BIM技術(shù)在烏蘭察布站施工中的應(yīng)用研究

魏瑞芳　馬少雄

摘 要：針對(duì)烏蘭察布站交叉作業(yè)、室內(nèi)管線分布多，施工工序繁雜，本項(xiàng)目引入BIM技術(shù)，通過(guò)建立基于5D數(shù)據(jù)的烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝、通信等工程信息模型，并利用模型進(jìn)行碰撞檢查、對(duì)施工方案進(jìn)行比選和合理優(yōu)化。通過(guò)對(duì)三維仿真漫游查找設(shè)計(jì)不合理的部位提出變更。通過(guò)三維動(dòng)畫對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行全面施工交底，從而達(dá)到縮短工期，節(jié)約成本的目標(biāo)，為后續(xù)工程提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；工程信息模型；施工交底

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0043-03

BIM技術(shù)在普通房建施工領(lǐng)域應(yīng)用效果較好，可以解決建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、采暖通風(fēng)、電纜橋架、自動(dòng)控制、消防、安防等多專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題，尤其在三維技術(shù)交底、碰撞檢查和管線綜合優(yōu)化等方面優(yōu)勢(shì)明顯[1][2]。本文針對(duì)烏蘭察布站的工程特點(diǎn)，建立基于5D數(shù)據(jù)的烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝、通信等工程信息模型，引入BIM技術(shù)，為參與項(xiàng)目建設(shè)各方提供信息化交流平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)建設(shè)對(duì)象可視化、施工進(jìn)度控制動(dòng)態(tài)化、信息數(shù)據(jù)采集智能化提供技術(shù)支持[3][4]。

1 概述

1.1 烏蘭察布站工程概況

烏蘭察布站位于烏蘭察布市，地處內(nèi)蒙古地區(qū)中部，是新建張家口至呼和浩特鐵路的最大中間站。工程由站房和站臺(tái)兩部分組成，站房建筑面積11949.14m2，建筑尺寸147.2m×38.4m×21.0m，基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，候車大廳屋面為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。站臺(tái)及有柱雨棚建筑面積為15866m2，車站設(shè)450×12.0×1.25m基本站臺(tái)1座和450×12.0×1.25m中間站臺(tái)2座。

1.2 工程特點(diǎn)及應(yīng)用BIM的必要性

烏蘭察布站作為標(biāo)段的控制性工程，具有以下特點(diǎn)：

（1）交叉作業(yè)多：房屋、軌道、供電、通信、信號(hào)、工藝設(shè)備、給排水等多系統(tǒng)工程，相互穿插施工較多。

（2）室內(nèi)管線分布多：提前進(jìn)行BIM三維碰撞，為圖紙會(huì)審及方案優(yōu)化提供依據(jù)。

（3）施工工序繁雜：鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工、高支模、深基坑開挖及支護(hù)工序多。

（4）精細(xì)化管理：?jiǎn)误w建筑多，檢修組合庫(kù)及物資總庫(kù)，運(yùn)用組合庫(kù)，綜合樓等生產(chǎn)用房涉及專業(yè)多，施工過(guò)程中勞動(dòng)力、物資、機(jī)械設(shè)備調(diào)配頻繁。

基于以上特點(diǎn)，本項(xiàng)目將引入BIM技術(shù)，提前規(guī)劃、重點(diǎn)模擬、化繁為簡(jiǎn)、綜合調(diào)配資源。通過(guò)烏蘭察布站土建及機(jī)電安裝等工程建立信息模型，并利用模型進(jìn)行碰撞檢查、對(duì)施工方案進(jìn)行比選和合理優(yōu)化、通過(guò)對(duì)三維仿真漫游查找設(shè)計(jì)不合理的部位提出變更、通過(guò)三維動(dòng)畫對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行全面施工交底，確保站場(chǎng)施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2 烏蘭察布站BIM三維建模

2.1 建模流程與思路

本項(xiàng)目涉及專業(yè)多，施工過(guò)程復(fù)雜多變，因此在BIM實(shí)施過(guò)程中需制定相應(yīng)流程，并依據(jù)流程，將BIM技術(shù)高效地應(yīng)用于實(shí)際施工中，其實(shí)施流程如圖1所示。

