基于BIM 技術的機場施工進度管理

費浩 北京鼎瀚中航建設有限公司

隨著我國城市發(fā)展速度的加快，社會基礎設施建設逐漸完善，各種復雜的大型項目頻繁出現(xiàn)在施工建設中。機場工程項目涉及結構、建筑、鋼結構、機電、管廊、玻璃幕墻、機場工藝設備、高架橋、APM 及心理系統(tǒng)等專業(yè)，多達數(shù)十個施工標段、數(shù)千名參與建設人員、上百個專業(yè)單位，加之項目體量龐大、建設工期緊迫、技術要求嚴苛等，使得施工進度管理成為施工管理的重點和難點[1]。

全程建筑信息模型（BIM）是一種借助三維數(shù)字模型，構建專業(yè)可視化場景的新技術。其基于項目參數(shù)信息進行三維建模、模型輕量化、多專業(yè)碰撞與模擬、臨時場地布設和三維掃描等，為項目施工進度提供客觀指導，促進機場工程各環(huán)節(jié)的順利推進。

一、機場施工進度管理問題

（一）缺乏形象化的表達方式

機場工程項目因受限于工程特點，對施工進度管理的要求相對更高，除了要借助信息技術手段及BIM 建模標準，還需要根據(jù)項目的要求調整。借助BIM 技術管控總承包模式進度，必須拆分項目特點和傳統(tǒng)的進度管理要點，明確BIM 建模的標準和分解尺度問題，實現(xiàn)現(xiàn)場施工進度與BIM 建模的有機結合。只有項目進度管理和模型信息相互融合，才能最大程度地發(fā)揮BIM 技術的作用，提高項目進度管理水平[2]。

（二）數(shù)據(jù)間協(xié)同效率低

傳統(tǒng)的施工進度管理主要以二維CAD 圖紙編制施工組織計劃，借助進度管理工具實現(xiàn)統(tǒng)計整理。這種方式呈現(xiàn)的進度實際情況相對抽象，很難動態(tài)、實時地跟蹤項目進度，無法保障各個環(huán)節(jié)的有機協(xié)調。

除此之外，編制與優(yōu)化進度計劃的難度較大，計劃排查必然會耗費較多的時間成本，很難直接客觀地反映實際進度，使得數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析不夠準確，很難為施工總承包模式的沖突問題管理提供明確的指導，喪失了決策導向作用。

二、機場施工進度管理BIM 技術總體方案

傳統(tǒng)的機場施工進度管理模式，主要是基于工法分部分項達到對產值、合同與現(xiàn)場進度的綜合管控。文章基于傳統(tǒng)管理模式，管理分項施工進度，引入BIM 技術建立全新的進度管理機制，形成基于機場模型工程分解結構（EBS），通過EBS 實現(xiàn)對項目的分解、模型定位和命名，用于對機場施工BIM 建模指導，打造出與EBS分解顆粒度較高的BIM 數(shù)據(jù)，能夠客觀映射傳統(tǒng)工法分部分項的特點，實現(xiàn)模型、計劃和進度數(shù)據(jù)的有機整合，連通兩種管理方式的渠道，形成協(xié)同高效的機場施工進度管理策略[3]。施工進度管理解決思路如圖1 所示。

圖1 施工進度管理解決思路

（一）建立數(shù)據(jù)基礎

在社會經濟高速發(fā)展的背景下，我國針對BIM 技術的應用出臺了六項標準，其中明確了分類和編碼標準、應用標準、交付標準、存儲標準、施工標準和設計應用標準，不同的地區(qū)又相繼發(fā)布了關于BIM 發(fā)展要求的相關標準，這使得BIM 技術的應用在我國已經形成了國家、地方、行業(yè)和企業(yè)四級體系。

EBS 主要是指在工程系統(tǒng)功能分析的基礎上，基于專業(yè)、功能和技術實現(xiàn)對工程系統(tǒng)的分解細化，打造全新的樹狀子系統(tǒng)結構。為了保障BIM 技術在施工進度中的信息化管理，機場工程模型定位和命名規(guī)則主要依據(jù)全國機場項目三維模型構件的唯一檢索ID 確定，以便后續(xù)更好地查詢調用模型構件[4]。具體的定位和命名規(guī)則如圖2 所示。

圖2 模型定位及命名規(guī)則

模型檢索ID 主要是基于數(shù)字0～9、字母A～Z組成的特定含義的字符串。根據(jù)規(guī)則，檢索ID 可以設定為4 個等級：第1 級定位到單位工程的某個專業(yè)；第2 級定位到構件的編碼；第3 級主要為細部構件，是基于模型EBS 表達一級定位表示的某個構件類型；第4 級則是定位流水號碼，表示某個構件在2 級定位區(qū)域中的具體編號。

結合機場施工進度管理的顆粒度，在分項目工程級層級和模型EBS 的構件類型之間即可形成相應關系，即通過對模型EBS 編碼和分部分項編碼關系的梳理確定映射，可采用自動映射和手動映射兩種方式提高關聯(lián)度。其中，手動映射可基于條件完成對模型EBS、分部分項的勾選，促使分部分項和模型EBS 形成映射關系，完成映射表的制訂；自動映射可經由分部分項實現(xiàn)對構件具體類型名稱的自動化匹配[5]。

（二）進度管理設計

1.功能設計

施工進度管理主要是針對分項、模型、施工報表、施工計劃和進度統(tǒng)計五個模塊的管理，通過模型管理模塊、分項管理模塊，即可實現(xiàn)對模型映射關系的有效連接。工點也能夠基于模型管理的工序實現(xiàn)對施工進度的填寫和申報，制訂明確的施工操作計劃，生成對應的施工報表，獲取相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)[6]。

