基于BIM技術(shù)對(duì)地鐵車站機(jī)電安裝與裝修工程監(jiān)理工作的探討

王忠誠(chéng)

【摘 要】地鐵車站機(jī)電安裝與裝修工程涉及的專業(yè)多，空間有限，功能分區(qū)嚴(yán)格，監(jiān)理協(xié)調(diào)工作繁重，面對(duì)這樣大協(xié)調(diào)量的工程項(xiàng)目，迫切需要新的技術(shù)幫助監(jiān)理提高工作效率。隨著BIM技術(shù)的廣泛使用，利用BIM技術(shù)可對(duì)地鐵車站機(jī)電安裝與裝修施工階段的質(zhì)量、進(jìn)度、成本以及安全文明施工進(jìn)行有效控制。論文以廣州市軌道交通六號(hào)線二期機(jī)電安裝與裝修工程項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用，并從三個(gè)方面改善了監(jiān)理的工作效率，首先是根據(jù)數(shù)據(jù)指導(dǎo)行為，其次是工程信息扁平化，提高信息共享和傳遞效率，同時(shí)從監(jiān)理的工作方式方面也有較多改善，最后總結(jié)了當(dāng)前的BIM技術(shù)應(yīng)用需要提高的幾個(gè)方面。

【Abstract】The subway station electrical installation and decoration engineering related many specialties， the space is limited， the function zoning is strict， and the supervision coordination work is heavy. Faced with such a large amount of coordination projects， there is an urgent need for new technologies to help supervisors improve work efficiency. With the widespread use of BIM technology， the BIM technology can effectively control the quality， schedule， cost and safety and civilized construction of the electromechanical installation and decoration stage of metro stations. This paper takes the two stage of Guangzhou rail transit No. six electrical and mechanical installation and decoration project as an example， introduces the application of BIM technology in construction stage， the technology improves the efficiency of supervision in three aspects. The first is based on the data to guide behavior. Secondly， the engineering information is flat， so as to improve the efficiency of information sharing and transmission. At the same time， there are more improvements in the way of supervision work. Finally，several aspects of the current BIM technology applications need to be improved are summarized.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；地鐵車站；機(jī)電安裝；裝修工程

【Keywords】 BIM technology； metro station； electrical and mechanical installation； decoration works

【中圖分類號(hào)】U231；TU17 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0175-04

1 利用數(shù)據(jù)指導(dǎo)行為——Information是BIM技術(shù)的核心

監(jiān)理單位，作為各參建單位信息交流的紐帶，要求我們對(duì)所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、處理，讓數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，為我們決策提供支持，利用數(shù)據(jù)指導(dǎo)行為。無(wú)論在設(shè)計(jì)階段，還是在施工階段，基于BIM模型的數(shù)據(jù)分析對(duì)于工程建設(shè)都十分重要。

BIM技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)發(fā)展很迅速，應(yīng)用案例也越來(lái)越多，對(duì)BIM的理解也很多樣，但大部分都將重點(diǎn)落在模型的可視化方面，基于模型信息的探索較為淺顯。如何基于模型信息，進(jìn)行工程項(xiàng)目的管理是監(jiān)理工作的重點(diǎn)。

B-Building，是范圍；M-Model，是載體；而I-Information才是核心。借助數(shù)字化模型及其附加的信息，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的精細(xì)、高效管理。在基于BIM的信息管理模式下，工程信息能夠具有連續(xù)性和完整性。

將傳統(tǒng)的碎片化、孤島化分段式管理轉(zhuǎn)化為全壽命的信息化管理和精細(xì)化管理。通過(guò)BIM模型技術(shù)的全壽命周期應(yīng)用及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析，解決信息碎片、信息孤島等問(wèn)題。

在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用，為設(shè)計(jì)單位提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的無(wú)錯(cuò)化、少錯(cuò)化。以現(xiàn)場(chǎng)精確測(cè)量數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)參數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)工程全專業(yè)（含土建結(jié)構(gòu)）BIM建模及相對(duì)成熟的管線碰撞檢測(cè)（硬碰撞檢查）、漫游（邏輯碰撞檢查）等功能，在實(shí)際施工開展前，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行糾偏、糾錯(cuò)及優(yōu)化。將相關(guān)的設(shè)計(jì)需求、規(guī)范集中反映在模型構(gòu)件中，使模型成為圖紙（虛擬）向工程實(shí)體（現(xiàn)實(shí)）過(guò)渡的中間產(chǎn)物，其中大量的工程實(shí)體信息是關(guān)鍵。

在施工階段，為施工單位優(yōu)化施工組織并節(jié)約成本。模型作為工程項(xiàng)目信息的載體，要求應(yīng)用BIM技術(shù)的各施工行為都應(yīng)該以模型為核心展開，施工所需的信息從模型中來(lái)，施工所得的信息到模型中去。在實(shí)際施工行為中，模型應(yīng)該與圖紙具備同樣的指導(dǎo)施工的參考價(jià)值。因此，運(yùn)用BIM技術(shù)先要建立“標(biāo)準(zhǔn)施工工藝節(jié)點(diǎn)模型族庫(kù)”，將各專業(yè)的施工工藝節(jié)點(diǎn)大樣進(jìn)行三維建模，與其他工程模型構(gòu)件整合在一起，用于指導(dǎo)施工，最終實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的效果，其中大量的信息審核是關(guān)鍵。endprint

