水運工程施工質量管理中BIM協同平臺的應用

◎ 陳亦瑞 中交四航局第二工程有限公司

國家經濟和科學技術的持續發展帶動著水運工程行業也有了很大的發展，目前，我國水運工程建設中存在著許多問題，其中最突出的問題就是水運工程建設中存在的工程質量問題。因此，對此方面提出了很高的要求。經過分析其他安全事故得出結論，企業雖然擴大了施工規模，但卻忽略了智聯管理，這是發生水運事故的核心要素，對生產和作業人員的生命安全都造成了影響。BIM技術以數字信息技術為核心，能夠在管理、建造和設計中發揮出數字化技術的優勢，使得建筑工程項目中集成管理環境得以積極的構建，顯著提升了水運工程項目的施工效率，將施工風險控制到最低。

1.工程概況

深圳港鹽田港區東作業區集裝箱碼頭工程一期工程碼頭及護岸工程，建設20萬噸級自動化專業集裝箱泊位3個，岸線總長1470m；陸域形成及地基處理約120萬m2；配套陸域道路、堆場等面積約115萬m2，年設計吞吐量300萬TEU。

3個20萬噸級集裝箱泊位碼頭及護岸工程，碼頭岸線長度1470m，結構形式為高樁梁板。陸域形成區面積約4.6萬m2，陸域形成區護岸長度約600m。碼頭后方護岸主體結構為拋石斜坡堤，碼頭后方與陸域形成區過渡段護岸和陸域形成區護岸為直立堤結構。

2.BIM技術在建設期的應用狀況

對BIM協同管理平臺進行了充分的利用，整合了建筑工程項目中的信息化模型和數據化模型技術，從項目的運行和維護等角度出發，實現了整個生命周期的有效傳遞與信息共享，促使技術人員能夠對建筑信息技術做到合理化的使用，使得各個參與方的協同工作能夠取得最佳的效果，將工程項目的建設施工周期縮減到最短，并使施工效率發生了根本性的改變。在全生命周期的BIM框架提出以后，BIM服務平臺和數據集成平臺得到了高效的開發，同時也對施工過程中的虛擬技術使用情況進行了綜合的分析。

3.BIM協作管理平臺的構建

3.1 設計方案

本文提出了基于計算機的BIM協作管理平臺的設計方案。其中，計算機端的主要功能包括：顯示和瀏覽模型、上傳資料、模擬進度以及上傳數據；手機端是一個平臺，可以讓管理員輸入現場數據。網頁端的作用是收集整理和瀏覽數據。工程資料庫的主要作用是抽取平臺資料，完成工程所需要的資料格式的自動轉換。它的形式是主要的用戶輸出報告，輸入企業管理系統，以及進程仿真，圖1為數據處理流程圖。

圖1 BIM數據處理過程流程圖

3.2 虛擬建造

在施工初期，以專項施工方案為依托，對Revit軟件進行合理化的使用，實現對施工模型的積極構建。在Navisworks導入以后，真實模擬施工工序，實現對施工方案的優化升級，高質量地完成工藝動畫的制作。借助協同管理平臺，實現了在施工構件上關聯動畫視頻，施工技術人員借助手機端就能對動畫視頻進行及時的觀看，使現場施工技術交底資料變得更加豐富。

4.水運工程BIM協作平臺的實際應用

BIM協作平臺包含的主要內容有網頁、手機端和PC端。PC端對模型進行查看，對進度進行模擬，實現了對數據的快速上傳；移動端負責采集現場的數據；網站一方負責收集、查看、瀏覽數據。此次，利用BIM協同平臺，將其用作項目管理的基礎平臺，采集基礎性數據信息資料，結合平臺的內容和數據格式，有效地開發項目BIM 數據庫。工程數據庫能夠抽取平臺上的數據信息，及時將其轉化成為項目部需要的報告形式。在對資料信息進行采集時，采集的信息能夠高效地實現進度仿真顯示和報告輸出。

