论文摘要

                                                “创新是引领发展的第一动力。抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。适应和引领我国经济发展新常态,关键是要依靠科技创新转换发展动力。”2015年3月5日,习近平总书记在参加第十二届全国人大三次会议上海代表团审议时的讲话中强调。各行各业离不开科技创新,建筑业也不例外。

                                                 

                                                1 政策推动BIM技术发展

                                                随着科技的不断进步,理论的不断更新,政策的不断完善,建筑行业开始逐步?#24179;鳥IM技术发展。为提高河南省建筑业的信息化应用水平,河南省住房城乡建设厅研究制定了《关于?#24179;?#24314;筑信息模型(BIM)技术应用工作的指导意见》(以下简称《意见》)。

                                                在《意见》中,明确了河南省建筑信息模型领域的发展目标,规定了在建筑工程中使用BIM技术的最低要求:①到2018年末,以国有资金投资为主的公共建筑、市政基础设施工程中新立项项目在勘察设计、施工中应采用BIM技术;②社会?#26102;就?#36164;额7000万以上或单体建筑面积3万m2以上的公共建筑、市政基础设施工程中新立项的项目在勘察设计、施工中应采用BIM技术;③到2020年末,以国有资金投资为主的大中型建筑和申报绿色建筑标识的公共建筑中新立项的项目,在勘察设计、施工、运营维护中应集成应用BIM技术;④申报省级及以上奖项的工程项目,应在工程全生命周期采用BIM技术。

                                                 

                                                2 项目特点及难点

                                                郑州火车站地铁站位于京广快速路东侧,郑州火车站西广场北侧,为既有1号线和10号线换乘车站,两线采用通道换乘。主体与既有1号线郑州火车站主体结构净距约60m。

                                                1)郑州地铁项目社会关注度高,火车站地铁站是10号线与2号线的中转站,客流量大,安全问题难以保障。

                                                2)施工场地狭小,材料堆放区、材料加工区、临时设施布置,以及大型设备、施工车辆进出管理等较为困难。

                                                3)作为郑州市首座地下4层车站,火车站基坑深度达30.6m,地铁10号线隧?#26469;?#20140;广隧道下方垂直穿过,盾构上升至医学院站2层,总体施工难度较大,工期紧张。

                                                4)车站周边区域为郑州市老城区中心地段,东北侧及南侧规划为商业用地,东侧为铁路用地,规划密集,施工组织协调难度增大。

                                                 

                                                3 BIM技术应用

                                                3.1 应用目标

                                                对该项目BIM技术应用和管理进行总体部署:①解决项目施工过程中遇到的?#23548;?#38382;题,提高施工技术水平;②组建项目内部BIM团队,提高项目整体BIM应用水平;③通过BIM软件算出材料用量与?#23548;适?#24037;进行对比,减少施工过程中材料浪费,节省成本。为达到BIM技术应用效果,制定以下目标。

                                                1)技术应用目标  采用Luban Explorer、Luban Plan、Revit、Navisworks、SketchUp等软件对项目进行可视化展示,利用BIM技术进行前期策划、深化图纸设计、进度管控等,解决?#23548;适?#24037;问题,提高项目建造技术与管理水平。

                                                2)商务应用目标  采用Luban Explorer软件对项目整体工程量进行核算,通过Luban Explorer输出工程量清单表提交工经部审核,对计划量和审核量进行对比,形成分析表,综?#20064;?#25511;材料用量,避免不必要浪费,缩小计划量与审核量差距,节省材料消耗。

                                                3.2 主要应用点

                                                3.2.1 深化图纸设计 

                                                通过建立BIM模型提前发现图纸问题,大量减少后期图?#22870;?#26356;。对原?#22411;?#32440;进行审查,使其具备良好的施工性。在建模过程中,对设计图纸进行动态可视化展示,直观了解设计方案,进一步检查设计图纸中是否存在相互矛盾、无数据信息、数据错误等问题,在施工前预先发?#37073;?#24182;将问题如实记录,然后根据问题性质和专业进行分类,指出问题所在位置(见图1)。

                                                本项目在建模过程中发现图纸问题共12处,且以书面?#38382;?#29983;成图纸问题报告,提交项目总工程师用于图纸会审。利用BIM技术提前发现原设计图纸中存在的问题,减少在施工过程中因设计图纸问题而出现的返工情况。