以計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度對(duì)比分析為例，利用Navisworks記錄實(shí)際進(jìn)度計(jì)劃，在每周的監(jiān)理例會(huì)中進(jìn)行實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度對(duì)比分析，根據(jù)模型統(tǒng)計(jì)出延時(shí)工程量，合理安排各專業(yè)工程隊(duì)的部署，及時(shí)調(diào)整交叉施工部位，提高計(jì)劃進(jìn)度的達(dá)標(biāo)率。

2 工程信息扁平化——信息協(xié)調(diào)同步

基于上述機(jī)電系統(tǒng)工程的信息數(shù)據(jù)匯聚，雖然在責(zé)權(quán)利層面上，業(yè)主、監(jiān)理、施工單位各方角色沒(méi)有變化，但傳統(tǒng)方式上的業(yè)主—監(jiān)理—施工三級(jí)信息報(bào)送以及指令傳遞的方式發(fā)生了根本的顛覆，進(jìn)化為扁平化的管理模式。各方的工程管理決策都是依據(jù)相同的數(shù)據(jù)信息做出的，同時(shí)相關(guān)的管理指令也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的全局或定向傳送，大大減少了傳統(tǒng)方式下的耗時(shí)和誤差。

應(yīng)用BIM技術(shù)后，在開工前，由車站地盤管理監(jiān)理負(fù)責(zé)組織各相關(guān)承包商，將所有車站內(nèi)的作業(yè)計(jì)劃融合并統(tǒng)籌安排，通過(guò)模擬施工優(yōu)化后形成車站內(nèi)作業(yè)總體施工計(jì)劃；軌行區(qū)由軌道監(jiān)理組織各相關(guān)方形成軌行區(qū)作業(yè)總體施工計(jì)劃。施工計(jì)劃中包括各項(xiàng)施工作業(yè)的前置條件及相互間的邏輯關(guān)系。

施工過(guò)程中，每周的監(jiān)理例會(huì)則再次模擬該周的作業(yè)計(jì)劃，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)判斷各項(xiàng)施工條件是否滿足，確定周施工計(jì)劃，各承包商則嚴(yán)格按照周計(jì)劃，通過(guò)系統(tǒng)派工的形式開展作業(yè)。

3 基于BIM技術(shù)的作業(yè)方式

3.1 虛擬模型到工程實(shí)體

①臨時(shí)施工用水、臨時(shí)施工用電及臨邊和孔洞的防護(hù)規(guī)劃和設(shè)置。利用BIM模型找出最優(yōu)路徑，設(shè)置車站內(nèi)臨時(shí)施工用水、消防設(shè)施和施工用電的方案，做到配置合理，一次設(shè)置到位，減少拆改。監(jiān)理方應(yīng)組織相關(guān)單位進(jìn)行臨水、臨電、站內(nèi)消防設(shè)施的BIM模型方案審核，保證方案的可實(shí)施性。

②施工場(chǎng)地的總體規(guī)劃和布置。利用BIM模型做好車

站內(nèi)、外各個(gè)施工區(qū)域的規(guī)劃，以及大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)穆窂揭?guī)劃。

③可視化施工交底。由于機(jī)電安裝的工藝、工法很多，為了施工標(biāo)準(zhǔn)化，需按照設(shè)計(jì)圖紙要求制訂明確各個(gè)專業(yè)

施工的工藝、工法，明確驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并將各個(gè)專業(yè)的工藝、工法利用BIM制作技術(shù)交底視頻，既可以利用對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)和安全交底，又有利于監(jiān)理人員對(duì)各專業(yè)完成工作的質(zhì)量掌控。

④測(cè)量與放線審查

測(cè)量放線定位是施工階段質(zhì)量控制的一個(gè)重點(diǎn)，各種管線放線定位要與BIM模型進(jìn)行核對(duì)，確保各種管線、設(shè)備的位置、標(biāo)高、軸線與BIM模型一致。

3.2 提高工廠化制造比例——裝配式施工

利用BIM模型對(duì)各個(gè)專業(yè)的原材料對(duì)各種管道、橋架、支吊架等按標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行編號(hào)，對(duì)其進(jìn)行場(chǎng)外或工廠化加工，例如空調(diào)管道，水管、電纜橋架以及各種支吊架等等。工廠化加工可利用BIM模型錄入材料及幾何尺寸等相關(guān)信息，嚴(yán)格安裝設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求進(jìn)行加工，既能保證加工的品質(zhì)統(tǒng)一，又能節(jié)省原材料的損耗降低施工成本。對(duì)加工完成的半成品采用二維碼進(jìn)行管理，二維碼包含半成品的幾何尺寸，原材料信息和安裝的部位編碼等，通過(guò)掃描二維碼就可以查驗(yàn)各種半成品的質(zhì)量。利用已建立的BIM模型，將各種零配件的3D模型、幾何尺寸和三維視頻交底提供給生產(chǎn)廠家，由廠家進(jìn)行工廠化制造。