4.1 水運工程前期BIM協作平臺的應用

4.1.1 最佳化設計

碰撞分析技術能夠完成項目圖紙的詳細設計，在建造之前，找出錯誤，并加以改進。避免重做，并保證項目的質量。充分利用水路運輸項目的作用，發揮它的利用價值，它作為水運工程建設方案最基本的技術，精確性和完備性將會對后續工程的成本控制和施工進度控制質量產生直接的影響（如圖2所示）。

圖2 水運工程中樁端錨固的仿真分析

4.1.2 工程量設計

借助發達的信息技術將工程量進行全方位精細的統計，用BIM協同平臺將數據進行匯總，在進入施工之前找出各專業之間的沖突，避免成本浪費和工期延誤，BIM協同平臺的自動化算量方法，比傳統的計算方法更加準確，便于在設計的前階段對成本更好的控制，有利于全方位掌握工程量，提高造價預算的準確性。

4.2 進度管理

首先，把整個進度標準表輸入到BIM協作管理平臺，然后手工把進度標準與各個組件相結合，采用3D動畫仿真方法，驗證了方案的可行性，并對方案進行優化。在引入平臺之后，將整體的質量標準進行分解，并結合工程項目的進度，制訂出一份詳盡的周進度計劃。在 BIM平臺的PC上，將周進度計劃分配到具體的負責人，負責人在接到周定工作后，按照現場的實際進展，在系統中輸入相關的進展數據，并將相關的進展數據自動匯總到網站上[3]。

負責人可以在網站上看到任務的執行過程，并將網站上的數據輸出到網站上，通過網站看到任務的執行情況，然后輸出網站上的數據，將已建立的工程BIM數據庫導入到項目中，完成自動轉換，根據項目部要求，產生日、周、月度報告，既減輕了工程管理者的統計工作，又將人工統計的錯誤率控制到最低。使用手工操作的方式對輸入的實際進度資料進行處理時，把模型中的各個部分連接在一起，產生一個實際的進度表，然后把它和計劃的進度表進行對比，進程狀態以不同的顏色進行顯示，在此基礎上，項目經理可以根據該平臺的建模，對項目的進度進行全面、準確的把握。如今，在使用此項功能時，手工操作的頻率非常高，實際進度和已經規劃好的時間需要借助手工操作的方式得以完成，所以還不能實現自動的聯系。

4.3 水運工程建設中BIM協作平臺的應用

在水運工程建設過程中，要從整體上進行規劃和安排，必須經過認真的檢驗，以確保工程的進展符合設計，在傳統的施工進度管理中，工作人員需要根據自己的經驗，并經過認真地校驗，來保證它的精確度。但是，這往往會造成大量的工作量，而通過BIM協作平臺，可以建立一個數字運算模型，對整個項目的進度及施工進行優化，并用模式邏輯檢驗結構的完整性和可行性。在此基礎上，采取相應的措施，對工程進度進行了微調與優化，比如在深圳鹽田港東部作業區的集裝箱碼頭建設過程中，該項目碼頭岸線長達1470m，為高樁梁板式結構[4]。

為了對該工程的建設進度進行優化和改善，負責人首先把數據導入到BIM平臺的數據庫中，然后人工將調度時間與各組成部分相結合，并利用BIM建模功能對調度過程進行仿真。并通過BIM平臺把總體計劃分成若干部分，結合場地實際施工情況細化為周進度計劃發送到各個負責人手中，各個項目經理都會根據工地的進展情況，將資料輸入到移動端，然后將資料匯總到網站上。項目經理在上Web查看項目進度，并將數據從Web端導入BIM數據庫，自動轉化為詳細的日、周、月報，這樣可以大大減少項目經理的統計工作量，減少錯誤率。手工處理輸入的實際進度資料，將該方法和已建好的模型結合起來，得到實際的進度，工件的進程狀態以不同的顏色進行顯示，負責人在平臺即可查看項目進度，了解生產過程中出現的問題，并對生產計劃進行及時的調整。在目前來看，該功能出現的手動操作情況比較普遍，只能是借助手動的方式將實際進度、預定時間和生成的程序合理的匹配，還沒有實現自動聯系。此外，在BIM協作平臺上，還可以利用建筑追蹤功能，實現對水路運輸工程建設質量的實時控制。

