BIM技術(shù)在GTC工程建設(shè)中的應(yīng)用

朱小磊，林細(xì)桃，莫 凡

（1.廣西機(jī)場建設(shè)工程有限公司，廣西 南寧 530048；2.中國建筑第八工程局有限公司，廣西 南寧 530048）

近幾年，各大機(jī)場逐漸興起GTC工程建設(shè)，促進(jìn)臨空經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。GTC工程因其涉及航空、高鐵、地鐵、房建等領(lǐng)域，專業(yè)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)難度大、要求高。當(dāng)前各類工藝技術(shù)正不斷創(chuàng)新，BIM技術(shù)成為了現(xiàn)代化GTC工程的重要組成部分，其不僅可以在設(shè)計中進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，還可以建設(shè)實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合當(dāng)前的智能技術(shù)、傳感技術(shù)等，以建模的形式將工程呈現(xiàn)出來，打破了傳統(tǒng)建設(shè)項目設(shè)計體系的局限性，其在應(yīng)用中可以對設(shè)計方案進(jìn)行整合處理，明確各個方面的成本以及損耗，保證技術(shù)能多專業(yè)協(xié)同，提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，高效建造，被廣泛應(yīng)用于GTC工程建設(shè)中。

1 工程概況

南寧GTC工程位于南寧吳圩國際機(jī)場既有T2航站樓前，是廣西第一個集民航、國鐵、地鐵、公路、城市交通等功能于一體的大型現(xiàn)代綜合交通樞紐。項目建成后將成為集航空、地鐵、國鐵、市政公路于一體的綜合樞紐中心，極大地完善南寧交通體系，提高南寧作為東盟窗口的服務(wù)功能和品質(zhì)，是一項重點(diǎn)利民惠民工程。

本工程包括機(jī)場停車庫、城市軌道交通機(jī)場站、南崇鐵路機(jī)場站、公共換乘空間及配套服務(wù)設(shè)施等，總建筑面積30萬m2，其中地上建筑面積3萬m2，地下建筑面積27萬m2。負(fù)二層為國鐵、地鐵的站臺層，負(fù)一層為國鐵、地鐵的站廳層及停車庫，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計使用年限100年。

2 BIM技術(shù)在GTC工程中的應(yīng)用概述

2.1 技術(shù)概述

BIM主要是指建設(shè)項目的信息化模型，使工作人員可以更直觀地了解整體工程結(jié)構(gòu)，因此其在當(dāng)前我國GTC工程行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)需要以信息技術(shù)作為載體，通過計算機(jī)技術(shù)將相應(yīng)的建筑信息進(jìn)行展現(xiàn)，通過對路橋數(shù)據(jù)的分析完善設(shè)計方案，將GTC工程信息模型與現(xiàn)代化技術(shù)相結(jié)合，為技術(shù)工作人員提供全方位建模，使信息可以更直觀地表現(xiàn)，從而優(yōu)化后續(xù)工程建設(shè)。

2.2 技術(shù)應(yīng)用

隨著我國科技水平的不斷提高，BIM技術(shù)已經(jīng)成為了GTC工程的重要組成部分，其能夠協(xié)調(diào)各類設(shè)計內(nèi)容，從而提高工程建設(shè)效率，使管理能夠貫穿在設(shè)計全過程中，其特點(diǎn)主要為以下幾點(diǎn)。

2.2.1 可視化

BIM技術(shù)擁有可視化這一特性，將其應(yīng)用在GTC工程中可以使信息更加明確，如通過BIM技術(shù)將二維平面展示的信息進(jìn)行連接，將設(shè)計圖紙中的特殊部分進(jìn)行標(biāo)識，使設(shè)計處理更加方便快捷。

2.2.2 直觀性

BIM技術(shù)的模型性特點(diǎn)明顯，實(shí)際應(yīng)用中可以模擬建立現(xiàn)場三維模型，找出GTC工程設(shè)計階段存在的造價隱患，且可以使各類問題更加直觀，方便了應(yīng)急方案的制定，使GTC工程能夠順利開展。

3 GTC工程中應(yīng)用BIM技術(shù)的作用

3.1 提升工程量計算率

BIM技術(shù)可以使GTC工程量計算更加精確，在實(shí)際應(yīng)用中可以先建立三維模型，通過三維模型分析當(dāng)前建設(shè)工程的各項數(shù)據(jù)，獲得工程量自動變化的情況，杜絕重復(fù)的工程量計算，隨后確定GTC工程的內(nèi)容。通過BIM技術(shù)的工程造價管理模型可以及時反映出建設(shè)情況，結(jié)合信息系統(tǒng)處理獲取信息，不僅增加了工程計算的客觀性，且能夠有效統(tǒng)計工程變更量，節(jié)約人力、物力、財力，使工程設(shè)計計算不再復(fù)雜，從而提高工程建設(shè)質(zhì)量，滿足上述機(jī)場工程的建設(shè)需求。

