BIM 技術在橫河兩岸截污工程中的應用＊

朱文武 李洪濤 金 鋒 朱明姿 韓欣悅 李梓言

（1.江蘇淮陰水利建設有限公司，江蘇淮安 223001；2.淮安華特物業服務有限公司，江蘇淮安 223002；3.淮陰工學院，江蘇淮安 223001）

0 引言

橫河兩岸截污工程是防洪工程的一個重要部分，施工前需要對周圍地質環境、城鄉規劃以及耐久性要求做出全方位的考查，從而進行安全可靠的結構設計。本項工程涉及的工程量大、風險系數高，需要精確的數據作為支撐，傳統的方法需要耗時耗力，對各種工程量進行大量的工程計算，中間還無法避免數據出現差錯，而應用BIM 技術可以自動生成，避免工程量清單的復雜流程和人員的成本投入。橫河河道土質差，有長流水，對工期的要求較高，縮短工期的前提是有一套完善的施工進度管理計劃，使工程有條不紊地進行，而項目的參與方較多，需要各部門、各環節相互配合協調進行信息共享，及時發現問題并商討解決，BIM 技術的使用可以對施工進度進行模擬優化，加快工程進度，提高工作效率，使各參與方及時互通信息，對施工方案做出針對性調整。該項目對鋼結構的安裝精度要求高，有大量的專業管線排布，在施工過程中可預測性不高，BIM 技術通過三維視角對安裝工藝進行模擬還原、直觀展現，在安裝前進行碰撞檢測，提高施工精準度，避免二次返工。針對工程量大、施工進度管理、安裝精度等施工過程中存在的問題，運用BIM 技術深化設計，以可視化、動態化的優勢加快整個工程的進度，減少各參與方之間的施工矛盾，為施工管理提供科學建議。

1 BIM 技術應用

1.1 組織架構及管理目標

本項目將設置BIM 小組（見表1），全過程參與工程建設，為施工提供先進的技術支持。BIM 團隊的領導負責BIM 團隊的管理，并對BIM 的各個階段相關方進行協調，例如 BIM 工程師、計劃協調部、物資設備部、商務合同部、其他設計單位、其他分包商等，主要管理項目各參與方完成BIM 模型深化、業務流程管理、深化設計、后期維護及協調施工階段BIM 相關工作。

表1 BIM小組成員及職責分工

1.2 BIM 實施環境搭建

項目BIM 實施中，基于功能需求與成本效益，選擇合適的BIM 軟件技術平臺，不同的應用功能需求可用不同的技術平臺完成，但必須保證各軟件之間的成果交付符合要求。軟件配置詳見表2。

表2 幾款軟件配置表

2 BIM 模型深化設計

2.1 土建深化設計

根據圖紙設計要求，對鋼結構線型設計、標高控制、焊接等施工節點進行建模，從三維視圖的角度判斷施工難度，并利用間隙碰撞對施工工序進行優化和三維技術交底。

本工程存在大量專業管線，可通過Revit 軟件進行管線排布，提前進行碰撞檢查，從三維視圖角度優化施工節點工藝[1]。

2.2 BIM 模型施工組織優化

施工重難點方案模擬優化，進行施工模擬（見表3）。

表3 BIM應用點

2.3 施工進度模擬優化

施工進度計劃利用Project 進行編排，然后將Project的項目子項目名與模型構件屬性名一一對應，導出后通過Naviswork 進行可視化的施工進度模擬，并利用其中的4D（三維模型加項目的發展時間）仿真、動畫和照片級別的效果制作功能演示設計意圖，仿真施工流程，從而加深對項目的理解，增強預測性，并提高各項目團隊之間的合作效率[2]。

2.4 根據施工場地平面布置圖，對施工現場進行階段化建模

利用BIM 軟件建立場地模型，對施工時產生的臨時建筑物、構筑物和其他臨時設施進行三維設計，并將施工設備、臨時堆場及堆放物等加載到場地模型中，通過Navisworks等軟件進行動態模擬，保證各施工道路、堆場以及大型機械設備布局的合理性，使施工場地的平面布局達到最佳。通過Navisworks 軟件自帶的漫游命令，對階段化模型進行漫游，檢查施工過程中潛在的安全隱患，提高現場監管能力[3]。

2.5 BIM 模擬施工過程管理

2.5.1 質量管理

作為施工過程中起到關鍵作用的信息，檢查和驗收資料將在BIM 模型中被完整保存，相關單位可以快速地查詢、統計和分析任意構件，在保證工程質量的前提下，也能為運行和維護工作提供整體的質量信息。

2.5.2 進度管理

在周例會前，收集項目的實際進度，根據項目實際進度信息生成實際進度曲線和項目未來進度曲線，根據項目進度進行管控，由傳統的被動管理轉變為主動管理。通過進度計劃協助監控工作，識別問題，并啟動控制行動，提供所需的信息，有效管理工程項目。

2.5.3 安全管理

本項目占地面積較大，高大建筑物較多，高峰期現場施工人員眾多。在4D 模型和4D 模擬的應用基礎上，通過附加材料屬性、邊界條件和荷載條件，結合時代先進的時變結構分析方法和相應的有限元軟件接口，采用ANSYS 或Etabs 等通用的有限元軟件，將BIM 技術、4D技術和時變結構分析方法綜合使用，在BIM 技術的基礎上實現施工過程結構安全分析與支撐體系安全分析，有效把握施工過程中的風險狀況，指導制定和實行安全維護措施，有效避免安全事故的發生[4-6]。

2.5.4 信息管理

（1）資料共享。管理用戶上傳的資料，實現資料在各個角色之間共享，在后臺將資料與BIM 模型關聯，使其他平臺也能查看瀏覽器端上傳的資料。（2）任務管理。管理不同角色的任務，實現各個角色之間共同協作，任務與文檔資料相互關聯，進而關聯到BIM 模型中，也可以在其他平臺瀏覽任務信息。（3）問題反饋。為不同角色之間的溝通提供一個相互交流的平臺，用戶可以對文檔材料如圖紙、料表等中存在的問題進行及時反饋，問題和資料相關聯，進一步關聯到BIM 模型中。（4）與BIM 模型相關聯。有了前面關聯的信息作為基礎，用戶還可以通過其他BIM 軟件了解從瀏覽器端關聯的信息，進而從全局把握項目的總體概況[7-8]。

3 BIM 竣工模型

整個項目竣工后，將BIM 施工竣工模型提交給業主，并根據業主需求提供相應數據格式的BIM 數據文件，存儲、瀏覽、查詢、修改等功能數據模型都可以提供，能夠滿足維護、使用階段的各項運行需求。過程中產生的會議記錄、碰撞報告、交流往來函件和更改通知等文檔、影像資料，包括項目的相關會議、檢查以及過程中產生的一些照片和視頻資料文件等。

4 結語

青島西海隆盛綜合開發建設橫河兩岸截污工程中通過應用BIM 技術，在施工前進行建模設計，從三維視圖的角度對施工難度做出可預測性判斷，預先進行碰撞檢測，明確安裝工藝的關鍵與難點，防止二次返工，提高安裝精度；結合采用多種軟件，以動畫的方式進行科學演示提供最佳施工方案，在時間上提高效率，有效縮短工期，保證工程質量。以BIM 技術為核心在施工進度和質量上也提供了有效管理信息，使各方參與商共享信息，及時溝通協商配合，減少人力物力資源的消耗，取得一定的經濟效益，同時還可以保存一系列的資料，方便后期維護使用時查閱。BIM 技術與4D 技術和時變結構分析方法相結合，為工程的安全提供了可靠的技術保證。