基于BIM技術(shù)的工程施工管理應(yīng)用研究

吳嘉琦

（山西汾西工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 介休 032000）

1 BIM技術(shù)應(yīng)用背景

以我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略為背景，我國(guó)建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力水平有了質(zhì)的飛躍，越來(lái)越多的建筑企業(yè)施工管理水平不斷提升，積極參加國(guó)內(nèi)外大型工程建設(shè)施工。多樣化、大型化、集約化的工程使得傳統(tǒng)的工程管理形式和施工過(guò)程已不能滿足現(xiàn)實(shí)要求。為了提高施工管理競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)引進(jìn)BIM建筑模型。其主要將招投標(biāo)、施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程各種參數(shù)統(tǒng)一連接、整合，建立可視化3D建筑模型，識(shí)別、提取和應(yīng)用到項(xiàng)目碰撞檢查系統(tǒng)中［1］。BIM具有建筑模型可視化、較強(qiáng)的模擬性、溝通協(xié)調(diào)性好，可實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、質(zhì)量、造價(jià)等全方位管理［2］。

2 項(xiàng)目概述和BIM技術(shù)組織流程

山西汾西礦業(yè)公司棚改區(qū)三期項(xiàng)目位于晉中市介休市，本項(xiàng)目占地面積約50萬(wàn)平米，總建筑面積9萬(wàn)平方米。其中7號(hào)樓地下2層，地上18層，地下1層為車庫(kù)，采用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目四個(gè)管理。BIM技術(shù)的建模任務(wù)分總包BIM團(tuán)隊(duì)和專業(yè)分包BIM團(tuán)隊(duì)?？偘麭IM團(tuán)隊(duì)將設(shè)計(jì)單位圖紙、文檔和自己的施工方案、各種計(jì)劃等信息進(jìn)行建筑總體建模，利用碰撞檢查、虛擬施工、進(jìn)度模擬、安全管控等技術(shù)，提前對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行施工預(yù)判，提出科學(xué)有效的改進(jìn)預(yù)案；專業(yè)分包BIM團(tuán)隊(duì)利用分包項(xiàng)目文件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善混凝土工廠化預(yù)制精度、小樣制作可靠性；總包BIM團(tuán)隊(duì)和專業(yè)分包BIM團(tuán)隊(duì)互享模型進(jìn)行信息傳遞，有效控制材料管理、工程量統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)有效地成本控制，同時(shí)完善竣工資料，實(shí)現(xiàn)閉合管理，如圖1。

圖1 BIM技術(shù)在建筑施工組織流程圖

3 BIM技術(shù)在施工管理應(yīng)用方向

3.1 虛擬技術(shù)

在BIM技術(shù)中利用3D和4D虛擬技術(shù)并通過(guò)動(dòng)態(tài)可視化的方式，從施工進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備到工程竣工交付全過(guò)程，將建筑產(chǎn)品從虛擬到實(shí)際建造過(guò)程進(jìn)行全覆蓋動(dòng)態(tài)模擬，從基坑開挖、基礎(chǔ)工程、主體工程再到設(shè)備安裝工程全面模擬演示，從設(shè)計(jì)圖紙、招標(biāo)過(guò)程再到施工全程動(dòng)態(tài)管理。在土建過(guò)程中，及時(shí)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)混凝土澆筑時(shí)間、澆筑量和養(yǎng)護(hù)時(shí)間等參數(shù)；在安裝工程中，提供構(gòu)件、設(shè)備的安裝位置、順序及碰撞檢查技術(shù)等模型；分析和檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的情況，提前進(jìn)行預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題，完善安全管理預(yù)案。對(duì)施工中遇到的技術(shù)難點(diǎn)、施工重點(diǎn)進(jìn)行詳盡的可視化技術(shù)交底，有利于安裝人員掌握施工順序和環(huán)境，加強(qiáng)安全的自我防范和質(zhì)量自查，減少施工變更發(fā)生，降低造價(jià)投入，提高資源利用水平，為工程施工提供有利保障，如圖2。BIM虛擬技術(shù)的在工程施工的應(yīng)用作用如下：