3.2 加快工程設(shè)計進(jìn)度

GTC工程項目規(guī)模較大，且所受影響因素較多、工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)時間長，GTC工程設(shè)計是機(jī)場后續(xù)施工的首要環(huán)節(jié)，如某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將會導(dǎo)致施工出現(xiàn)偏移，降低工程建設(shè)質(zhì)量與社會效益。將BIM技術(shù)應(yīng)用在GTC工程中，則可以有效避免此類問題的發(fā)生，全面分析和預(yù)測市政工程設(shè)計的不利因素與有利因素，以此制定相應(yīng)的預(yù)防措施。同時BIM在GTC工程中，可以總結(jié)出各類風(fēng)險因素，針對機(jī)場現(xiàn)存現(xiàn)場問題制定有效的進(jìn)度控制策略，縮小施工計劃和實(shí)際進(jìn)度的差異，避免因干擾影響工程建設(shè)進(jìn)度。

3.3 完善GTC工程

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國機(jī)場GTC工程建設(shè)取得了較好的成績，結(jié)合BIM技術(shù)可以讓設(shè)計時刻處于可控制范圍內(nèi)，考慮基礎(chǔ)各系統(tǒng)的安全性以及使用時間，遵循建設(shè)因地制宜的原則，從而在設(shè)計中突出地區(qū)性質(zhì)。同時BIM技術(shù)可在采集層中根據(jù)要求獲取數(shù)據(jù)，以此實(shí)施深層次剖析；在數(shù)據(jù)傳輸層中實(shí)現(xiàn)信息傳遞與共享，并自動篩選錯誤采集的數(shù)據(jù)；存儲數(shù)據(jù)層則能夠?qū)Ω黝愓型稑?biāo)信息進(jìn)行備份，在此基礎(chǔ)上提高數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性；最后的處理層則是數(shù)據(jù)處理完成后傳輸至存儲數(shù)據(jù)層，滿足GTC工程的實(shí)際需求。

4 BIM在技術(shù)管理中的應(yīng)用

我國對于BIM技術(shù)的研究開始于2009年，2009年清華大學(xué)成立BIM研究組，并與多家單位合作制定了中國BIM標(biāo)準(zhǔn)，香港特區(qū)政府大力推廣BIM技術(shù)發(fā)展，并在大學(xué)開設(shè)了BIM課程，推動落實(shí)BIM人才儲備。2011年住建部提出了加快建筑信息模型建設(shè)，2015年上海市政府投資工程將加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用，至此我國BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類建設(shè)中。

4.1 圖紙會審

應(yīng)用BIM技術(shù)可建立GTC工程的三維立體模型，從而實(shí)現(xiàn)對項目全生命周期進(jìn)行管理管控。首先BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，通過BIM技術(shù)將以往的2D平面圖通過3D立體模型的形式展現(xiàn)出來，從而使得項目技術(shù)人員能夠更加直觀地了解到整體情況，便于進(jìn)行全過程成本控制。GTC工程涉及國鐵、地鐵、房建領(lǐng)域，涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、暖通、給排水、消防、接觸網(wǎng)及人防等專業(yè)，因其工程體量巨大、涉及專業(yè)眾多、交叉作業(yè)多等特點(diǎn)，所以做好施工圖紙會審工作尤為關(guān)鍵。利用BIM技術(shù)，創(chuàng)建本項目的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等BIM模型，對多專業(yè)模型進(jìn)行集成、復(fù)核、設(shè)計協(xié)同，通過BIM技術(shù)使施工圖紙更加容易理解，從而使得施工團(tuán)隊與技術(shù)團(tuán)隊的工作更加協(xié)調(diào)，實(shí)時模擬真實(shí)場景，從而節(jié)約施工方案制定的時間，在數(shù)字信息不斷變化的情況下不斷進(jìn)行更新，直觀地反映圖紙問題，查漏補(bǔ)缺，提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，避免因返工造成的浪費(fèi)和工期延誤。

