BIM技術在衡水高鐵站前廣場項目的應用

文｜王乃坤

隨著我國工程建設領域對BIM技術的深入認識與廣泛應用，越來越多的工程開始試水BIM應用，尤其是住房城鄉建設部發布的《2016－2020年建筑業信息化發展綱要》提出，要增強BIM技術集成應用能力，愈發明確了BIM技術的地位和未來的發展趨勢。

BIM技術作為一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。

工程概況

以衡水高鐵站前廣場（交通樞紐）工程為例，該工程位于河北省衡水市市區北側、中華大街和育才街之間。該工程結構形式為鋼筋混凝土框架和框架剪力墻結構，包括景觀廣場（下沉廣場及地下車庫）、東側停車場、西側停車場三部分，總建筑面積68344.6平方米，建成后將承擔人流疏散、停車、休閑娛樂等功能作用。項目規劃總用地面積 159976.4平方米，南北長約275米，東西長約580米。總建筑面積68344.6平方米，綠化面積54186.8平方米；鋪裝面積63673.66平方米；道路面積40116.85平方米。

本工程是EPC總承包項目，包括工程的勘察設計、設備及材料采購、施工等。施工范圍具體包括土方施工、一次結構、二次結構、裝飾裝修、給排水、電、消防、通風及各種專業管線預留預埋工程。

衡水高鐵站前廣場項目屬于大面積地下結構，如何在保證大面積混凝土施工質量的前提下，高效快速的完成施工任務是本工程的難點。本工程工藝管道復雜，專業間碰撞較多，如何能在施工前將專業間圖紙問題解決，從而確保工程順利開展則是本項目的重點。

圖1 衡水高鐵站前廣場項目效果圖

表1 軟件列表

圖2 建模標準及規定

圖3 BIM實施管理流程

BIM組織及團隊

針對上述難點，中冶天工集團有限公司二分公司組織成立了衡水高鐵站前廣場BIM技術應用團隊，主要由公司BIM專業技術人員與項目經理部管理人員組成，針對協同平臺管理、建筑信息模型使用、工程管理系統及BIM與進度、質量、成本管控等幾方面開展管理信息化工作。

該項目采用集成服務器、緩存服務器與施工現場通過外網訪問服務器相結合的方式。為保證項目實施，配備大型工作站、移動工作站、集成及緩存服務器。各專業從設計進場到項目實施參與項目整個實施過程。

BIM應用平臺及標準

衡水高鐵站前廣場BIM應用軟件以Bentley系列軟件為主，Auto CAD、Microsoft Project等軟件輔助建模，具體軟件見表1。

為滿足該項目BIM技術推廣應用，管理層及應用層相關人員的硬件配置只需達到可以利用協同平臺和使用Navigator軟件瀏覽模型即可，BIM建模人員的硬件應達到基本工作站配置方可保證建模的順利進行。鑒于以上情況，參與該項目的相關人員的硬件皆基本滿足以上要求。

根據公司BIM項目名稱命名規則，確定唯一的項目編號，并在協同平臺上建立相應文件夾，設置相關權限，配置相關工作環境。BIM項目經理劃分ProjectWise平臺文件架構，管理員進行平臺的文件維護。BIM模型劃分與實際施工相結合，模型分解與裝配以分部分項工程劃分為原則，建立相應文件夾。

BIM模型的坐標系在項目初期由項目經理按總圖絕對坐標系建立，并附有轉好方向的ACS坐標軸，確定唯一的坐標系。統一的坐標系使專業內和專業間的定位配合，確保最終模型分裝以及總裝的統一性和準確性，這關系到后期的碰撞檢測、設計檢視以及出圖。

根據公司編制的數字化技術標準、質量控制體系、管理流程規定和建模標準編寫項目實施方案，明確了項目流程，依托項目級工作空間和協同平臺，明確了成果交付內容和模型顆粒度。根據可視化模型，也可以生成多專業的施工圖紙，有效避免因二維圖紙分散而導致施工時產生遺漏。如圖2。

BIM實施過程及實現功能

項目實施采用BIM小組人員負責建模與項目經理部現場實施相結合的方式進行。涉及專業包括建筑、結構、暖通、給排水、電氣、總圖。如圖3。

BIM技術應用特點及創新點

BIM模型碰撞檢測。根據施工圖紙搭建建模過程中及模型整合后，利用軟件自身功能對模型碰撞檢測，發現空間中的不合理構件。如圖4。

圖紙自審會審。在現場施工前，應用BIM技術，根據三維模型進行圖紙專業內和專業間的審核，及時發現圖紙問題并反饋給設計單位，減少后期返工。采用BIM技術對衡水高鐵站前廣場項目建模，在建模過程共計發現圖紙問題106處。如圖5。

