái)力。在工程進(jìn)度計(jì)劃基本編制完成后，可以利用4D施工模擬功能對(duì)模型合理性和準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，如果在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)模型的合理性和準(zhǔn)確性差強(qiáng)人意，也可以利用該功能對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，使工程進(jìn)度計(jì)劃最優(yōu)化。進(jìn)度計(jì)劃編制完成后，將本工程最終編制的進(jìn)度計(jì)劃載入模型中，再將BIM模型導(dǎo)入Navisworks，實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工。

進(jìn)度計(jì)劃編制流程：對(duì)工程流水段進(jìn)行確定——安排施工順序——將工程量信息輸入3D模型——對(duì)工程所需的人力和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)——工程進(jìn)度計(jì)劃初步確定——4D模擬驗(yàn)證——優(yōu)化和調(diào)整。

3.2.4 信息化應(yīng)用

工程進(jìn)度計(jì)劃的編制只是工程進(jìn)度控制的初始條件，最為重要的是在工程的施工過(guò)程中做好進(jìn)度計(jì)劃的控制，而進(jìn)度計(jì)劃的控制主要分為兩個(gè)方面：工程進(jìn)度的跟蹤和工程施工過(guò)程中發(fā)生的變更。

工程進(jìn)度的跟蹤：以往的工程進(jìn)度跟蹤控制是將編制好的進(jìn)度計(jì)劃下發(fā)給施工班組，并有項(xiàng)目專業(yè)工程師每日跟蹤當(dāng)天的具體工作量，形成施工日志。該方法缺乏時(shí)效性，而且很容易受到人為因素的影響。BIM技術(shù)進(jìn)度跟蹤模式實(shí)施如下：（1）本工程根據(jù)施工作業(yè)段不同編制不同的任務(wù)體系；（2）按照施工作業(yè)段所劃分的具體區(qū)域情況安排負(fù)責(zé)人，同時(shí)為負(fù)責(zé)該區(qū)域施工作業(yè)段的技術(shù)負(fù)責(zé)人員分配相應(yīng)的技術(shù)任務(wù)；（3）該區(qū)域的負(fù)責(zé)人可以通過(guò)軟件來(lái)查看每天工程任務(wù)以及每道工序的具體的施工信息；（4）領(lǐng)導(dǎo)層也可以通過(guò)該軟件隨時(shí)查看工程的有關(guān)信息。

項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的變更：項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃編制中的每項(xiàng)任務(wù)都有唯一的一套項(xiàng)目編碼，這樣就可以以特定規(guī)則與三維實(shí)體模型的ID形成鏈接，當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更時(shí)可以將變更信息聯(lián)動(dòng)傳遞至項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)；若該工程的進(jìn)度信息需要變更時(shí)，本工程的3D模型信息與每一個(gè)工序各種資源的需求量也會(huì)隨之變更。如此，項(xiàng)目的變更就更加容易管理。

4 BIM技術(shù)在施工技術(shù)交底中的應(yīng)用

本工程在電氣部分施工的技術(shù)交底中采用BIM軟件Revit，對(duì)該項(xiàng)目的配電柜母線連接及橋架內(nèi)電纜敷設(shè)等內(nèi)容進(jìn)行了三維可視化建模，使該項(xiàng)目電氣部分的技術(shù)交底內(nèi)容更加生動(dòng)、形象，現(xiàn)場(chǎng)的施工人員對(duì)施工質(zhì)量的理解更加透徹。

橋架內(nèi)電纜敷設(shè)BIM模型，見(jiàn)圖2：

圖2 橋架內(nèi)電纜敷設(shè)

根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，本工程延伸廠房?jī)?nèi)所有的動(dòng)力、控制及儀表電纜均敷設(shè)在一根600mmX100mm的熱鍍鋅電纜橋架內(nèi)。業(yè)主考慮到動(dòng)力電纜與儀表電纜敷設(shè)在一層橋架內(nèi)，若出現(xiàn)重疊或交錯(cuò)敷設(shè)，動(dòng)力電纜必然會(huì)對(duì)儀表電纜形成干擾，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)儀表讀數(shù)出現(xiàn)波動(dòng)。要求本工程對(duì)橋架內(nèi)電纜敷設(shè)進(jìn)行細(xì)致的建模，可在建立的模型中看到每種型號(hào)電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)的具體位置，動(dòng)力電纜和儀表電纜之間的距離以及電纜綁扎的形式。對(duì)整個(gè)橋架內(nèi)的各種元素實(shí)現(xiàn)可視化。

本工程通過(guò)BIM技術(shù)，對(duì)配電柜的安裝、母線的連接和橋架的路徑、橋架內(nèi)電纜的敷設(shè)等重要的施工工序進(jìn)行可視化的三維建模，通過(guò)該模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量交底，使現(xiàn)場(chǎng)施工人員更加清晰、全面、生動(dòng)的了解到本工程的施工內(nèi)容及施工質(zhì)量要求。從人為因素上控制了本工程的質(zhì)量問(wèn)題，大大的提高了現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在冶金工業(yè)工程施工管理中的應(yīng)用，不僅能夠?qū)?xiàng)目的施工進(jìn)度、工程質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，還能利用BIM模型來(lái)模擬工程的施工，及時(shí)找出工程存在的未知問(wèn)題和設(shè)計(jì)缺陷，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制。因此，在今后的施工管理中加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)降低了工程成本，保障工程按時(shí)按質(zhì)完成有著良好的推動(dòng)作用。