BIM技術：開啟精細化管理大門

隨著建筑行業信息化技術的日新月異和國家一系列相關政策的推出，BIM技術應用越來越成為項目精細化管理、企業集約化經營的必然趨勢。為促進BIM技術的應用，中鐵建設集團有限公司（以下簡稱中鐵建設集團）加大BIM技術在項目的推廣應用力度，先后將北京通州運河ONE項目、北京環球影城項目、成都天府新區綜合管廊項目、成都地鐵6號線項目等一批重點項目納入BIM實施試點項目中。

先鋒國際廣場三期酒店寫字樓工程也將BIM技術融入項目技術組織及施工管理當中，大力推動了施工生產，并取得了諸多榮譽。先鋒國際廣場三期酒店寫字樓工程由中鐵建設集團承建，本項目位于江蘇省鹽城市建軍中路北側小海西路西側，總建筑面積12.17萬平方米，地上91270平方米，地下30415平方米，建筑高度216米。由于該項目為中鐵建設集團BIM技術重點實施項目、魯班獎策劃項目、江蘇省政府重點關注項目、總包合同要求及打造江蘇省觀摩示范工地的需要，該項目引進新技術協助項目施工，實現精細化管理。

該項目投資、建設、設計、施工、運營一體化，業主專業分包多，施工總承包溝通協調單位多，管理難度大。在項目建設過程中，施工可用場地小，材料堆放、臨時設施、車輛進出管理等布置方面較為困難，項目整體吊裝精度要求高且工期緊，增加了施工難度。同時，項目鋼結構吊裝體量大，鋼結構構件種類多，主要結構體系為鋼管柱鋼梁+鋼筋混凝土核心筒，項目整體安裝精度高。

該項目建筑高度為216米，施工采用鹽城市最大的內爬塔吊TC7052塔式起重機；項目因功能定位為酒店寫字樓，對凈高要求高，吊頂內部管線錯綜復雜，部分管線需穿梁處理，對鋼結構的加工精度和砼結構的預留預埋難度提出挑戰。

BIM應用目標

為配合中鐵建設集團對該項目BIM技術應用和精細化管理的總體要求，該項目BIM技術應用至少要實現兩方面的目的：一方面，解決項目施工過程中的實際問題，提高施工技術水平，滿足示范工地的需要；另一方面，要形成符合企業自身特點的BIM技術應用方法論，總結可推廣借鑒的BIM應用經驗，提高企業整體的BIM技術應用水平和管理模式，最終達到精細化管理的目標。

為實現上述目標，在施工過程中，本項目又制定了相關細分目標。技術應用目標：應用BIM5D集成管理平臺，利用BIM技術進行前期策劃、BIM 管線綜合排布、深化設計等應用，解決實際施工問題，提高項目施工技術與管理水平。BIM應用方法總結：制定企業BIM建模標準、項目BIM交互標準、項目管理標準，通過BIM5D編制專項吊裝方案、專項塔吊爬升方案，并對方案進行動態模擬優化，形成企業自身可推廣復制的方法論。

BIM應用內容

基于以上項目重難點和應用目標的設定，項目部在機電深化設計、BIM5D項目協同管理、施工方案模擬、施工交底等方面開展BIM應用。

在項目實施之初，中鐵建設集團已經擁有BIM應用指南和企業建模標準。因此，在本項目實施前期，根據集團的相關規定，制定項目BIM應用計劃書、項目部各專業BIM建模標準、BIM信息交互標準等相關標準。同時建立會議制度，建立啟動會、周會議、月度會議、階段性會議等相關制度，確保在BIM應用過程中的有效溝通與協調。

本項目采用分公司、項目部自施和業務分包相結合的方式建立模型和實施。公司BIM團隊負責土建、鋼結構、裝修、幕墻、機電模型的創建與相關成果審核與上報，項目BIM實施過程中的總體協調與進度監督等；項目部BIM團隊負責現場BIM應用與日常維護工作；魯班獎顧問團隊負責土建、機電、裝飾專業建模、模型自查、深化設計、模擬動畫制作、渲染和VR技術應用；BIM分包負責鋼結構節點深化、機電、內裝、幕墻模型BIM深化設計節點審查與落實。

