基于BIM的地鐵施工過(guò)程集成管理探究

李昌俸

地鐵施工是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，其中間涉及到了大量的信息，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)滿足不了對(duì)這些多維度信息的集成管理。因此，就需要采用一種新的集成管理的模式對(duì)地鐵施工過(guò)程進(jìn)行全面管理。本次就對(duì)基于BIM的地鐵施工過(guò)程集成管理模式進(jìn)行了詳細(xì)的探究。

BIM模型能夠有效地對(duì)建筑工程項(xiàng)目中的多個(gè)維度信息進(jìn)行集成，使其形成一個(gè)具有龐大信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，以此來(lái)對(duì)各項(xiàng)目參與方在施工過(guò)程中的協(xié)同工作行為進(jìn)行大力協(xié)助，不但為各項(xiàng)目參與方提供了所需要的信息，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)中信息的共享，保證了各信息在各部門之間高效的流通。我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部也提出了，要推進(jìn)BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的應(yīng)用。將BIM技術(shù)應(yīng)用在地鐵施工的過(guò)程中，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的集成管理系統(tǒng)，管理人員能夠?qū)κ┕さ倪M(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等進(jìn)行有效的管理，還促進(jìn)了BIM技術(shù)在實(shí)際建筑工程中的應(yīng)用。

一、基于BIM的集成管理系統(tǒng)的構(gòu)建

一般情況下，應(yīng)該先完成基于BIM的集成管理系統(tǒng)的集成控制模型，然后根據(jù)各模型就可以構(gòu)建出基于BIM環(huán)境下的集成管理系統(tǒng)（如圖1所示），據(jù)此對(duì)建筑項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等進(jìn)行集成管理，進(jìn)而促進(jìn)集成管理控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

圖1

1.進(jìn)度方面

根據(jù)構(gòu)建的進(jìn)度控制模型進(jìn)一步總結(jié)出了基于BIM的項(xiàng)目進(jìn)度管理業(yè)務(wù)流程。首先要編制一個(gè)總進(jìn)度的計(jì)劃，編制人員同項(xiàng)目負(fù)責(zé)人先對(duì)各單位的工作情況進(jìn)行了解，然后編制出高層的活動(dòng)計(jì)劃，再編制單位工程進(jìn)度計(jì)劃，每個(gè)班組再擬定周計(jì)劃，使其形成一個(gè)整體的進(jìn)度計(jì)劃系統(tǒng)。然后對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)各計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)在施工過(guò)程中對(duì)施工進(jìn)度的管理和控制。

2.成本方面

在建立成本模型時(shí)，需要將建筑工程中各構(gòu)件的項(xiàng)目特征編輯進(jìn)去，進(jìn)而形成一個(gè)集成各構(gòu)件各種信息的GBS數(shù)據(jù)庫(kù)。還要在施工預(yù)算階段按照制定好的時(shí)點(diǎn)對(duì)模型中實(shí)際成本的信息進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步提高施工預(yù)算的精準(zhǔn)度。利用成本控制模型，對(duì)成本管理的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行總結(jié)，不但能夠快速得到各項(xiàng)成本的信息，計(jì)算出各階段的成本，幫助管理者對(duì)成本情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，還可以對(duì)最后一階段的成本進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.質(zhì)量方面

質(zhì)量控制業(yè)務(wù)流程的構(gòu)建，能夠有效促進(jìn)工序質(zhì)量與BIM模型的無(wú)縫結(jié)合。如基于BIM的質(zhì)量控制業(yè)務(wù)流程下，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)不但要使其滿足產(chǎn)品本身的質(zhì)量要求，還要對(duì)產(chǎn)品的其他信息（廠家、成分、配料比、養(yǎng)護(hù)等）有個(gè)明確的掌握，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量控制中的組織、過(guò)程的管理模式等的劃分。

4.安全方面

在地鐵車站施工的過(guò)程中，安全問(wèn)題貫穿于整個(gè)過(guò)程，其也會(huì)隨著施工過(guò)程的變化而出現(xiàn)變化。建筑項(xiàng)目中基于BIM技術(shù)安全控制模型的構(gòu)建遵循了三維實(shí)體和施工過(guò)程時(shí)間軸對(duì)演化規(guī)律進(jìn)行描述的原則，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)其他安全維度的信息進(jìn)行了集成，進(jìn)而構(gòu)建出了一個(gè)多維度的安全信息模型，并將疊加的結(jié)果及時(shí)傳遞給了現(xiàn)場(chǎng)管理人員，使其能夠及時(shí)對(duì)危險(xiǎn)部位、危險(xiǎn)區(qū)域等給予實(shí)時(shí)的預(yù)警和控制。

構(gòu)建的集成管理系統(tǒng)中，將建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的安全、施工空間上的沖突、施工過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)資源的管理等作為重點(diǎn)，制定了項(xiàng)目安全管理業(yè)務(wù)流程。通過(guò)基于BIM的集成控制模型對(duì)項(xiàng)目中涉及到的機(jī)械、材料等信息進(jìn)行主動(dòng)管理，同時(shí)還要保證模型中信息的完整度，保證各機(jī)械設(shè)備、材料等物品隨時(shí)處在一種安全的狀態(tài)。