基于BIM的施工進度控制。將BIM模型與進度管理結合，實現模型跟蹤現場進度管理。現場實際進度與計劃進度進行及時查驗，合理有效進行現場資源配置。如圖6。

基于BIM的質量控制。從模型中查詢所需建筑結構等專業的屬性信息（例如名稱、數量、材質、幾何尺寸、空間定位、工程量等），利用ProjectWise平臺將建筑信息模型與質量檢查記錄、整改通知單和整改反饋單進行掛接。現場質量信息用模型進行表述，能更快的發現施工薄弱節點并進行質量糾偏。如圖7。

可視化技術交底。采用三維模型與視頻對施工班組進行可視化技術交底，全方位多角度直觀的展現了建筑全景、構造細節、復雜節點以及明確構件空間關系定位等問題，指導施工，使管理人員向班組工作人員傳達任務和技術交流更加明確，令不同文化程度的班組施工人員了解施工技術流程以及質量控制要點。

特別是衡水高鐵站前廣場項目中，采用的施工方案將降水井與集水坑合二為一。考慮了降水井的降、排作用，在車庫外側與坡腳的中間布置一排降水井，既可起到基坑開挖前的降水作用，也可作為雨天排水的應急設施，節約成本且規避了常規集水坑冬天凍裂后難排的技術問題。如圖8。

工程量管理。本項目使用參數化的BIM模型，通過軟件直接生成工程所需的各類工程量統計表。材料量由模型直接導出，也可以按照構件類型給出該構件所需材料。為物資采購、工程預算、成本控制提供高效服務。

圖4 BIM模型碰撞檢測示例

圖5 基于BIM的圖紙會審、設計變更、洽商記錄示例

圖6 BIM4D進度模擬

圖7 基于BIM的質量控制

圖8 BIM可視化交底示例

圖9 工程量表及變更前后工程量對比

圖10 安全防護模型

圖11 專業管線

圖12 管線材料清單及效果圖

當發生工程變更時，由模型導出的工程量統計信息也隨之自動更新，合理的安排材料采購與進場計劃，實現了精細化管理。如圖9。

基于BIM的危險源控制。結合施工進度，在BIM信息模型中可以方便的對臨邊洞口、預留洞口等危險源進行識別，及時做好防護措施。圍護的長度、洞口的個數也可以根據施工進度隨時進行統計，提前、精準的進行物資采購，提高安全管理效率。如圖10。

綜合管線深化設計。利用三維模型進行給排水、暖通、電氣、消防各專業管線綜合設計，利用BIM技術查漏設計圖紙中問題，提前發現施工重難點。通過模型對管線位置進行施工復核，滿足設計要求的同時，合理安排施工工序，保證施工質量及進度。如圖11。

本工程涉及給水、中水、排水、消火栓、噴淋、通風、采暖多種管線多重敷設，為規避各專業管線沖突，運用BIM技術提前預演各管線走向及管線支架安裝，多種管線在相同標高時滿足設計要求的情況下共用支架從而節約材料，節省施工時間。

基于BIM的預制化施工。改變傳統管道支架設計加工方式，在深化設計階段即考慮施工階段預起拱及施工實施方案，依據標準化方式對管道支架進行設計調整，施工現場散拼安裝，施工安全可靠、技術先進、經濟效益顯著。

利用三維模型的精確定位及凈工程量統計，對各專業管道、管線進行標準化排版，生成材料清單，將傳統的現場截取，改為集中管道、管線加工，減少材料浪費的同時，提高現場施工質量，改善現場施工管理。如圖12。

結語

BIM 技術作為建筑業發展戰略的重要組成部分，是建筑業轉變發展方式、提質增效、節能減排的需求，對建筑業綠色發展、提高人民生活品質具有重要意義。在衡水高鐵站前廣場項目進行BIM應用是深挖BIM應用點的有力嘗試。該項目通過BIM技術的應用，優化了傳統的管理模式，提高了管理效率。

該項目運用BIM技術的綜合項目管理方法，初步達到協同作業、提高效率、輔助管理的效果，但是BIM技術在建筑行業的應用點還值得我們繼續挖掘。BIM技術方興未艾，當繼續砥礪前行，不斷探索。