BIM技術在京哈改擴建工程管理中的應用

（黑龍江省建設科創投資集團有限公司，黑龍江 哈爾濱 150046）

將BIM技術應用到建筑工程施工管理中，不僅是推動建筑行業穩定健康發展的重要途徑，也是時代發展的客觀要求，其為建筑工程全過程管理提供決策，實現不同專業的協同及數據共享，促進施工管理水平的提高。本文將結合不同軟件特點出發，分析其在建筑工程施工管理中的應用情況。

一、項目應用概況

京哈高速公路改擴建項目起于吉黑省界拉林河大橋南側，與建設中的京哈高速長春至拉林河段終點順接，項目利用既有四車道拼寬擴建，路線全長71公里，為設計時速120公里的雙向四車道高速公路，路基寬42米。

（一）項目管理必要性分析

在項目實施過程中，項目管理不但能夠大幅度降低工程的成本造價，而且能夠有效控制項目的各類風險。BIM技術不僅包含了項目所有的信息數據模型，也涵蓋了項目信息之間組織的行為，通過信息數據模型與行為模型的結合，使數據由信息層經過行為層到達管理層，數據的運動產生了動態的關聯。

BIM參數化模型為項目各方的協同交流提供平臺，有效鏈接各個集成階段的資源和數據實現，通過智能化和參數化的手段將項目信息以數字化的方式表現出來。

實現對整個項目的動態控制?；贐IM技術下的工程項目信息管理模式，實現對傳統圖紙化設計中專業間的協調性不足的優化，而在項目施工過程中對節能減排問題、施工進度、工程成本控制、施工安全管理、管線碰撞問題所涉及到的重要參數數據或信息，也同樣能實現模擬化管理，以保證對整個項目的動態化控制管理。

用4D的BIM協同模式對不可預期的現場狀況做快速反應項目?；赟ynchro 4D軟件標注施工過程中模型，動態碰撞檢測、安全檢測、進度模擬等，實現對工程施工的4D動態模擬?；赑rojectWise軟件對項目進行協同管理，實現不同專業人員、不同部門之間組織協同，保證對施工現場的快速反應。

（二）項目管理目標

設計階段：通過搭建BIM協同設計平臺，形成協同設計工作模式，以提高溝通效率；協調項目中各個專業人員、不同部門人員，通過創建BIM設計模型與設計交互工作，設計階段應用BIM技術提前發現潛在設計缺陷，克服傳統設計溝通不及時、不通暢帶來的弊端。

施工階段：通過搭建Synchro 4D進度管理平臺，形成施工進度模擬，把控項目進度，將模型區分辦公區、施工區、材料區等，規劃車輛行進路線，減少物料的損耗、施工人員工時、機器油耗，克服傳統的進度管理。

運維階段：通過搭建CSC項目管理平臺，形成數字化資產，接入BIM軟件模型信息，用于進度管理、安全管理、智慧工地，提高項目人員溝通效率，并實時監控項目進展，降低運營成本。

二、規劃階段項目管理

京哈高速公路改擴建項目在招投標階段，優化使用施工資源，科學布置場地，統一管理和控制整個工程的施工進度、資源和質量。根據每個路段、橋梁需要的構件、鋼梁、土方的尺寸確定項目運輸方案。利用OpenRoadsDesigner、BIM Review、Synchro 4D軟件分析了物資、存儲空間與項目內道路的位置關系，并規劃出綜合運輸路線，預先按照產品工藝流程安排好進、出場路線、避險路線及物料堆放位置，與傳統規劃方式相比，車輛因錯車導致的停車等待情況大幅下降，車輛利用率提高。同時，還借助STAAD.Pro優秀的前后處理模塊及中國本土化規范，設計及驗算施工現場的臨時結構，利用桁架單元分析靜力和穩定性，節約了設計時間。