二、地鐵施工過(guò)程中集成管理系統(tǒng)的應(yīng)用

1.項(xiàng)目概況

由中鐵二十局承建的南寧市軌道交通2號(hào)線東延項(xiàng)目停車場(chǎng)，是廣西省境內(nèi)第一個(gè)帶上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的停車場(chǎng)項(xiàng)目。項(xiàng)目開(kāi)始，在中國(guó)鐵建股份公司南寧軌道建設(shè)指揮部的指導(dǎo)下，項(xiàng)目部引入BIM系統(tǒng)集成化管理。本項(xiàng)目在施工中各個(gè)方面都制定了主要的目標(biāo)，如在進(jìn)度方面，不但要對(duì)項(xiàng)目的順利進(jìn)行做好統(tǒng)籌規(guī)劃，合理化地安排各項(xiàng)工程的進(jìn)度，還要根據(jù)BIM模型對(duì)制定的計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，保證工期的按時(shí)完成；在成本方面，要對(duì)各項(xiàng)成本的指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的把控；在質(zhì)量方面，要保證建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量能夠達(dá)到樣板項(xiàng)目的質(zhì)量；在安全方面，要保證整個(gè)項(xiàng)目施工中無(wú)重大的安全事故發(fā)生。

2.地鐵施工過(guò)程中集成管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用

（1）進(jìn)度管理

項(xiàng)目施工前，地鐵施工集成管理系統(tǒng)中的3D模型已同進(jìn)度計(jì)劃系統(tǒng)中的各進(jìn)度信息相鏈接，此時(shí)，三維模型則與時(shí)間軸進(jìn)行了結(jié)合，并將整個(gè)項(xiàng)目工程施工的過(guò)程以動(dòng)態(tài)的形式顯示了出來(lái)，進(jìn)而形成了一個(gè)虛擬施工的動(dòng)畫。施工單位可以在此看到整個(gè)項(xiàng)目的施工情況。將不同的施工方案進(jìn)行比較，最終選出最優(yōu)方案，為管理提供準(zhǔn)確的決策依據(jù)。項(xiàng)目施工過(guò)程中，工程師在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)電腦、其他終端設(shè)備對(duì)各單元的實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行了跟蹤，并將跟蹤到的信息存儲(chǔ)在了系統(tǒng)中。集成管理系統(tǒng)則是利用了進(jìn)度信息建立了進(jìn)度跟蹤視圖，對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行虛擬施工動(dòng)畫，管理人員則可更加直觀地看到項(xiàng)目的進(jìn)展情況。如下圖2所示：

圖2 施工進(jìn)度的跟蹤界面

（2）成本管理

施工之前，集成管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)項(xiàng)目的各項(xiàng)成本進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)，會(huì)生成一個(gè)比較準(zhǔn)確的工程量清單，這對(duì)項(xiàng)目成本的控制是非常有效的。集成管理系統(tǒng)會(huì)通過(guò)BIM模型將計(jì)劃成本信息與進(jìn)度信息關(guān)聯(lián)在一起，而業(yè)主單位也可以得到施工期間對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃成本的分析清單，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目資金進(jìn)行合理的規(guī)劃。但是需要注意的是，在項(xiàng)目的施工中，應(yīng)將一些變更的信息數(shù)據(jù)及時(shí)錄入到系統(tǒng)中，便于結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，還要對(duì)超支、逾期未付等成本進(jìn)行控制。

（3）質(zhì)量管理

項(xiàng)目施工中，根據(jù)施工的完成情況和質(zhì)量，直接在模型中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新。為各部門及時(shí)準(zhǔn)確地查找到項(xiàng)目質(zhì)量的信息提供了條件。同時(shí)，在集成管理系統(tǒng)中，還為參與方更加及時(shí)、直觀、準(zhǔn)確地掌握到項(xiàng)目施工質(zhì)量的宏觀情況提供了便捷的通道。

（4）安全管理

施工前，集成管理系統(tǒng)的控制模型對(duì)施工情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，讓建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的安全性能表現(xiàn)的可視化，進(jìn)而為結(jié)構(gòu)安全性能的評(píng)價(jià)和危險(xiǎn)區(qū)域級(jí)別的確定提供了重要的依據(jù)，也為施工活動(dòng)提供了有效的指導(dǎo)。另外，對(duì)施工空間沖突進(jìn)行檢查，對(duì)一些可能會(huì)發(fā)生的沖突進(jìn)行了規(guī)避，給施工機(jī)械找到了最優(yōu)的行進(jìn)路徑，給施工人員找到了最安全的活動(dòng)范圍，有效降低了安全事故和人員傷亡事件的發(fā)生率。

三、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)基于BIM的地鐵施工過(guò)程集成管理系統(tǒng)的構(gòu)建、具體的應(yīng)用等進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在建筑項(xiàng)目中，通過(guò)運(yùn)用基于BIM的集成管理系統(tǒng)能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，還能提高施工企業(yè)的社會(huì)效益，將BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值充分體現(xiàn)了出來(lái)。