工廠化加工的比例得到了提升，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)裝配式施工，進(jìn)一步改善了現(xiàn)場(chǎng)文明施工的程度，逐步提高綠色施工的比例。

3.3 圖紙會(huì)審方法改變——BIM模型的建立和審核

由施工單位根據(jù)圖紙，在以建模標(biāo)準(zhǔn)為前提的情況下，完成模型的初步建立。通過(guò)模型的可視化特點(diǎn)，以及軟件的漫游功能，完成圖紙的會(huì)審。在模型的建立和各專業(yè)模型的合并過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問(wèn)題，提高了圖紙會(huì)審的效率。

在模型檢查過(guò)程中，分階段不斷深化模型，逐步提高模型的精細(xì)程度，最終符合施工的要求。

①確定線路坐標(biāo)基點(diǎn)、軸網(wǎng)、測(cè)量點(diǎn)。

②按專業(yè)獨(dú)立采用Revit軟件進(jìn)行建模然后合模

收集各專業(yè)電子版圖紙，以電子版圖紙為建模依據(jù)，導(dǎo)入Revit軟件作為底圖，進(jìn)行建模工作。 由于地鐵車站機(jī)電安裝施工跨專業(yè)較多的特點(diǎn)，跨專業(yè)合模更為重要，合?？梢源龠M(jìn)不同施工單位之間相互溝通，提前解決各專業(yè)接口之間的碰撞問(wèn)題。根據(jù)模型可以提高溝通效率，實(shí)現(xiàn)信息的共享。

③建模流程（圖3）。

④模型碰撞檢測(cè)——施工管線優(yōu)化，凈空分析

根據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)電先分專業(yè)建模，再進(jìn)行合模，通過(guò)Naviswork軟件進(jìn)行碰撞檢查，再根據(jù)碰撞圖組織圖紙會(huì)審，設(shè)計(jì)同意后進(jìn)行修模和優(yōu)化，避免了因管線沖突引起的

設(shè)計(jì)變更和返工，從而降低項(xiàng)目的投資。由于地鐵車站機(jī)電安裝施工跨專業(yè)較多的特點(diǎn)，跨專業(yè)合模更為重要，合?？梢源龠M(jìn)不同施工單位之間相互溝通，提前解決各專業(yè)接口之間的碰撞問(wèn)題。根據(jù)模型可以提高溝通效率，實(shí)現(xiàn)信息的共享。

⑤分段和支吊架設(shè)置

規(guī)范和設(shè)計(jì)文件對(duì)各種管線按實(shí)際尺寸進(jìn)行分段并進(jìn)行綜合支吊架的配置。站廳層3-6軸，TX線槽（200*100、300*100）安排放在最底層，與消防水管、PF200*200、XF200*200同一層，遇到風(fēng)管分支自行爬彎。

對(duì)應(yīng)支架1、2修改：PF200*200向南側(cè)平移250mm（注：支架1、2其他層標(biāo)高可能重新調(diào)整）

⑥管線和設(shè)備用房的綜合優(yōu)化

對(duì)管線進(jìn)行綜合優(yōu)化，對(duì)各個(gè)設(shè)備房的布置和布局進(jìn)行優(yōu)化，做到既滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求又美觀、適用，并要考慮設(shè)備維修、維護(hù)的空間。（圖5、圖6、圖7）

4 結(jié)合BIM技術(shù)的工程監(jiān)理工作，在應(yīng)用過(guò)程中存在的困難

①由于目前的技術(shù)限制，導(dǎo)致我們的一些應(yīng)用設(shè)想不能按預(yù)期實(shí)施，如：目前市場(chǎng)主流軟件暫不支持針對(duì)模型構(gòu)件的邏輯規(guī)則檢查。都只能檢測(cè)空間上碰撞，對(duì)于邏輯規(guī)則的檢測(cè)還只能靠人工。

②傳統(tǒng)管理模式及流程的更新和優(yōu)化。由于管理模式和流程的變化，需要對(duì)管理制度及工作流程進(jìn)行全面的重新梳理及建立新的制度及流程，工作量極其龐大。新的管理模式及工作流程要想順利推行，需各參與方共同轉(zhuǎn)變觀念，這也是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)的階段。

建筑行業(yè)即將迎來(lái)一場(chǎng)變革，BIM技術(shù)能解決建筑業(yè)大數(shù)據(jù)的構(gòu)建、計(jì)算和管理，采用BIM技術(shù)，可以解決遠(yuǎn)程協(xié)同、共享和更多的技術(shù)應(yīng)用和管理應(yīng)用。

在工程管理應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中，BIM技術(shù)對(duì)于監(jiān)理工作人員的管理水平和效率都有一定的提高，并取得了質(zhì)量提升、安全可控，責(zé)任可追溯、變更減少、人員精簡(jiǎn)、工期縮短、控制投資等顯著效果。希望在接下來(lái)的實(shí)踐工作中，能夠發(fā)揮好新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高工程監(jiān)理的質(zhì)量。endprint