在設計初期，項目組與設計方使用ProjectWise搭建了工程內容管理平臺，對暖通專業、給排水專業、道路橋梁專業、地質專業、建筑工程專業等多專業文件高效管理，并且形成統一協同環境。各專業在該環境下協同工作，輔以Synchro4D使用三維模型作為信息的中心樞紐，與所有的利益相關方密切溝通，資料浪費率大幅降低。

圖1 OpenRoadsDesigner設計構件

三、設計階段項目管理

使用MicroStation快速方案設計，依據功能分區將規劃方案中原料區、辦公區、倉儲區、生活區、構件展示區的建筑物布置在三維實景模型中，確定了各功能分區建筑物的位置和輪廓尺寸。借助Synchro Pro將BIM模型“自動匹配”到日程表，自動更新4D施工計劃。與傳統方式相比，通過識別活動，工作區域和設備的視覺報告，減少日程安排差異，有效節省時間。

使用ProStructures對橋梁上部鋼箱梁創建模型并深化設計鋼箱梁關鍵節點，其在關鍵節點的處理上采用了國內規范的參數化鋼結構節點。模型導入Synchro 4D軟件中進行四維空間靜態和動態分析與沖突檢測，對施工階段的構件和管線、建筑與結構、結構與管線碰撞檢查，提前設計施工方案模擬并優化進度。使用Synchro Open Viewer標記繪圖和視圖、攝影機角度、項目日期和標記及3D過濾器和切割平面共享文件，項目時間和成本得到降低。結合Synchro 4D協調施工現場進度，結合現場交叉作業工況模擬與分享，分析項目進度，分析穿插作業的滯后對工作面交接的影響，并輔以進度分析的數據報表，降低項目時間和成本。

四、建設階段項目管理

使用Synchro pro建立人力、物力、設備和位置并將資源分配給任務，使用生產率規則自動計算工作可持續時間，查看每個工作和項目級別的經濟附加價值（EVA）數據，輔以“資源利用率”圖來展示，項目資料消耗率得到下降。使用OpenBuildings Designer優化收費站、服務區等設計方案，方便直觀地展示立體效果。使用CNCCBIM OpenRoads軟件正向設計道路路線，出具符合國家規范的道路平面圖、縱斷面圖等。利用CNCCBIM OpenRoads軟件創建各種復雜平交路口、互通式立交等三維模型。使用Synchro Pro針對工作區域和設備產生的視覺報告減少日常安排差異，有效節約時間。

結合Microsoft HoloLens 2使用Synchro XR連接操作在云中運行的施工數字孿生模型數據庫，通過iPad或HoloLens上的4D模型監控，節省追蹤進度的時間，通過全息計算能力實現其工作方法的可視化，管理現場質量、安全、進度，同時將進度更新同步回Synchro Pro中的CPM計劃，并快速分析報告計劃到實際進度。

在建設期間，結合Synchro Scheduler分配工作的生產率和數量計算任務持續時間，數量或預測生產率發生變化，工作持續時間自動更新。結合Synchro CPM引擎，影響整個范圍或勞動力變化，實現及時檢查計劃，節約了施工時間。

結合項目Excel計劃表，用于橋梁和路基模型、管控項目進度計劃變更，在不影響模型劃分的情況下，修改進度計劃并同步軟件中。如影響模型的劃分，記錄變更部位、劃定變更范圍，逐項修改模型劃分與匹配信息，完成后將進度計劃與模型重新同步至Synchro 4D中匹配，每次記錄變更部位、變更范圍、時間、版本，以及項目節能時間和成本變化。

五、驗收階段項目管理

結合自主研發CSC項目管理系統，統一EBS項目編碼，提升協調效率，運用數字化監控設備，實時有效檢視項目的設計、施工、采購、進度，利用所有信息均可包含在同一個4D模型中的特性，顯著提升施工質量。

項目驗收之時能夠提供更可靠、更安全的報告（工作內容經過數字化排練，充分共享信息，降低項目未知情況），減少項目風險和浪費，施工工藝效率得到提升。另外，利用Synchro 4D導出施工進度甘特圖及其他標準報告（支持以PDF格式導出），與傳統方式對比，有效減少了資料浪費。