陜煤化技術研究院西安總部基地項目BIM技術應用

李晟

(陜西天工建設有限公司，陜西 710000)

1 工程概況

陜西煤業化工技術研究院西安總部研發基地一期A區施工項目位于西安航天基地航天南路神舟六路十字，由新能源技術研究所、分析檢測中心、新材料技術研究所、現代化技術研究所、現代煤炭開采技術研究所、行政辦公樓和地下車庫組成，集科研與辦公于一體，擔負著研究院的行政管理、新技術引進、實驗研發、工程開發與設計、研究成果的推廣與應用、技術咨詢與服務等方面的職能。該項目建筑造型為“MH”，設計靈感源于企業名稱“煤化”。

工程總建筑面積70 434.1，建筑結構類型為框架結構，工程質量目標為魯班獎，是陜西省重點項目。

2 擬解決的問題

(1)工程投標初期，時間緊，商務人員有限，無法對圖紙工程量進行準確核算。公司領導決定由公司BIM技術中心介入，利用建立BIM模型，對圖紙工程量進行準確提取，保證工程投標萬無一失。

(2)由于該工程工程量大，工期緊，專業工種多，且建筑造型特殊，管線綜合排布復雜。項目在籌建階段，公司就組建了以總工程師為組長的項目管理體系，決定利用平臺對工程進行管理，保證工程質量。

(3)本工程為框架結構，二次結構砌體量大，并且每面墻的尺寸不同，同時存在施工工藝要求嚴格的特殊實驗室。利用BIM技術進行砌體預排布并進行優化，控制施工質量[1]。

圖1 建筑效果圖

3 BIM技術路線

3.1 BIM應用目標

本項目在施工策劃時，決定利用BIM手段解決解決項目的重難點問題，達到降低成本、縮短工期、保證質量、提高管理工作效率、減少風險的目的，將該項目打造成精品工程[2-6]，探索本企業利用BIM技術實現轉型之路，提高企業核心競爭力。

3.2 團隊組織

為了更好地將BIM技術應用到項目管理中，公司BIM技術中心直接入駐項目部，與項目部零縫隙對接。項目BIM團隊針對工程特點及實際工作需求建立層級分明的BIM組織架構，采用協同平臺提升協同工作效率[7]。

在BIM應用過程中，BIM技術人員積極參與建模、用模、分析等各個環節，將理論與實踐相結合、現場實際與模型相結合，不斷提升自我技能和知識水平，培養出了一批BIM中堅力量，為項目的推進提供了強有力的技術人才保障。

3.3 應用措施

針對BIM應用，公司建立了企業級標準及項目實施策劃，確保BIM技術現場落地[8]。在企業級標準及項目實施策劃中擁有明確的模型建立標準和應用流程。根據“質量創優，樣板先行”的原則，通過軟件建立模型，形成公司施工工藝樣板手冊，指導工程施工。

圖2 公司施工工藝樣板手冊與施工現場對比

根據BIM實施策劃的需求，制訂了一套完整的BIM信息流轉渠道，打通了BIM技術應用過程中各個接口的不暢，有效的進行了信息的傳遞，使每個構建實體信息化流轉，直至竣工驗收。

通過建立信息集成系統，通過對現場人員、周邊環境、場內環境等指標分析[9]，通過系統集成集中分解各項數據，達到線上線下對工地現場各項措施、指標的實時掌控。優化了項目信息管理系統。

3.4 軟硬件環境

根據本工程BIM系統信息化平臺特點，我們采用以下軟件來實現本工程BIM技術運行，確保工程信息化模型管理[10]。

4 BIM應用內容

4.1 BIM建模

為保證其他功能型分析模型應用效果的可靠性、準確性，項目建立精準BIM空間模型，并隨工程進程實時更新。因項目體量大，難題多，模型建立按實際施工需求進行分區，分專業建立，提升空間模型在BIM工作中的利用率。

4.2 BIM應用情況

(1)場地布置

表1 BIM軟件應用

序號軟件名稱功能1AutoCAD 2014平面圖紙處理2Autodesk Revit Architec-ture2016 建筑專業三維設計軟件3Autodesk Revit Structure Suite2016結構專業三維設計軟件4Autodesk Revit MEP 2016參數化三維建筑設備設計軟件,建筑暖通、給排水、電氣、管線綜合碰撞檢查專業設計應用軟件。5Autodesk Navisworks 2016三維設計數據集成,軟硬空間碰撞檢測,項目施工進度模擬展示專業設計應用軟件。6Lumion場景布置,增加模型的可視化效果。7Autodesk 3ds Max三維效果圖及動畫專業設計應用軟件,模擬施工工藝及方案。8廣聯達BIM5D移動端進行現場安全、質量、進度管理。9廣聯達BIM5D資源成本管理10廣聯達碎片化工具場地布置、鋼筋管理、模架管理、進度管理10廣聯云平臺項目各參與方協同管理

本項目由六個單位工程組成，東西方向一字排列，施工面較長，工期緊任務重，周轉材料所需量較大，合理的場地布置是工程開展的關鍵，通過BIM建立施工現場三維場布模型，直觀地展現各個功能區之間的關系[11]，同時加入時間軸模擬施工，確定每個階段場地布置，最大化地合理利用場地，減少材料二次搬運，實現綠色施工。

