BIM技術在上海路發廣場項目中的應用實踐

上海南匯建工建設（集團）有限公司 上海 201399

BIM（Building Information Modeling）技術已被國際工程界公認為建筑產業革命性技術，在項目精細化管理、施工過程模擬、空間碰撞檢測、現場質量安全管理等方面可以發揮巨大價值，是一項非常重要的綠色建造技術[1-5]。住建部在《2011～2015建筑業信息化發展綱要》中將BIM技術列為“十二五”重點推廣技術。《綱要》的頒布，拉開了在我國施工企業全面推進BIM技術應用的序幕。

1 工程概況

路發廣場位于上海市浦東新區龍陽路地鐵站附近，總建筑面積約118 070 m2，是由甲級辦公樓和五星級酒店組成的綜合性建筑群。建筑由法國頂級建筑設計師設計，注重建筑體的功能性設計，但也帶來了不斷調整設計方案的問題，是典型性的“三邊工程”。同時，本工程緊鄰軌道交通7號線花木路站～龍陽路站區間，圍護結構距離隧道最近處僅14.768 m，基坑面積大、深度深，最深達23.8 m，基坑施工時周邊環境的變形較難控制。

正是存在諸如此類的施工難點，集團公司和項目部充分利用BIM的可視化、協調性、模擬性 、優化性、可出圖性的特點，在工程項目施工管理中，從施工技術管理、質量安全管理、造價成本管理3 個方面深度應用BIM技術，為項目順利實施保駕護航。

2 施工技術管理

2.1 基坑的支撐圍護施工方案模擬與優化

本工程基坑面積大、深度深，又緊鄰軌道交通7號線，基坑施工時周邊環境復雜。在傳統的施工過程中，基于二維平面圖紙的基坑施工方案評定審核，不能更好地發現可能存在的施工風險及隱患。通過BIM技術，可以快速、多次模擬建立基坑支撐圍護模型（圖1、圖2），從而找到最佳的施工方案。

圖1 項目基坑支撐圍護整體

圖2 局部棧橋及支撐模型

項目的深基坑有多處格構柱偏離支撐的情況，配合深化設計圖紙優化施工方案，通過BIM模型查看設計方案是否滿足使用功能、效果美觀等，通過反饋、修改直到形成最優方案。鋼格構柱通過2 次方案調整、3 次模型調整，最終確定最優方案。

2.2 支撐鋼格構柱與主體結構梁的碰撞預防

支撐體系中的鋼格構柱，存在與主體結構梁碰撞的情況，一旦數量過多，會影響結構梁的施工。通過建立支撐模型并與地下結構主體模型的碰撞檢查（圖3），可以預知有哪些鋼格構柱與結構梁碰撞、具體位置在哪，有助于施工前提前預知并定制處理方案。

2.3 墻體預留洞口定位

本工程的設計，是典型的中西結合，建筑由國外設計師設計，結構與機電部分由國內設計師設計，設計上的協同存在較大問題。如地下空間機電錯綜復雜，管線與混凝土墻體的交錯多而密集，通過傳統的二維圖紙審圖，很難發現全部的可能遺漏的預留洞口。而通過BIM技術，整合機電管線模型和結構模型，智能判斷預留洞的位置，通過詳細的報告，讓施工人員提前預知預留洞位置，防止事后鑿洞，破壞結構。在項目一區地下施工前，通過BIM Works系統，共計檢查出103 個預留洞口，其中有23 個是圖紙上未標注遺漏的預留洞口。即時圖紙上有標注，再通過三維模型的提示，可以讓技術人員更加清晰地了解預留洞口的詳細位置。

圖3 一區的鋼格構柱與主體梁的碰撞

2.4 高大支模區域位置定位

高大支模的區域，需要有針對性的制定施工方案，需要通過專項審核。在工程體量大、圖紙錯綜復雜的情況下，按照一定條件要快速查找到高大支模的區域，需要花費大量時間和精力。現在通過BIM技術，可以很快查找并且定位到有需要高大支模的位置，而且通過立面的三維顯示讓施工人員更加形象直觀地知道具體軸線的位置以及周邊的工況。

2.5 下料優化管控

現場的鋼筋下料的有效管理，對材料采購、成本管理、施工進度也有著不小的影響。如果下料班組的下料數據有誤，勢必會影響到施工。通過BIM模型，施工前分析出鋼筋下料數據，對班組的鋼筋料單進行復核，防止出現浪費鋼筋、翻錯鋼筋的情況。項目上現場鋼翻的準確度進而不斷提升，現在精度已經控制到0.1%的誤差以內。

3 質量安全管理

3.1 圖紙問題發現

傳統的圖紙會審方式是基于二維平面藍圖，可以發現大量圖紙問題，但有些涉及到空間位置關系，詳細節點等問題時，傳統方式的優勢表現的就不夠明顯了。而創建BIM模型的過程，就是設計圖紙問題發現的過程。通過建模，可以發現大量圖紙問題，及時反饋設計部門，將問題消滅在設計階段。本項目僅在地下一區建模過程中，就發現了160 多個圖紙問題。