4.2 碰撞檢測

碰撞檢測中，需采用Navisworks軟件，包含了GTC工程項目的幾何屬性、功能屬性以及關(guān)于工程項目的全生命周期信息，其可以對檢查規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，并在運(yùn)行中短時間內(nèi)找到碰撞點(diǎn)，同時自動生成碰撞報告。碰撞深度、類型等都會包含于碰撞信息中，對碰撞點(diǎn)鏈接進(jìn)行雙擊，可以以三維形式對碰撞進(jìn)行查看，為相關(guān)工作人員有針對性地展開方案調(diào)整，為更加高質(zhì)量、高效地開展機(jī)電設(shè)計提供保障。

根據(jù)本項目結(jié)構(gòu)的特殊性，碰撞檢測需對以下幾個方面加強(qiáng)復(fù)核：消火栓立管與結(jié)構(gòu)梁柱碰撞情況；結(jié)構(gòu)開洞尺寸是否滿足管線安裝需求；結(jié)構(gòu)梁下凈高在敷設(shè)機(jī)電管線后管底凈高、減去支吊架及吊頂龍骨高度，是否滿足車位凈高需求；復(fù)核消火栓管道、排水管與動力橋架路由經(jīng)與梁預(yù)留孔洞位置是否對應(yīng)。

4.3 深化設(shè)計

設(shè)計及計算不當(dāng)容易在簽證獲得之后產(chǎn)生臨時的設(shè)施費(fèi)用，如部分單位為了自我利益與單位聯(lián)合降低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，該情況不利于我國建筑工程行業(yè)的發(fā)展，因此可通過BIM技術(shù)在采集數(shù)據(jù)層中根據(jù)要求采集所需數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)傳輸層中對招投標(biāo)信息進(jìn)行全過程輸出和輸入；最后的處理層則是數(shù)據(jù)處理完成后傳輸至存儲數(shù)據(jù)層，且必須在GTC工程建設(shè)中通過BIM技術(shù)掌握第一手簽證內(nèi)容資料，公正處理簽證中的各類問題。而針對土建結(jié)構(gòu)部分，利用BIM模型可實(shí)現(xiàn)設(shè)計深化處理，構(gòu)建更加完善的施工圖紙，包括預(yù)埋件位置、預(yù)留洞口等部位。同時，還能實(shí)現(xiàn)放樣分析鋼筋的節(jié)點(diǎn)、勁性鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，確保鋼筋綁扎、順序的合理性。對國鐵、地鐵集水井進(jìn)行深化、防水細(xì)部做法深化等，應(yīng)用BIM系統(tǒng)處理信息，將數(shù)據(jù)整理后存入數(shù)據(jù)庫中，以此實(shí)施深層次剖析，高效解決現(xiàn)場問題，保障工程順利進(jìn)行。

4.4 機(jī)電設(shè)計

機(jī)電BIM深化設(shè)計，包括綜合布管圖深化。使用BIM模型技術(shù)改變傳統(tǒng)的CAD疊圖方式進(jìn)行機(jī)電專業(yè)深化設(shè)計，應(yīng)用BIM技術(shù)解決水、暖、電、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)等各專業(yè)間管線、設(shè)備的碰撞，優(yōu)化設(shè)計方案，為設(shè)備及管線預(yù)留合理的安裝及操作空間，減少占用使用空間。在下沉廣場、扶梯、樓梯等特殊區(qū)域，應(yīng)用BIM技術(shù)，進(jìn)行三維管綜調(diào)整，解決狹小復(fù)雜空間管綜排布問題。調(diào)整管線排布，解決風(fēng)管出機(jī)房后上翻，風(fēng)管彎繞過多，影響風(fēng)量的難題；調(diào)整補(bǔ)風(fēng)口尺寸，解決滿足墻體開洞及風(fēng)口安裝的難題。通過BIM技術(shù)可以及時反映支出情況，不僅增加了工程計算的客觀性，且節(jié)約了人力和時間成本，使工程機(jī)電設(shè)計不再復(fù)雜，從而提高GTC工程建設(shè)質(zhì)量，使機(jī)電設(shè)計更加合理。

5 BIM在工程管理中的應(yīng)用

5.1 進(jìn)度計劃

在深入分析施工進(jìn)度計劃的基礎(chǔ)上合理利用Navisworks軟件，可以將時間信息加入三維模型中，以實(shí)現(xiàn)四維施工模擬。這一過程中，可以合理整合多樣化施工信息，包括管線、設(shè)備、設(shè)施等，同時對空間與空間之間的沖突進(jìn)行檢查，從而在施工前解決施工中可能發(fā)生的各種問題；另外其還可以更加有效地指導(dǎo)施工，為相關(guān)管理和施工人員制定科學(xué)的人力資源配置方案和施工方案奠定基礎(chǔ)。將造價信息加入模型中，能夠?qū)崿F(xiàn)5D模擬，提升成本控制合理性。BIM也能夠更加便捷地展開施工協(xié)調(diào)管理。在這一信息交流平臺中，可以實(shí)現(xiàn)施工遠(yuǎn)程監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)共享，對于提升管理、協(xié)作和溝通合理性具有重要意義。