1）利用空間三維方式建模，發(fā)現(xiàn)圖紙問(wèn)題及進(jìn)行設(shè)計(jì)交底；

2）準(zhǔn)確定位地下室預(yù)留洞口，便于設(shè)備、管道安裝；

3）建立工程數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及云端查詢；

4）多專業(yè)圖紙結(jié)合，提高工程預(yù)、結(jié)算精度。

BIM虛擬技術(shù)的應(yīng)用流程步驟：①根據(jù)招標(biāo)文件、施工圖紙及合同，編制虛擬方案；②依靠魯班BIM軟件，建立施工全程BIM動(dòng)態(tài)模型，進(jìn)行模型評(píng)審、修改；③制定虛擬的施工方案，檢查施工質(zhì)量、控制施工進(jìn)度、保證施工安全；④施工過(guò)程及時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息，更新維護(hù)模型。

圖2 BIM技術(shù)在施工過(guò)程管理動(dòng)態(tài)模擬

3.2 碰撞檢查技術(shù)

在傳統(tǒng)的工程施工中，土建、機(jī)電及水暖專業(yè)各自為政，按照土建結(jié)構(gòu)、機(jī)械及電暖安裝平面圖，匯總各結(jié)構(gòu)、管道的標(biāo)高及管徑大小參數(shù)，才能發(fā)現(xiàn)管道碰撞。BIM技術(shù)以工程參數(shù)為基準(zhǔn)，構(gòu)建三維空間里構(gòu)建建筑模型，掙脫平面圖紙?jiān)O(shè)計(jì)束縛，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)防硬碰撞、軟碰撞發(fā)生［3］。碰撞檢查技術(shù)步驟：①搭建碰撞檢查的BIM模型，按同一原點(diǎn)分專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查的構(gòu)件歸類，形成管件碰撞、梁與門窗碰撞以及結(jié)構(gòu)與安裝管道碰撞等子系統(tǒng)；②添加測(cè)試條件，忽略不必要的錯(cuò)誤碰撞數(shù)據(jù)。各項(xiàng)構(gòu)配件、材料、設(shè)備的名稱、尺寸、數(shù)量等參數(shù)；③點(diǎn)擊運(yùn)行檢測(cè)，查看結(jié)果并將問(wèn)題分配給相關(guān)負(fù)責(zé)方，生成、分發(fā)碰撞報(bào)告，進(jìn)行查看和解決，如圖3。

圖3 碰撞檢查技術(shù)在地下室管道安裝優(yōu)化圖

3.3 BIM算量技術(shù)

BIM算量技術(shù)不僅將施工員、統(tǒng)計(jì)員和材料員從大量數(shù)據(jù)中解脫，而且有效地控制材料計(jì)劃和現(xiàn)場(chǎng)料單復(fù)核。BIM算量技術(shù)的應(yīng)用步驟：①搭建LOD300的BIM模型；②添加各項(xiàng)構(gòu)配件、材料、設(shè)備的名稱、尺寸、數(shù)量等參數(shù)；③建立明細(xì)表并篩選組件；④建立數(shù)量計(jì)算公式，統(tǒng)計(jì)出計(jì)劃明細(xì)表、下料清單。如遇相關(guān)設(shè)計(jì)變更，各種表格自動(dòng)鏈接改變。

3.4 質(zhì)量問(wèn)題、安全事故檢查、處理［4］

安全員、質(zhì)檢員通過(guò)構(gòu)建的模型確定質(zhì)量問(wèn)題的難點(diǎn)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，根據(jù)進(jìn)度模型計(jì)算的施工時(shí)間，及時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、安全檢查；他們利用iBan移動(dòng)端拍攝現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)、施工節(jié)點(diǎn)照片，與BIM后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行詳盡對(duì)比、分析，確定質(zhì)量、安全問(wèn)題對(duì)應(yīng)BIM模型的具體線位置；軟件及時(shí)將可能造成重大質(zhì)量、安全問(wèn)題分類、統(tǒng)計(jì)，警告項(xiàng)目管理人員及時(shí)采取措施。

4 結(jié)語(yǔ)

以山西汾西礦業(yè)公司棚改區(qū)應(yīng)用案例，BIM利用3D和4D虛擬技術(shù)構(gòu)建空間三維模型，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、全工程數(shù)據(jù)融合；BIM提取模型信息數(shù)據(jù)形成可視化的碰撞檢查系統(tǒng)，自動(dòng)編輯出各管件、結(jié)構(gòu)等的碰撞報(bào)告；BIM添加各材料、構(gòu)件參數(shù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)劃明細(xì)、下料清單；實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)、質(zhì)量、安全管理。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工到竣工的信息進(jìn)行3D可視化，能使所有參與者在同一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)資源共享，簡(jiǎn)化工程施工管理的組織流程，增強(qiáng)工程施工管理的效果。