BIM技術在金澤水庫輸水泵站項目管理上的應用

顧國平（上海市政建設有限公司，上海 200438）

1 項目簡介

金澤水庫輸水泵站項目占地面積 51 812 m2，工程內容復雜，包括取水頭部、增壓泵站、變頻控制室、綜合樓、集控水質中心、機修倉庫、門衛、環庫河橋等建筑、構筑物施工；泵站總平面工程包括所有各種管道及管線、取水管頂管、所有各類井室、場地擋土墻、圍墻、道路、各類基坑等的施工，工程量浩大。

2 BIM應用于施工方項目管理

在項目工程量大、各工種交叉施工、管理難度大、工期緊張的情況下，公司決定實施 BIM 技術，解決現場的技術和管理問題，提高現場管理水平。

2.1 場地布置

（1）現場臨設布置的安全性檢驗。根據現場實際情況并結合上海建工集團現場標準化手冊的內容和要求，對辦公用房、宿舍、廚房操作間、鍋爐房、可燃材料庫房和易燃易爆危險品庫房等建模并附加相應的安全屬性，根據GB50720—2011《建設工程施工現場消防安全技術規范》規定的臨設凈距要求，利用BIM軟件的二次開發技術，進行凈距檢驗。如果凈距不滿足要求，則發出警告，直到方案布置滿足規范要求為止。

（2）現場臨時道路的可通行性檢驗。由于工程場地狹小，臨時道路轉彎處轉角不好控制，角度過大則大型施工車輛轉彎困難，角度過小一方面將多增加道路長度造成施工成本上升，另一方面則因為現場場地有限不容易實現。因此，首先結合車輛的長度、寬度等相關技術參數，將整個車輛和道路模型導入到 BIM 軟件中進行模擬行駛，得到轉彎困難地點，然后調整該處道路參數，直到滿足車輛行駛條件為止。

2.2 圖紙會審

結合工程實際情況統籌整理各專業圖紙，進行各個專業的建模并利用 BIM 技術對模型進行碰撞檢測，自動生成碰撞報告，隨后找到各構件間的沖突矛盾點，解決結構、水、暖、電、通風與空調系統等各專業間管線、設備的碰撞問題，優化設計方案，為設備及管線預留合理的安裝及操作空間，減少占用使用空間。在對深化效果進行確認后，出具相應的模型圖片和二維圖紙，指導現場的材料采購、加工和安裝，提高了工作效率。

2.3 專項施工方案

利用 BIM 三維模型，結合施工現場情況，對專項工程進行動態模擬，核查方案的進度編制、勞動力分配、材料或設備采購計劃是否合理，找到施工方案的不合理之處，有針對性地進行方案化化，使其實際操作性更好。借助 BIM 信息化技術對施工方案或工藝的三維模擬，項目管理人員可以非常直觀地了解施工方案整個施工過程中的時間節點和施工工序，并準確地把握生產過程中的要點和難點，以提高施工效率和施工方案的安全性。“先試后建”是 BIM 技術施工模擬的核心理念，在工程施工前對較復雜的施工工藝模擬試驗多種施工方法，對方案進行優化,使方案更具有可操作性，并對現場進行可視化交底指導，實現施工的動態管理，有效提高現場管理水平及工作質量。

利用 BIM 軟件對頂管管節吊裝的安全施工方案進行模擬，從而對原有施工方案進行優化和改善，進一步提高對施工安全的把控能力。從方案模擬中可以清楚看到施工過程中汽車吊把桿的運行軌跡，結合施工時起重機械和存放的管節之間的距離，確定施工人員的作業空間是否滿足安全需求；并根據施工模擬的結果，對存在碰撞沖突隱患的施工方案進行調整，然后再進行施工模擬，如此反復優化施工方案直至滿足安全施工要求。

2.4 安全管理

充分利用 BIM 的數字化、空間化、定量化、全面化、可操作化、持久化等特點，結合相關信息技術，使項目參與者在施工前先進行三維交互式建設施工全過程模擬。在結構清晰，易于使用，通用和項目特有信息兼顧的模擬平臺上，項目參與者可以更為準確地辨識潛在的安全隱患，更為直觀地分析評估現場施工條件和風險，制定更為合理的安全防范措施，從而改善和提高決策水平。同時，BIM 技術在施工過程中還可以動態識別現場安全隱患，及時調整施工方案。