4.4 質量管理

1）質量管理控制。在對施工過程中的施工質量進行管理時，零件追蹤功能發揮著十分重要的作用。質量控制在對控制節點進行設定時，要以構件的制造流程為基礎，依據檢測批次報告設定控制參數；將設定好的控制過程與對應的組件相聯系，并在PC端將組件的追蹤任務分配給相關人員；其次，在接受委托后，負責人員應按照現場測試的結果，及時填寫相應的數據。如果數據不在控制節點的誤差范圍內，負責人就會收到警告訊息，發現問題，改正問題；最后，在現場輸入數據后，將其自動匯總到網絡上，便于工程管理人員對其進行分析，以了解其工作進度及工作狀況。在此基礎上，將網絡端的構件追蹤數據輸入到工程BIM數據庫中，并在BIM數據庫中自動形成檢測批次報告，作為質量驗收的依據。

2）閉環處理質量問題。在對出現的問題進行處理時，質檢員使用BIM平臺中的手機端來對問題進行拍照，手機端會第一時間將問題的詳細情況、具體位置和需要整改的內容快速地傳遞給相關的負責人，在收到資料后，負責人員立即對產品的質量問題進行糾正，糾正完畢后，將糾正后的圖片在移動端上，并將糾正后的圖片發給質檢人員；質量檢查人員檢查，達到標準就停止檢查，未達到標準的則及時上報責任單位。Web端能夠對所有問題進行有效的接收，項目管理人員對問題清單進行了實時的瀏覽和查看，與此同時，Web端還會將問題和數據進行歸類，以便更好地分析問題。隨著水運工程建設的日益困難，其質量管理也隨之日益困難。技術員通過BIM技術將施工過程動態模擬，對重點環節反復多次模擬，查找不足，保證施工的質量安全。在水運工程結構施工的過程中，技術人員采用4D仿真分析，對工程的力學性能以及變形狀態進行分析，以便于為施工質量管理提供依據。管理員可以通過BIM平臺著重觀察危險區域，結合紅外線功能，一旦有人非法闖入，便會報警處理，同時結合BIM平臺的視頻上傳功能，實時監控施工現場，倘若出現安全問題，便可快速處理，大大減少事故的發生率。

4.5 BIM平臺與企業OA系統相互連接

當前，大多數企業的工程管理體系與企業管理體系都是相對獨立的。項目部經理每天都要在項目管理系統中錄入項目的施工進度和相關費用信息，并將所有信息及時上傳到管理系統里，這樣會造成工作重復，工作效率低下。以此為基礎，對BIM協同管理平臺進行高效的開發，公司的OA系統與BIM平臺模型完美結合起來，使項目部工作人員不需要再重復地輸入數據。這樣一來，企業經理可以使利用OA系統，隨時查詢BIM建模、進度等信息，掌握項目進展情況。

5.BIM協作平臺的管理特性

與傳統工程管理內容比較，在使用BIM協作管理平臺以后，使用BIM數據庫對整個工程項目開展了高效的管理工作。

（1）自動分類和管理數據信息。手機端能夠高效地處理質量安全問題，自動完成數據信息匯總工作，并向網頁端傳遞，依據問題的性質和類別等自動完成統計和分類工作，管理人員在查看問題信息時，會更具針對性。

（2）自動產生報告。協作平臺中記錄的進度數據將自動轉換成日、周、月報，這樣就不需要進行人工統計，從而降低了人工統計誤差，提高了工作效率。

（3）BIM平臺和企業的OA系統相互聯通。將BIM平臺的數據直接接入企業的OA系統，避免數據重復輸入。

（4）直觀的進程顯示。組件跟蹤任務與模型組件之間存在著一對一的聯系，用戶使用手機端傳輸的信息，可以在模型組件上完成實時反映，在3D模型里，使用不同的顏色來顯示組件的狀態和階段，使其變得更加直觀和具體，點擊組件就能夠對具體的進展情況做到全面的了解。

6.結語

在建設工程項目的全壽命周期中使用BIM技術以后，科學地設計數字化信息內容，使得數據庫信息體現出了一定的動態性特點，并在應用中完成更新工作。項目各個參與方在使用協同工作平臺以后，將整個工程項目的施工周期縮減到最短，顯著提升了施工效率。