針對項目工程體量大、工期緊的難點(diǎn)，項目采用跳倉法流水施工，BIM劃分流水施工段，并模擬施工順序及施工進(jìn)度，動態(tài)調(diào)整進(jìn)度計劃。BIM技術(shù)所有信息數(shù)據(jù)都可以實(shí)現(xiàn)電子形式保存，將靜態(tài)成本控制轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)實(shí)時控制，將GTC進(jìn)度計劃控制的責(zé)任由單一部門轉(zhuǎn)變?yōu)槿^程參與，從而控制工程所需人工、材料以及機(jī)械用量，方便了日后對于數(shù)據(jù)的調(diào)取應(yīng)用。

5.2 現(xiàn)場管理

傳統(tǒng)現(xiàn)場管理更多的是事后控制、靜態(tài)控制，并且控制的責(zé)任只在某個部門，導(dǎo)致現(xiàn)場管理效果并不明顯，基于事后控制，很難對已經(jīng)發(fā)生的施工成本消耗事件進(jìn)行挽回?，F(xiàn)場施工場地平面布置中的各種問題可以利用BIM技術(shù)來解決，包括現(xiàn)場場地劃分問題等，這是由于BIM技術(shù)可以在深入分析《施工平面布置圖》的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)施工人員對臨時設(shè)施進(jìn)行搭建，同時還可以確保施工人員在展開裝飾和修整工作的過程中嚴(yán)格遵守安全文明施工方案，并按照施工要求標(biāo)準(zhǔn)開展臨時施工用水、用電、道路施工。為構(gòu)建條理性良好的施工平面，將施工占地面積減少，保障道路暢通等目標(biāo)。利用BIM技術(shù)展開現(xiàn)場管理工作，可以確保在整個施工過程中都能有專門的負(fù)責(zé)人展開各個環(huán)節(jié)的管理工作。分析歷史數(shù)據(jù)數(shù)值，建立現(xiàn)場管理控制的相關(guān)模型，以此進(jìn)行全過程檢測。如出現(xiàn)異常情況，大數(shù)據(jù)平臺會核查投標(biāo)人或招標(biāo)人信息，并提供趨勢圖，通過數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)了解招投標(biāo)人的詳細(xì)情況，為后續(xù)工作提供有力依據(jù)。

針對項目建筑面積大、占地范圍廣、基坑深度深，且地鐵、國鐵站位于負(fù)二層，沿著行車方向橫跨于整個基坑，屬于典型的坑中坑結(jié)構(gòu)、施工難度大、工序繁多的特點(diǎn)，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行科學(xué)策劃，設(shè)置中央臨時通道解決場內(nèi)南北兩側(cè)的交通阻斷問題，模擬天泵架設(shè)位置，保障現(xiàn)場施工順利完成。BIM提前模擬，調(diào)整施工部署，月度總平無縫切換，能帶來不可估量的工期和生態(tài)效益。

5.3 數(shù)據(jù)修正與補(bǔ)充

BIM可以通過甄別保留有效數(shù)據(jù)，排除各類招投標(biāo)中的異常情況，提高GTC工程項目開展的效率。在建設(shè)開展的過程中，需要保證各類參數(shù)的準(zhǔn)確性，上述工程要求對可支持的工程、貨物、服務(wù)類招標(biāo)投標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，對有用數(shù)據(jù)進(jìn)行修正并剔除無用數(shù)據(jù)，這樣的方式可以有效提高施工建設(shè)的效率，大量節(jié)省建設(shè)成本。

6 結(jié)束語

BIM技術(shù)助推GTC工程高效建造，可以構(gòu)建高質(zhì)量設(shè)計圖紙，從現(xiàn)場施工實(shí)際角度出發(fā)展開圖紙設(shè)計，減少圖紙變更量；借助BIM技術(shù)更進(jìn)一步輔助工程施工現(xiàn)場管理，每一個施工工序都盡可能充分地從人、機(jī)、料、法、環(huán)各方面考慮，更高效率展開現(xiàn)場管理工作，將返工量減少；在對BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，還可以建立數(shù)據(jù)庫、工程模型等，為建筑運(yùn)營維護(hù)數(shù)字化提供保障。