3.2 機電與結構部分碰撞檢查

運用BIM模型，施工前進行結構和機電管線的碰撞檢查，及時排除項目施工中遇到的碰撞點，提高了工效。地下部分查出碰撞點167 處；大底板查出碰撞點25 處，其中影響較大的碰撞點52 處（圖4）。

圖4 碰撞節點

3.3 4D可視化虛擬交底[6]

傳統的施工交底，是通過二維藍圖加上人的空間三維想象能力去接受交底。但人的三維空間想象能力畢竟有限，而通過4D可視化的模型，虛擬展示施工工藝，三維技術交底，提升各部門協調溝通效率；優化施工過程管理。通過BIM模型，使施工人員更直觀地了解管線走向，提高工效。

通過三維可視化的魯班BIM模型，溝通的效率大大提高，BIM模型代替圖紙成果施工過程中的交流工具，在實施過程中通過魯班BIM模型發現地下部分圖紙問題162 處，大大提升了施工的質量與效率。

3.4 質量安全協同管理

iBan主要用于工程現場質量缺陷管理，快速將現場質量、安全等問題直接反映到項目管理層，避免質量、安全隱患[7]。項目現場人員對現場的質量、安全隱患問題拍照，并且根據實際問題的不同選擇系統中不同選項、軸線、工程項目等參數，將照片通過WIFI或者3G網絡傳送到系統中。

項目管理人員無論在什么地方，只要打開系統點任何一個“圖釘”，即可以了解項目現場的即時問題，從登陸到系統查閱，可以快到幾秒鐘，大大縮短問題反饋時間（圖5、圖6）。

4 造價成本管理

4.1 及時的施工資源計劃調整

本工程是典型的“三邊工程”，即時依據最新圖紙剛做好的施工資源計劃，應為最近的圖紙要馬上做調整。依靠傳統的方式，已經跟不上這么快的變化節奏。而應用魯班BIM技術，可以在2～4 h內（最多1 d時間）調整好變更量。依靠魯班的數據分析系統，快速分析出下一步需要的人、材、機資源計劃，為項目部及時調整部署贏得了寶貴的時間。

圖5 在BE系統中查看圖片資料

圖6 現場照片與模型對比

4.2 采購材料的精確控制

路發廣場項目上，對項目部所需材料，尤其是以鋼筋、模板、混凝土等主材是項目成本控制的關鍵，利用魯班基礎數據分析系統及BIM瀏覽器，項目以及公司各崗位人員，可以隨時隨地調取到工程所需任何數據，同時嚴格控制了主材的采購量，對班組也實行限額領料，這既避免了材料的浪費，又能保證材料到場及時性，有利于公司對項目資金的調配及安排，減少資金積壓和成本浪費（圖7）。

圖7 通過PDS系統對混凝土、鋼筋等主材用量進行查詢控制

4.3 成本管理

魯班基礎數據分析系統（Luban PDS）是一個以BIM技術為依托的工程成本數據平臺[8]。 它創新性的將最前沿的BIM技術應用到了建筑行業的成本管理當中。只要將包含成本信息（工程量數據、造價數據）的BIM模型上傳到系統服務器，系統就會自動對文件進行解析，同時將海量的成本數據進行分類和整理，形成一個多維度的、多層次的，包含可視化三維圖形的6D結構化工程基礎數據庫。

利用該系統我們可以對本項目的項目群投資管理，特別是投資分攤起到有效的管理作用。系統可以實現工程項目快速準確按區域（根據區域劃分投資主體）及按時間段（月、季度、特定時間等）進行分析統計工程量或者造價。

4.4 及時的二算對比

在地下部分的施工過程中，每次材料進場及混凝土澆筑的量及時提供給BIM技術人員，由BIM技術人員出對比表，再提交給施工部，根據BIM技術人員提供的量與實際量對比，查找分析原因，出總結分析報告。

4.5 數據的協同共享

項目管理中，工程基礎數據是最重要的數據之一。做到數據的及時共享，對管理者快速做出正確決策有著重要意義。以前工程項目數據都集中在項目的預算員手上，管理者很難及時獲取到這些數據，作出的決策往往也是依靠經驗。應用基于BIM的魯班數據管理系統，將完成模型后的工程量上傳MC系統，各個條線的管理人員可以依據權限可以任意調取服務器端工程數據，針對施工班組的要料計劃進行審核。數據形成企業數據庫，達到數據共享、監控的功能；形成數據共享直接為其提供最基礎的項目數據。

5 結語

總之，作為一種全新的工作方式和應用工具，BIM的應用對于提高建設單位對建設項目規劃、設計、施工及成本管理水平，都發揮著其重要作用。未來一段時期內，BIM都將是推動建筑行業全面信息化和現代化的主要手段，其應用價值與發展前景也較為廣闊。在后續的實施過程中項目部將繼續利用BIM技術實現項目精細化管理、企業集約化經營的目標，為項目貢獻更大的價值，挖掘更多的BIM應用。相信在經過不斷的探索和嘗試之后，BIM在我國建筑行業一定會得到更好的推廣與普及。