分項管理模塊主要是針對機場施工項目實施分解處理，工作項目包含了一定工作內容的施工過程，也是施工進度管理的基礎控制單元。要合理劃分工作項目，以便滿足施工控制進度要求和施工操作要求。

模型管理模塊主要是指基于三維模型建立的施工信息數(shù)據(jù)庫，其中包含了工序、工程結構和材料等。

施工計劃模塊主要是基于工序制訂明確的計劃，切實有效地解決項目在時間安排上的先后銜接問題，以便更好地達到保障安全、質量的基本要求，充分實現(xiàn)合理安排工期的效果。該模塊結合構件工序，必須配備相應的設備、人員及材料，達到最佳的形象進度[7]。

施工報表模塊主要包含了施工月報、周報、日報等相關報表。施工報表的數(shù)據(jù)主要是基于模型管理模塊、分項管理模塊和施工計劃模塊執(zhí)行的。

進度統(tǒng)計協(xié)同模塊則能夠基于BIM 呈現(xiàn)開工流程、完工流程及滯后特點，借助圖表、文字展現(xiàn)形象進度、施工產值、物料消耗及設備使用等信息。

2.實現(xiàn)邏輯

借助于BIM 軟件的三維可視化特征，工作人員可切實有效地解決施工進度問題，實現(xiàn)施工全過程控制[8]。具體的功能實現(xiàn)關系邏輯步驟如下。

關聯(lián)EBS：結合工法分部分項與EBS 形成聯(lián)動映射關系。

創(chuàng)建模型：結合EBS 分解的設計圖紙和分部分項完成項目模型構建，基于模型構件確定“人、機、料”等信息。

分解工序：對機場BIM 的構件進行工序分解處理，梳理和確定其產值計算、形象進度及計劃等屬性。

實例化工點分部分項：施工單位基于分部分項工程的分解內容，即可基于圖紙、概算確定附加設計量、產值和單價。

制訂施工計劃：結合前面確定的“人、機、料”的屬性，形成明確的工序實施計劃，獲取形象進度計劃、產值計劃、設備需求計劃、人員調配計劃和材料需求計劃等[9]。

進度填報：單位根據(jù)進度安排完成相應的工序后，及時通過系統(tǒng)完成分項實施情況填報。

統(tǒng)計生成：通過系統(tǒng)自動完成施工計劃和實際完工情況的梳理對比，促使施工進度情況能夠客觀反映到機場BIM 模型上。

生成報表：結合分部分項施工完成的具體情況生成對應的匯總信息，按照季度、月度、日度分別形成對應報表，結合施工工序的具體完成情況，既可明確開工、完工及進度滯后等各方面的情況，又能夠動態(tài)掌握設備使用、產值和物料消耗等情況[10]。

三、基于BIM 技術的機場施工進度管理應用案例

某國際機場T2 航站樓項目，總建筑面積大約為33萬平方米，施工周期設定為1000 個工作日，航站樓范圍包括機電、土建、民航空管及機場弱電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、高鐵、地鐵、捷運系統(tǒng)、鋼結構等綜合性超級工程。在項目推進期間，部分分包單位未切實有效地落實招標情況，現(xiàn)場人員基于實際情況構建BIM 模型，在模型的指導下提前做好施工部署，有效避免了后期拆改工作，為相關單位節(jié)約了大量工期。

（一）復雜節(jié)點處理

在施工前期，構建航站樓的鋼結構、土建、高鐵等分項模型?；贐IM 系統(tǒng)整合模型，了解不同專業(yè)之間存在的設計瑕疵和與施工要求不相符的情況，在降低損失的前提下，制訂明確的協(xié)調解決方案，為項目實施提供可靠的技術支撐，有效節(jié)省了60 天工期。

（二）圖紙深化

經由對鋼結構和土建模型的綜合處理，確定臨時場內布設與施工要求的一致性，在施工之前，確定各專業(yè)施工中存在的工序影響因素，為工期縮短贏得更多的時間，降低不可預測方案的缺陷的影響，保障施工能夠一次性完成，防止浪費情況出現(xiàn)。繁雜的圖紙信息給施工帶來了極大的挑戰(zhàn)，借助BIM 技術的可視化功能，讓圖紙以模型方式呈現(xiàn)，確保圖紙中存在的各種問題得到盡早解決，方便技術交流和方案調整，避免了二次拆改問題。

（三）協(xié)調分包施工

在施工期間，設計院會陸續(xù)完成升級版圖紙和設計變更圖紙等，在發(fā)布新圖紙后3 天內通過BIM 軟件完成模型調整，將其傳送給發(fā)包方，與現(xiàn)場施工實現(xiàn)完美對接。

同時，基于BIM 平臺生成二維碼載體，即可實現(xiàn)實體和模型的有效捆綁，促使信息互動延伸到相應工作面。工長在掃描二維碼后就能夠快速獲取責任劃分、交叉作業(yè)要點等信息，提高分工施工協(xié)調程度。

四、結語

因機場施工項目體量龐大，涉及專業(yè)、人員眾多，借助BIM 技術能夠有效提高分包項目之間的協(xié)調程度，同時動態(tài)呈現(xiàn)進度情況，為項目進度管理提供客觀指導，最大程度地縮短施工周期、降低返工率、規(guī)避專業(yè)碰撞問題，確保每個施工環(huán)節(jié)能夠有序、按時推進。