完成BIM應用策劃后，中鐵建設集團以項目BIM經理為BIM應用主管領導，負責組建BIM小組、制定BIM應用目標、總體把控BIM實施。設立BIM總協調人員，負責項目BIM實施過程中的總體協調工作，協助BIM經理組建BIM小組，制定BIM目標。組建以BIM小組負責人為核心的BIM團隊，負責制定項目BIM應用計劃和BIM應用實施。

BIM應用實施過程

在BIM應用前期，進行BIM建模標準交底后，BIM中心創建了基于BIM技術的土建模型、機電模型、鋼筋模型、鋼結構模型以及場地等措施類模型。

在建模過程中，通過BIM技術進行圖紙審查，BIM中心發現土建圖紙、機電圖紙中可能存在的各類問題，隨后按照問題性質和沖突級別分類，描述問題并提出優化建議，以書面的形式匯總形成問題報告，用于階段性項目圖紙會審，提前發現設計問題，在施工前期大大減少了可能存在的施工問題。

本項目鋼結構構件種類多，通過三維模型輔助技術交底，通過掃描二維碼進行查看，可使交底內容精確至單個構件部位。直觀地體現施工細節，實現交底內容的無損傳遞，減少了人為誤差風險，大幅提高施工效率。

由于本項目施工可用場地小，材料堆放、臨時設施、車輛進出管理等布置方面較為困難。BIM中心應用BIM模型進行場地平面策劃，并利用三維漫游動畫進行樣板工地策劃。同時，由于該項目為省級觀摩項目，因此預先在BIM軟件中將觀摩各類素材、路線規劃等進行虛擬布置，有助于管理層對觀摩方案的科學決策，避免不必要的浪費。

在施工方案模擬方面，核心筒外鋼結構工程是本項目的一大難點，鋼結構工程能否順序施工，可能會對工程整體進度造成影響。BIM中心對鋼結構模型進行深化設計，并利用模型進行了吊裝方案的多次模擬，直觀分析不同方案的優劣處，選擇最優吊裝方案，實現最大限度的規避風險。

通過對基于BIM技術的機電模型進行深化設計，包括深化機電施工圖紙，對建筑的重要部位和公共區域進行凈高空間分析等，通過三維剖面、模型演示的手段與業主和設計進行溝通，有效提高了施工圖紙深化設計效率和溝通效率，實現了最大限度優化管線排布、層高的優化及施工預留孔洞的留置。例如本項目裙房層高5.6m，標準層層高3.8m，為了滿足業主的吊頂凈高要求，在機電管線深化時最大限度優化管線排布，但需要在個別樓層、部位進行結構洞口預留。

BIM創新應用

BIM5D平臺集成應用

BIM5D平臺的集成應用主要是通過“三端一云”即PC端、移動端、網頁端和企業級云平臺實現。在PC端可以進行整合模型可視化查看、施工流水段劃分、施工進度模擬、物資查詢、三算對比、智能排磚、變更管理、輔助專項方案部位查找。在移動端可進行施工現場質量安全管理、施工現場進度管理、構件跟蹤管理。在網頁端可協助公司管理層對項目進行遠程協同管理、現場質量安全問題階段性匯總、施工現場進度照片的收集輔助施工日志的編寫、施工資料的集中管理。

多專業模型整合。本項目建立了結構模型、鋼筋模型、鋼結構模型、機電模型、建筑模型。利用模型的可視化特點，可對工程的復雜節點或復雜的施工工藝進行可視化交底，或進行施工模擬動畫的演示，輔助現場施工、高危方案的專家會審、圖紙會審及后期創優評獎的過程文件記錄。

施工流水段劃分。該項目地下面積較大，通過施工流水段的劃分，可視化各流水段的交叉作業，便于清晰的劃分工作界面，合理安排各工序交叉作業間的碰撞，并可根據編排的計劃實時提取每天、每周、每月的工程量、業主清單費用、資源投入量、分包支出費用等，并根據工期安排自動對資金、物資、勞動力進行分析。同時，便于項目管理層實時獲知施工過程中的各項數據信息，并進行判斷現場安排情況的合理性與科學性，以便做出進一步的決策。

質量、安全管理。在施工作業層，監管人員通過手機端可實時上傳現場施工質量安全問題照片，詳細說明問題情況，并責任到人，限期整改，問題相關責任人在整改后需進行結果反饋，改變了傳統管理模式下問題不明確、責任不清晰、整改不及時等問題，提高了質量安全管理效率。在項目管理層，可通過PC端或網頁端進行動態管理，實時獲知施工現場的質量安全問題與其詳細責任人、整改信息、監管問題的整改進度，并宏觀掌控項目整體的質量安全問題概況與施工進度，為精細化管理提供精準的數據信息。

