BIM 技術(shù)在EPC 工程控制中的應(yīng)用研究

張亞其

（中電建路橋集團西部投資發(fā)展有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

BIM 技術(shù)能夠有效的應(yīng)用于工程項目全過程管理之中，但目前對BIM 技術(shù)在EPC 工程管理中的應(yīng)用的全面研究為數(shù)不多，因此，本文將結(jié)合具體的實際案例對BIM 技術(shù)在EPC 工程管理中的實際應(yīng)用進行探究，以促進EPC 工程項目在質(zhì)量、進度、成本以及安全方面得以實現(xiàn)有效管理。

1 工程概況

某工程項目為大型酒店，建筑面積為3.6 萬m2，該酒店項目的業(yè)主希望尋找到合適的EPC 承包商。該項目地處高震區(qū)域，通過協(xié)調(diào)之后，業(yè)主同意以鋼管混凝土柱——型鋼梁結(jié)構(gòu)體系進行施工，該結(jié)構(gòu)的抗震性能比較優(yōu)越。且施工周期比較短，對地材要求也相對較低，若采取有效的管理技術(shù)措施，將會對施工進度、成本等方面實現(xiàn)有效控制，總承包商若能有效開展EPC 工程管理，將會獲得巨大收益，但由于項目所在地地理環(huán)境以及氣候特點比較復(fù)雜，工程項目受外部環(huán)境的影響較大，容易出現(xiàn)設(shè)計變更，且在施工中一旦存在技術(shù)問題和材料問題，將會影響工程質(zhì)量和安全。因此，該總承包商將BIM 技術(shù)引入到該項目中，如圖1 所示，即該項目設(shè)計部門采用Revit 制作的主結(jié)構(gòu)3D 模型圖。

圖1 酒店項目Revit 建筑3D 模型圖（左）及渲染圖（右）

2 BIM 技術(shù)在EPC 工程管理中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 可適用于復(fù)雜化的大型工程項目

該項目屬于大型工程項目，在實際開展EPC 工程管理時具有一定的復(fù)雜性，首先，從設(shè)計方面來看，該項目在開展設(shè)計的過程中，需要結(jié)合各參與方的意見來進行統(tǒng)籌設(shè)計，各參與方在建設(shè)該項目時可能會存在矛盾沖突，主要體現(xiàn)在施工節(jié)點矛盾、專業(yè)矛盾等。通過應(yīng)用BIM 技術(shù)開展EPC 工程管理，能夠發(fā)揮其協(xié)調(diào)各方的作用，從而促使EPC 工程項目設(shè)計更為科學(xué)合理；其次，從施工方面來看，大型工程項目的施工操作以及技術(shù)要求是比較復(fù)雜的，通過BIM 構(gòu)建3D 模型能夠?qū)崿F(xiàn)該項目施工的可視化、模擬化，從而實現(xiàn)對施工難度較高的節(jié)點以及細微節(jié)點進行有效管理。

2.2 可有效實現(xiàn)各層面管理效果的提升

對于EPC 工程管理而言，其涉及的管理層面也比較多，例如，工程項目的進度管理、成本管理、質(zhì)量管理以及安全管理等，基于該EPC 工程項目的復(fù)雜性，使得上述各層面管理內(nèi)容的復(fù)雜程度也比較高，通過應(yīng)用BIM 技術(shù)，可實現(xiàn)EPC 工程項目進度、成本、質(zhì)量以及安全管理效果得到提升。例如，該項目在應(yīng)用BIM 技術(shù)時，可以通過碰撞試驗來檢驗各參與方施工中存在的沖突，并根據(jù)碰撞實驗結(jié)果，將施工流程進行調(diào)整，從而有效規(guī)避因施工沖突造成的質(zhì)量、進度、成本以及安全問題。

2.3 可實現(xiàn)EPC 工程信息化管理

隨著當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代的到來，海量信息涌入到EPC 工程項目之中，同時由于EPC 工程的復(fù)雜性，使得EPC 工程管理難度增加，若采用傳統(tǒng)管理方法，將會造成EPC 工程管理效率降低，工程管理的滯后性將會表現(xiàn)的越來越明顯，而BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)PC 工程項目各類數(shù)據(jù)進行歸類整理，并存儲于數(shù)據(jù)庫之中，方便日后調(diào)用，并且還能夠及時實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新，保證EPC 工程施工管理的信息化、實時化，更加能夠提升該EPC工程管理的質(zhì)效。