2.2 模型效果展示

作為現(xiàn)代施工企業(yè)，我們以信息科技為依托，把信息模型為基礎(chǔ)的BIM綜合應(yīng)用在企業(yè)全面推廣，在項(xiàng)目前期策劃、施工過(guò)程、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段全程引用，為項(xiàng)目的進(jìn)度管理、合同管理、質(zhì)量管理及施工協(xié)調(diào)引入新的方法，更高效，快捷、合理的進(jìn)行全面管控。而正確、全面的BIM模型是一切信息應(yīng)用的基礎(chǔ)，在模型創(chuàng)建的不同階段，不同規(guī)則直接影響后期模型的質(zhì)量及應(yīng)用范圍，建立正確的模型并賦予正確的信息是關(guān)鍵。本項(xiàng)目按照既有流程采用相關(guān)軟件建立BIM模型，并將其應(yīng)用于實(shí)際施工中，各主體工程模型如下圖所示，圖2為revit建筑模型，圖3為烏蘭察布站站房效果圖，圖4為烏蘭察布站站臺(tái)。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用方案研究

傳統(tǒng)模式下看二維圖紙想象三維構(gòu)造容易對(duì)設(shè)計(jì)造成誤解，而BIM的三維模型的可視化，提高了建筑識(shí)別功能，降低了各參與方的門檻，提高了溝通效率。在模型的應(yīng)用過(guò)程中針對(duì)施工中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行施工模擬，尋找到更加合理的施工解決方案。參考總工期計(jì)劃，物資總控計(jì)劃、季、月計(jì)劃，通過(guò)模擬施工，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)土方調(diào)配、材料設(shè)備堆場(chǎng)等進(jìn)行三維對(duì)比優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少現(xiàn)場(chǎng)的二次搬運(yùn)以降低成本。通過(guò)將土建模型與機(jī)電模型結(jié)合，進(jìn)行碰撞檢查、施工漫游，優(yōu)化施工組織等，從而體現(xiàn)在該項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性。

在完成三維模型精細(xì)化構(gòu)建的基礎(chǔ)上，研究如何將BIM模型有效的在工程施工中加以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)模型的工程價(jià)值，本項(xiàng)目從以下幾個(gè)方面入手。

3.1 管線碰撞及洞口預(yù)留

在復(fù)雜的建筑項(xiàng)目的管線綜合中，依靠人力進(jìn)行檢測(cè)和排查大量的構(gòu)件沖突是一項(xiàng)艱巨的工作，BIM模型的碰撞檢測(cè)功能則充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)對(duì)龐大數(shù)據(jù)的處理能力。通過(guò)BIM模型的建立，核對(duì)已有的設(shè)計(jì)變更，烏蘭察布項(xiàng)目通過(guò)BIM建模發(fā)現(xiàn)圖紙問(wèn)題共77處，其中，鋼筋專業(yè)45處，土建專業(yè)8處，安裝專業(yè)24處。通過(guò)BIM碰撞檢查功能，一層共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)556個(gè)，二層共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)822個(gè)，合計(jì)1928個(gè)。通過(guò)BIM綜合管線模型的提前模擬輔助施工，避免了各碰撞點(diǎn)的拆過(guò)返工，保證了施工工期，節(jié)約了工程成本。

對(duì)發(fā)生碰撞的管線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)如圖5所示，在滿足相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，使得部分管線凈高增加，如運(yùn)轉(zhuǎn)樓管線綜合材料用量減少，經(jīng)工程量統(tǒng)計(jì)，其中機(jī)電管線總長(zhǎng)度減少246米，支吊架數(shù)量減少47個(gè)，部分建筑管線凈高得以提升，空間得以增加。

通過(guò)BIM技術(shù)，智能判斷預(yù)留洞的位置，最后出具的預(yù)留洞口報(bào)告中，利用三維可見性對(duì)管線與建筑墻碰撞的位置進(jìn)行洞口預(yù)留。

3.2 算量及資源管理

對(duì)建造各階段的模擬，可運(yùn)用模型統(tǒng)計(jì)出各階段的工料用量，并通過(guò)BIM技術(shù)的4D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以快速、準(zhǔn)確獲得工程。將項(xiàng)目工期進(jìn)度計(jì)劃、物資材料總控計(jì)劃、季（月）度材料計(jì)劃、總工程數(shù)量清單等信息與BIM施工模型相鏈接，形成一個(gè)可視的4D（3D+Time）模型，直觀、精確、動(dòng)態(tài)地反映整個(gè)施工過(guò)程，并通過(guò)對(duì)項(xiàng)目人力、物資材料、機(jī)械設(shè)備的實(shí)際投入，結(jié)合項(xiàng)目工期目標(biāo)，合理調(diào)配和優(yōu)化資源，提高機(jī)械設(shè)備和材料的使用效率，實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料，避免了材料浪費(fèi)，節(jié)約了工程成本。endprint