進度跟蹤管理。在BIM5D 系統中將模型關聯進度計劃，并按周錄入每周的實際進度信息與計劃進行對比，輔助項目工程例會進度分析。通過手機移動端上傳每天的現場施工安排情況，包括施工部位、施工工種和施工人數，有利于管理人員及時掌握現場施工信息，并作出管理決策。

成本管理。BIM中心利用BIM5D平臺對項目混凝土分項工程進行管控和分析。前期通過BIM5D流水區域劃分和多維度工程量提取，輸出材料耗用表提交商務部門審核，審核后通過物資部匯總采購混凝土。流水區域施工時，每車混凝土都過地磅，并累計記錄流水區域的工程量耗用情況，最后統計與計劃量和審核量的對比，形成分析表。綜合把控混凝土分項工程的成本，避免不必要的浪費，縮小計劃量與審核量的差距，為項目節約材料用量。

變更管理。該項目BIM中心將設計變更、圖紙會審、技術核定單等各專業變更文件，分文別類的上傳至BIM5D平臺，并將項目資料--變更登記模塊與實體模型進行掛接，進行統一管理，提高項目按圖施工的準確性。避免文件的丟失或遺漏，為后期變更計價的找尋提供便利，也為資金管理與分析提供保障。

施工資料的集中管理。項目實施過程中的所有項目資料統一集中管理，將各專業文件分門別類地上傳至協同管理平臺，進行統一的管理，項目部內部無需將變更文件逐一下發至各個科室，只需將文件上傳至5D平臺后，各相關部門可自行在線查看或下載打印留存，有效避免文件的丟失或遺漏，也為后期文件的找尋提供便利。

鋼結構物料跟蹤管理應用。鋼結構物料跟蹤的應用讓項目對鋼結構專業分包施工更加可控，表現在可以實時了解鋼構件的加工和進場情況、可以把控安裝進度和質量，優化現場堆場布置，節約安裝找料時間。

3D打印技術應用

項目應用3D打印機打印結構復雜構件、施工樣板、專利模型等，用于更加直觀地將圖紙上的構件展示出來，便于不同部門、不同崗位的施工人員無障礙溝通，清楚地看到構件可能存在的問題，減少復雜構件、專利模型的制作難度，同時也便于向外界展示本項目的創新優勢。

無人機航拍應用

本項目應用無人機對現場進行三維攝像，對現場施工進度進行跟蹤，并輔助現場工作巡檢、記錄施工、過程影像信息等。讓施工過程影像化，增加施工過程資料的儲存形式，并能輔助項目管理層實時查看施工實況，提高施工的精細化管理程度。

BIM應用效果

通過模型的建立和模型的碰撞檢查，發現土建問題89個、機電問題122個，并提前和設計院溝通解決，節省造價約150萬元，節省工期約20天。通過模型的快速提量，提高了項目部技術人員工作效率的計劃保量的準確度。項目利用三維模型的可視化特點，大大提高了交底的效率，減少溝通交流存在的理解誤區。

此外，通過對施工現場樣板工地的參數化設計，合理優化塔吊的爬升方案、鋼結構吊裝方案模擬，提前處理過程中可能遇到的問題，節約造價約46萬元，節約工期約16天。采用三維掃描儀，對土方工程的精確掃描和算量，大大減少了采用傳統方法的算量過程，同時也提高了數據的進度。

BIM5D集成平臺實現了5D平臺PC端的各專業模型的整合，資料的統一管理、現場質量安全的動態管理，現場施工進度的管理與預警，資源的三算對比，工程量的提取，施工進度模擬，二次結構智能排磚等應用，提高了項目部管理人員的工作效率，進一步提高了施工質量，加快了現場生產進度，節省造價約63萬元，節省工期約20天。同時，機電專業的深化設計及時有效地解決了各專業管線碰撞問題262個，節省造價約130萬元，節省工期約25天。

基于BIM技術的創新應用，為該項目總計節約直接造價約289萬元，節約工期約81天。在項目應用BIM技術過程中，還形成了以中鐵建設BIM應用指南及企業建模標準為基礎的BIM相關標準，為后續企業BIM技術應用推廣提供可復制的經驗。