                                                3.2.2 施工方案模拟 

                                                利用BIM技术提前检测各专项方案的可行性,借助BIM模型辅助现场技术交底,以免因方案表述不清导?#36335;?#24037;,延误工期。该项目使用BIM技术进行多次方案模拟,现以基坑开挖专项安全施工方案为例。

                                                项目采用深基坑,基坑开挖是难点。BIM团队从工程部接受《火车站深基坑安全专项施工方案》(以下简称《方案》)。根据《方案》建立土方开挖BIM模型,并对《方案》进行优化和多次模拟,分析基坑开挖时存在的问题,及时纠正。通过使用BIM技术辅助施工班组技术交底,让施工人员直观感受土方开挖的每个步骤,了解施工顺序。

                                                1) 建立土方整体BIM模型  土方开挖平面分段如图2所示。

                                                2) 土方开挖流程  深基坑土方开挖流程如图3所示。

                                                 

                                                3)建立土方开挖BIM模型  该过程共分为10步:①按照施工段,第1层整体开挖,开挖至第1道钢支撑下50cm(见图4);②在第1道钢支撑下50cm处开槽,槽内边按1:1放坡,并在槽边预留2m平台(见图5);③在开槽完成后,基坑继续采用挖机接力式挖土,开挖预留土体(见图6);④基坑继续开挖到第2道钢支撑下50cm;⑤在第3层施工面开槽,槽内边坡按1:1放坡,并在槽边预留2m平台;⑥在开槽完成后,基坑继续采用挖机接力式挖土,开挖预留土体;⑦基坑继续开挖到第3道钢支撑下50cm;⑧基坑采用阶梯式开挖方式继续开挖(见图7);⑨当基坑开挖至东侧端头位置时,开始使用长臂挖机出土作业,作业深度为14m(见图8);⑩长臂挖机不能作业时,开始使用吊车出土,普通挖机在基?#30528;?#21512;出土。

                                                通过BIM技术对施工方案进行模拟,把施工方案由书面?#38382;?#36716;换成可视化的实体模型,让技术人员对方案有直观认识。利用BIM技术配合现场技术交底可以完全实现内容无损传递,减少由于现场人员对方案不了解导致的人为误差问题,提高了施工效率,规避了风险,基坑开挖现场如图9所示。

                                                3.2.3 场地布置应用

                                                由于项目场地附近建筑密集,施工场地狭小,通过建立可视化BIM布置模型,全过程漫游模拟,找出施工最优路径、材料堆放最优位置,进行整体场地布置优化(见图10)。利用三维漫游对场地布置进行模拟,提前对大型设备进场路线进行规划,减少设备进场阻碍,降低不必要拆除。

                                                3.2.4 进度跟踪管理

                                                火车站地铁项目是利用Luban Plan软件进行实时?#26082;耄?#22312;?#20302;?#20013;将模型关联进度计划,提前将 Project、Excel、 或P6项目管理软件编制而成的施工进度计划导入,之后按周?#26082;朧导?#36827;度信息与计划进行对比,使项目管理人员和现场技术人员可以一目了然地观察到现场进度和计划进度的差异,及时进行下一步工作部署。同时,现场技术人员可以通过手机移动端来上传每天现场施工安排情况,有利于管理人员实时掌?#38556;?#22330;施工信息,作出合理决策。

                                                3.2.5 成本管理应用

                                                该项目利用BIM模型的自动构件统计功能,快速准确地统计出各类构件的数量,从BIM模型中提取相应部位的理论工程量,将输出的工程量提交工经部审核,审核完成后通过物机部汇总,完成材料的采购。将模型工程量、?#23548;?#28040;耗、 合同工程量进行分析对比,掌握成本分?#35760;?#20917;,进行动态成本管理。

                                                 

                                                4 结语

                                                随着政策的相继出台和建设主管部门的引导,建筑企业普遍认为BIM技术是一种趋势,未来BIM技术的发展空间非常大,对整个行业具有颠覆性的影响。BIM技术的普及应用,将对全面提高建筑业信息化水平,增强大数据、物联网、云计算等信息技术集成应用具有重要意义。

                                                 

                                                文/中铁一局集团第四工程有限公司 黄 兴 许 腾 潘 帅

                                                 

                                                 

                                                 

                                                用户中心
                                                主办单位:亚太建设科技信息研究?#27827;?#38480;公司 中国建筑设计研究院 中国建筑工程总公司 中国土木工程学会    承办单位:施工技术传?#20132;?#26500;
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