3 BIM 技術(shù)在EPC 工程管理中的具體應(yīng)用

3.1 BIM 技術(shù)在總承包單位設(shè)計階段中的應(yīng)用

3.1.1 設(shè)計圖紙審查

總承包單位在該項目設(shè)計階段對設(shè)計部門做出了要求，要求其將二維施工圖紙和BIM 模型一同交付，該項目總承包單位擁有專業(yè)的BIM 技術(shù)人員，也可以通過二維施工圖紙來構(gòu)建BIM 模型。圖紙審查工作人員能夠通過BIM 模型來審查施工圖紙，通過BIM 模型能夠直觀的將該項目包含的建筑物予以展示，同時還能夠方便各類構(gòu)件間穿插以及搭接正確與否，從而使圖紙會審的難度以及工作量得以全面減低。BIM 模型之中所包含的圖紙信息是所有二維圖紙信息的集合，各參與方均可以通過BIM 模型以及相關(guān)的技術(shù)軟件開展交流與溝通，從而有效的解決了各參與方之間出現(xiàn)的“信息孤島”，通過BIM 技術(shù)的協(xié)同特性使各參與方實現(xiàn)協(xié)同管理，從而使圖紙審查工作人員的工作質(zhì)效得到全面提升。

3.1.2 協(xié)同管理

BIM 模型之中包含結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，與該EPC 工程項目全部的信息數(shù)據(jù)資料均會存儲于該數(shù)據(jù)庫之中，并且通過BIM 技術(shù)可以對這些數(shù)據(jù)信息資料進行分析和利用，還可以將信息通過3D 可視化的展現(xiàn)形式展現(xiàn)給用戶，有效的解決了當(dāng)前總承包商開展深化設(shè)計時面臨的各項問題，并使深化設(shè)計的效率得到提升，使深化設(shè)計效果也同樣得到提升。例如，該項目在設(shè)計深化階段曾存在管道碰撞問題，為了使該問題得以有效解決，該項目的總承包商整合了各專業(yè)BIM 模型，然后開展了碰撞試驗，形成實時碰撞試驗報告，且報告可導(dǎo)出，依據(jù)構(gòu)件ID 號能夠?qū)ε鲎苍囼灣霈F(xiàn)問題的位置進行定位，并生成二維圖，從而使該項目的設(shè)計工作人員能夠準(zhǔn)確有效的對碰撞管線進行修改，節(jié)約了設(shè)計時間。該項目在完成碰撞管線修改操作后再次開展了碰撞試驗，經(jīng)試驗未發(fā)現(xiàn)任何管線沖突，保證了后續(xù)施工的準(zhǔn)確性，也提升了深化設(shè)計的質(zhì)效，保證了項目設(shè)計的安全性和準(zhǔn)確性，并使返工情況的發(fā)生得以減少，對總承包商開展施工質(zhì)量以及進度管理非常有利，見圖2 所示。

圖2 基于BIM 技術(shù)的管線優(yōu)化前后對比

3.2 BIM 技術(shù)在總承包單位施工階段中的應(yīng)用

3.2.1 優(yōu)化施工方案

依照當(dāng)前BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，由設(shè)計階段提供的BIM 模型尚不可對其直接開展施工模擬，還需要結(jié)合該項目的工序以及施工工藝來對BIM 模型進行創(chuàng)建，通過施工模擬、施工方案比選來確定每一種施工方案存在的缺陷和問題，然后對問題較少的施工方案進行優(yōu)化改善，從而確定最終優(yōu)化施工方案，從而對施工進度、質(zhì)量以及成本等各方面實施有效控制。總承包商還對該項目的重點施工方案及工藝進行了BIM 模擬分析，例如，腳手架搭設(shè)以及鋼筋錨固等均采取了BIM 模擬分析，并對具體的施工方案進行全面的優(yōu)化，以便于現(xiàn)場施工指導(dǎo)，并實現(xiàn)施工質(zhì)效的提升[1-5]。