圖3 施工模型

(2)圖紙會審

本工程通過建立BIM模型，利用BIM可視化特點將圖紙中問題直觀的展示出來，目前查找出結構、建筑、機電等專業圖紙問題20余處，為項目的順利實施提供有利保障。

(3)施工現場實名制

現場人員實名制，將現場人員有效信息錄入，基于平臺對單個工人安全考核記錄、違規記錄等信息實施現場云端查詢，完成人員施工管控。

(4)施工現場環境監護

根據模型模擬，合理布置環境監測點。環境監測系統數據通過環境監測云平臺與除霾降塵系統關聯，實時數據超過預警值時系統自動開啟，保證施工現場環境達標[12]。此舉大幅度減少人力投入，使降塵設備的使用效率從60%提升至85%以上，且與一般控制方法相比節約用水50%。

(5)BIM助力方案優化

針對本工程存在大量深掛板的施工不便、質量難以保證的問題，利用BIM技術進行掛板支撐系統合理優化、安全計算，并進行三維模擬施工，為施工提供了有效準備，施工一次成優[4]，獲得陜建協2017年優秀QC成果二等獎。

(6)泵房預制安裝

針對泵房設計圖紙情況，對泵房二位設計圖紙進行三維翻模，在三維模型上對泵房內管線的排布進行深化設計，并通過管道內壓力及重量計算選擇合適的支吊架。出具詳加工及施工圖紙。

將三維模型及深化二維圖紙發至加工廠，通過模型轉換對接，信息輸入自動化加工系統，對成品構件進行信息編碼，按照施工順序合理規劃，集中堆放，按照施工順序分別進行運輸，方便現場進行安裝。

泵房構件在工廠加工過程中，攜帶相關信息，通過信息掃碼進行歸類，根據現場施工情況進行數據交互，確定下一步安裝使用構件類型及數量，及時運達現場，通過掃碼進行定位安裝。

構件安裝完成后，技術員和質檢員通過信息平臺進行質量檢驗完成后，合格產品進行安裝合格確認，完成現場與模型的交互標注。便于信息進行傳遞、回傳。

(7)基于5D平臺的施工管理

項目內采用BIM協同平臺實現基于BIM模型的施工現場信息交互工作。

圖4 圖紙問題反饋

對質量問題進行拍照后直接選取，自動發送至整改責任人及相關領導。整改責任人收到消息后立即整改，并進行拍照回復。檢查人收到消息后組織復查，確保問題切實得到有效控制。

根據施工進度要求，提前在現場設置質量控制要求及質量控制點，通過Web端精確每個點的質量情況，在我司樣板工程體系指導下，通過平臺遵循PDCA循環對現場進行全面質量管理。

運用BIM技術，在施工開始前，模型上進行危險源辨識，提前制定措施，運用云端進行各項安全管控。

通過移動端，收集施工現場日進度照片，形成日進度照片庫。通過移動端周任務派分情況，回傳任務完成情況，進行數據反饋，提取現場實際施工進度。形成周進度擬真模型。按區域進行進度對比，按周建立進度對比情況，收集現場實際進度數據，擬合計劃工期模型，預測進度走向，助力工程進度管控[13]。

(8)族庫建立

截至目前為止，我公司的族庫管理系統共包括約357個自定義族。并完成了施工企業自定義族的創建、存儲等系列通用標準規范的編制，提高了BIM模型的創建速度[14]。公司通過建模建立了符合單位項目實施規劃的構建族，為以后項目中進行構件拼裝及定型加工提供了可靠依據，實現實施規劃裝配式。

5 BIM應用成果

5.1 節約成本

項目共檢查碰撞點7 468處，降低成本損失39萬元，節約工期共計21天。

5.2 實施效果

BIM效果的應用使得工程在成本節約、管理提升、技術提升、數據累積、人才培養及社會效益方面均取得了良好的效果。

表2 BIM實施應用效果

序號關鍵點或創新點名稱碰撞點(項)節省工期(天)減低成本損失(萬元)1結構深化設計8--2機電深化設計7 460-203泵房預制化-10104輕質隔墻預制-555二次砌體排磚-436細部節點動態交底-2-7質量安全管控--1總計7 4682139

5.3 管理辦法總結

從施工方的角度總結出一套可以不斷完善的BIM工作管理流程，邁出了從BIM管理理念到實踐的重要一步，在提升了精細化管理的同時，也收獲了專業單位對工程質量的認可及較高的客戶滿意度。在多個方面的BIM應用，解決了項目施工中的眾多工程難題，得到公司及項目大力推廣。

6 總結

通過BIM技術的應用我們公司收獲頗豐：

(1)通過BIM技術的應用，成功的將管理平臺的應用融入了我司安全、質量、成本管理體系中，使我司體系的運營更加順利通暢；

(2)在運用過程中，打通了從模型到管理的應用通道，積累了一批有經驗的BIM應用管理人員，為下一步全面推廣應用提供保障；

(3)通過提出問題，解決問題，總結經驗的BIM技術應用，本工程共出QC成果3項，論文2篇，公司級施工樣板手冊一本；

(4)形成了一套完整的BIM技術應用實施管理手冊，提高了公司項目管理的精細化程度，便于下一步在全公司范圍內的全面推廣應用。