（1）安全專項方案的可視化教育和交底。通過在于BIM 模型的三維可視化安全教育和交底，將施工現場危險源及其信息統一匯總集成在模型中，使得信息傳遞及時且易查找；運用 4D模擬可以將危險源狀態與項目進度相關聯，對施工現場布置、施工人員安全培訓、隱患處理措施傳達等方面進行改進。通過 BIM 軟件對安全專項方案有針對性地進行三維可視化交底，能更清晰、更直觀地展示項目特點的施工方法和工藝流程，解析施工方案和安全控制要點等。

（2）施工機械沖突的安全管理。建立機械模型是要根據機械的幾何特征和運行特性，建立動態的模型，模擬機械工作時所有可能運行的軌跡。

金澤泵站水庫工程的施工場地需要兩臺塔吊同時運行，塔吊安裝位置和作用區域規劃非常復雜，一旦出現差錯，修正方案的實施也會非常麻煩，進而導致施工現場塔吊的安全管理存在很大的難度，成本、進度和安全目標都會受到很大的影響。塔吊的布置不僅要滿足施工需要，還要考慮安全問題。塔吊安全管理主要是明確施工過程中各階段塔吊的運行軌跡和回轉半徑，確保塔吊運行過程中塔吊之間、塔吊和建筑結構之間的距離滿足安全需要，避免碰撞事故的發生。

（3）臨邊洞口的安全管理。大型建筑工程項目防墜落管理的難點主要是很難發現所有需要防護的臨邊、洞口。利用 BIM 建模和 4D虛擬施工技術以及可視化特性，可以在 3D模型和 4D虛擬施工過程中找出不同施工階段、不同部位的墜落安全隱患。然后建立防墜落保護模型，并導入結構模型中進行檢測，以確保防墜落系統不存在安全漏洞。在 BIM模型中可以很容易找出整個項目所有存在墜落安全隱患的臨邊和洞口，然后把建好的臨邊和洞口墜落防護模型置于結構模型中，就形成了防墜落保護系統，為管理人員提供可視化管理平臺，并且可以加強安全計劃的溝通效果。

2.5 進度管理

基于 BIM 技術的施工進度管理，一方面可以按天、周、月等時間單位對項目整體施工進度進行模擬，將后期施工過程中可能出現的問題在虛擬環境下提前發生并逐一解決，制定符合多方需求的科學合理的項目進度計劃，保證項目的順利實施；另一方面，由此得到的可視化施工過程模擬可以實時指導施工，幫助施工人員更好地理解施工工藝、流程、安全隱患等，降低施工方式不當造成項目進度延期。

3 BIM技術應用推廣的措施

（1）轉變理念。企業可以通過人才引進、技術培訓等方式來獲取 BIM 知識，讓各個層級的管理人員和技術人員都充分了解 BIM 技術及其所帶來的優勢，進而轉變傳統施工管理模式的觀念和方法，為基于 BIM 技術的管理理念、方法和手段創造應用環境。

（2）構建應用 BIM 技術的軟硬件環境。施工企業應根據自身的實際需求，制定相應 BIM 實施方案，配置相應的計算機硬件資源和網絡平臺。

（3）構建組織團隊。BIM 應用涉及面廣，BIM 技術在施工階段的應用必須要組建相應的 BIM 團隊。施工企業可以通過聘請 BIM 咨詢團隊或是企業內部組建 BIM 團隊的方式成立 BIM 團隊。從長遠發展來看，依靠自身的技術力量成立 BIM 團隊更為有利。

（4）優化流程。BIM 技術在施工過程中的應用必將改變傳統的工作流程、管理理念以及管理方式，因而，施工企業應結合自身情況創建適合 BIM 技術應用的工作制度、應用流程、管理模式等，將 BIM 技術在施工中的應用加以落實。

（5）制定成果交付的標準。規范施工各階段、各專業的 BIM 應用成果交付標準，便于項目各參與方之間的交流與共享，實現基于 BIM 的信息集成與共享。

4 結 語

本文根據施工企業的管理特點和現場實際需要，將 BIM技術應用在施工階段的場地布置、圖紙會審、專項方案、安全管理及進度管理。現場使用經驗表明 BIM 技術能幫助項目實現精細化管理，減少或避免施工過程中工期延誤、返工等現象的發生，提高現場管理水平。因此 BIM 技術在施工企業具有較大應用價值和廣闊的應用前景。