3.2.2 施工安全管理

總承包商在開展施工平面管理時，對施工現(xiàn)場的布置管理也是比較復(fù)雜的，在該項目中，總承包商通過BIM 技術(shù)進行了全面模擬，主要包括道路管線、施工設(shè)備以及施工所用的臨時設(shè)施等開展了模擬，從而對施工現(xiàn)場進行預(yù)先、合理的排布，保證項目施工的安全性，例如，該項目開展了“塔吊活動范圍模擬”，通過BIM 模型對塔吊的活動范圍進行了模擬，發(fā)現(xiàn)了塔吊活動范圍內(nèi)的障礙物，通過重新調(diào)整塔吊的位置實現(xiàn)了項目施工的安全性。此外，還可以通過BIM 技術(shù)開展施工前的技術(shù)交底工作，通過BIM 模擬施工，使施工人員能夠全面掌握施工技術(shù)，從而保證施工的安全性。該項目在開展技術(shù)交底時，運用了“BIM+VR”組合技術(shù)，將施工模擬的可視化進一步加強，使施工人員有“身臨其境”之感，能夠更好的掌握施工技術(shù)，從而提升施工安全性。

3.2.3 質(zhì)量管理

由于該EPC 工程項目的規(guī)模比較大，所以在項目施工質(zhì)量控制方面的難度比較高，總承包商主要從三個方面來開展施工質(zhì)量管理工作。第一，總承包商采取現(xiàn)場監(jiān)管與遠程監(jiān)管聯(lián)合的方式，對施工質(zhì)量進行監(jiān)控，保證施工現(xiàn)場中所有的施工工藝技術(shù)以及方法均是按照技術(shù)交底的內(nèi)容進行操作的；第二，通過BIM 技術(shù)材料數(shù)據(jù)庫記錄的材料信息，進行了材料質(zhì)量管理；第三，通過上述技術(shù)交底使施工人員熟練掌握施工技術(shù)方法，從而提升施工質(zhì)量，將三個方面相互結(jié)合，可實現(xiàn)該項目的施工質(zhì)量得到有效控制。

3.2.4 成本管理

該項目在開展場地布置時，保證了場地布置的合理性，尤其是在材料現(xiàn)場存放、堆場、施工人員的調(diào)度、租賃設(shè)備的配置等方面進行了統(tǒng)籌規(guī)劃安排，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化配置，并使資源浪費現(xiàn)象得以減少，從而有效的節(jié)約了施工成本。通過BIM 技術(shù)還能夠開展施工方案比選，從而選出經(jīng)濟可行和技術(shù)可行的優(yōu)化方案，對于提升施工的經(jīng)濟性發(fā)揮重要作用，此外，該項目施工階段對于租賃設(shè)備也使用了BIM 技術(shù)的預(yù)警提醒功能，即租賃設(shè)備臨近租賃期限時，會通過BIM 平臺向用戶終端發(fā)送警示信息，從而提醒管理人員及時歸還或是續(xù)期租賃設(shè)備，以免造成不必要的經(jīng)濟損失。

3.2.5 進度管理

該EPC 工程項目應(yīng)用了BIM-4D 模型，該模型在BIM 3D 模型基礎(chǔ)上增加了時間維度，使得BIM 3D 模型與該項目的施工進度進行了捆綁，實現(xiàn)了施工進度實時跟進，并直觀的將施工進度展示給管理人員，在進度模擬過程中，能夠及時發(fā)現(xiàn)各施工方在施工之中存在的矛盾沖突，可根據(jù)這些矛盾點優(yōu)化施工工序，調(diào)整施工進度，使施工進度計劃得以優(yōu)化，有效避免了工期延后、返工等不良情況，同時，通過BIM-4D 模型還能夠?qū)嶋H進度與計劃進度之間進行比對，從而及時發(fā)現(xiàn)進度偏差的具體節(jié)點，并通過BIM 技術(shù)進行偏差分析，進而制定并實施調(diào)整對策，實現(xiàn)EPC 工程項目進度的實時跟進。

4 結(jié)束語

該EPC 工程項目通過應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠有效解決EPC 模式下工程管理方面存在的各種問題，并有利于實現(xiàn)設(shè)計階段和施工階段的順利開展，對該項目的進度、成本、質(zhì)量以及安全管理方面也發(fā)揮著顯著的效用，說明BIM 技術(shù)適用于EPC 工程項目，能夠迎合EPC 工程項目的特點，但在實際應(yīng)用中，還需要由專業(yè)的人員進行操作，不斷提升BIM 信息化管理水平，從而進一步實現(xiàn)EPC 工程管理的綜合效益。