徠卡測量機(jī)器人與BIM數(shù)據(jù)的融合及在施工中的運(yùn)用

練志蘭 鄒勝 張濱

（1蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215004；2中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131；3蘇州吳中經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)局，江蘇 蘇州 215004）

1 BIM技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM應(yīng)用于項(xiàng)目的全生命周期，但因?qū)嵺`中各技術(shù)的制約，國內(nèi)BIM的應(yīng)用大多在設(shè)計(jì)階段，主要用于建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電各專業(yè)設(shè)計(jì)圖的碰撞檢測和三維模型的渲染可視化，而施工建造階段的使用非常薄弱，其難點(diǎn)正是三維模型數(shù)據(jù)與施工現(xiàn)場無法完成良好的數(shù)據(jù)交互，這種技術(shù)的缺乏使得BIM數(shù)據(jù)與施工現(xiàn)場脫節(jié)，限制了BIM的推廣與創(chuàng)新。

而《2016-2020建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》明文規(guī)定：施工類企業(yè)開展施工階段的BIM基礎(chǔ)應(yīng)用。有條件的企業(yè)應(yīng)研究BIM應(yīng)用條件下的施工管理模式和協(xié)同工作機(jī)制，建立基于BIM的項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)?！蛾P(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》規(guī)定：改進(jìn)傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法，建立基于BIM應(yīng)用的施工管理模式和協(xié)同工作機(jī)制。

2 徠卡測量機(jī)器人與BIM數(shù)據(jù)的融合

近年來，測量技術(shù)在BIM領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破，徠卡測量機(jī)器人iCON robot60實(shí)現(xiàn)了與BIM數(shù)據(jù)的交互，使BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場的落地成為可能。本文以蘇州市第二工人文化宮項(xiàng)目為例。本項(xiàng)目規(guī)模包括場館、報(bào)告廳、電影院、游泳池等，建筑面積80748.33m2，最大單跨42.2米，地下1層，地上4層，工程造價(jià)約48860萬元。在項(xiàng)目中，采用徠卡測量機(jī)器人iCON robot60，結(jié)合BIM模型、Leica Building Link插件和Autodesk BIM360 Glue軟件，創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)BIM在施工現(xiàn)場應(yīng)用與質(zhì)量反饋，為全生命周期的BIM應(yīng)用找到具體的實(shí)現(xiàn)路徑與方法。利用徠卡測量機(jī)器人iCON robot60與BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)交互，瀏覽三維數(shù)據(jù)，可視化地理解設(shè)計(jì)，連接BIM設(shè)計(jì)和施工，進(jìn)行場地軸網(wǎng)建立，基礎(chǔ)樁位快速放樣，規(guī)劃驗(yàn)線復(fù)核，開挖邊線快速放樣，施工現(xiàn)場機(jī)械、電氣、管道和暖通工程的BIM施工放樣、精準(zhǔn)定位和實(shí)現(xiàn)BIM竣工測量。本項(xiàng)目采用了徠卡測量機(jī)器人對施工現(xiàn)場精細(xì)掃描的關(guān)鍵技術(shù)，目標(biāo)是將模型數(shù)據(jù)與施工現(xiàn)場無縫對接，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場中的應(yīng)用。

3 徠卡測量機(jī)器人與BIM數(shù)據(jù)融合及在施工中的應(yīng)用

徠卡測量機(jī)器人與BIM數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用解決方案包括了校核建筑系統(tǒng)、BIM施工現(xiàn)場放樣（Revit三維模型的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場的控制測量和放樣、MEP自動化放樣）、BIM竣工測量和施工檢查驗(yàn)收等。

3.1 校核建筑系統(tǒng)

各專業(yè)整合的三維模型的BIM應(yīng)用有效避免了管線碰撞，使得機(jī)電管線的綜合排布技術(shù)變得形象直觀。通過徠卡測量機(jī)器人對現(xiàn)場預(yù)留門窗、樓梯、電梯孔洞的標(biāo)高及位置，結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高等關(guān)鍵部位的監(jiān)測，將實(shí)測數(shù)據(jù)與BIM模型的數(shù)據(jù)對比，及時(shí)修正BIM模型中建筑結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)，完成BIM模型機(jī)電綜合管線的調(diào)整和優(yōu)化，解決碰撞問題。

圖1 數(shù)字化施工

圖2 模型機(jī)電管線排布

3.2 施工現(xiàn)場放樣

1）Revit三維模型的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：將BIM模型的坐標(biāo)系與建筑施工現(xiàn)場的坐標(biāo)系保持一致，使用Revit軟件對BIM模型進(jìn)行處理，通過隱藏模型中不需要的部分，合理減少過大的數(shù)據(jù)量，并將三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入iCON robot60和iCON CC66單人放樣系統(tǒng)中。

2）現(xiàn)場的控制測量和放樣：利用BIM快速放樣翻模插件Leica Building Link插件，通過Autodesk BIM360 Glue軟件，將外業(yè)使用的BIM數(shù)據(jù)同步到iPad端的Autodesk BIM360 Layout應(yīng)用程序中，然后利用iPad控制iCON robot60放樣。

圖3 可視化放樣

圖4 施工復(fù)核

3）MEP自動化放樣：施工現(xiàn)場機(jī)械、電氣、管道、暖通等不同工程都需要大量的放樣工作。放樣程序提供多種引導(dǎo)方式，截面清晰直觀，且對每個(gè)放樣點(diǎn)進(jìn)行精讀檢核，以不同顏色標(biāo)記，確保放樣零失誤。使用iCON robot60單人放樣系統(tǒng)，放樣速度倍增。

圖5 在A2區(qū)預(yù)留空調(diào)系統(tǒng)地送噴口

3.3 BIM竣工測量

利用iCON robot60進(jìn)行施工檢查或竣工測量，只需一人即可完成平整度、垂直度、面積、體積等測量，測量點(diǎn)成果通過Leica Building Link導(dǎo)入BIM設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行限差分析，并生成質(zhì)量驗(yàn)收報(bào)告。在利用測量機(jī)器人輔助施工檢查驗(yàn)收時(shí)，施工現(xiàn)場測量成果也反饋到BIM模型中，保證與施工現(xiàn)場一致，為后期的運(yùn)營維護(hù)打好基礎(chǔ)。

圖6 文化宮C2承臺復(fù)核

4 結(jié)論和建議

通過測量機(jī)器人將BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)現(xiàn)場安裝施工，保證了設(shè)計(jì)對施工更有力的控制和機(jī)電管線的安裝精度，也提高了放線的速度。本項(xiàng)目中BIM技術(shù)與無人機(jī)、放樣機(jī)器人等新技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，拓寬了BIM的應(yīng)用范圍，從而完善了BIM的應(yīng)用管理和體系建設(shè)。測量機(jī)器人在機(jī)電綜合管線施工中的應(yīng)用是BIM指導(dǎo)現(xiàn)場施工應(yīng)用的重要發(fā)展方向，未來在大型機(jī)電設(shè)備安裝領(lǐng)域的應(yīng)用值得繼續(xù)研究。

圖7 文化宮放樣機(jī)器人內(nèi)業(yè)部分