基于BIM技術(shù)的地下室綜合管線安裝進度控制QC活動成果

□ 代端明 龐毅玲

1 工程概況

廣西機電工程學(xué)校新校區(qū)工程3標(biāo)段（6#、7#、8#）位于廣西南寧市武鳴區(qū)，該工程建筑面積為51371平方米，其中地下室面積為7688平方米，地下1層，地上6層。地下室設(shè)計有大型設(shè)備房，有建筑給排水、通風(fēng)空調(diào)、消防、建筑電氣及智能化等專業(yè)工程，管線錯綜復(fù)雜。工程主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，使用年限為50年，施工工期為300天。

2 課題選擇

項目面臨工期緊、專業(yè)協(xié)同困難和項目質(zhì)量要求高3個方面的困難。該工程工期原定375天，現(xiàn)壓縮為300天，工期壓縮超1/5，且涉及建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、消防等專業(yè)，各專業(yè)協(xié)同施工過程中難免出現(xiàn)“錯漏碰缺”，這將直接影響項目進度、質(zhì)量和成本。同時，該項目為創(chuàng)優(yōu)重點，以“全國安全文明標(biāo)準(zhǔn)化工地”“綠色施工安全文明工地”，以爭創(chuàng)“魯班獎”為質(zhì)量目標(biāo)。

為實現(xiàn)工程施工質(zhì)量、工期和成本控制的目標(biāo)，項目組決定應(yīng)用BIM技術(shù)進行項目管理，并進行QC小組活動。由于地下室管線綜合體量大，給排水、暖通、電氣和消防等各專業(yè)管線密集，交叉碰撞點較多，容易造成返工，最終影響施工工期、工程質(zhì)量和觀感，因此確定課題名稱為“地下室綜合管線安裝進度控制”。

3 現(xiàn)狀調(diào)查

2017年11月4日至6日，QC小組成員針對影響地下室綜合管線安裝進度和質(zhì)量問題進行現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計，具體情況如表1和表2所示。

表1 影響地下室綜合管線安裝進度和質(zhì)量問題調(diào)查表

表2 地下室綜合管線安裝進度頻數(shù)統(tǒng)計表

從現(xiàn)狀調(diào)查和數(shù)據(jù)分析得知管線施工圖錯漏存在碰缺，管線安裝質(zhì)量不合格是影響地下室綜合管線安裝進度的主要因素，是QC小組主要解決的問題。根據(jù)施工進度計劃，機電安裝工期為100天，管線施工圖錯漏存在碰缺和管線安裝質(zhì)量不合格對工期的影響為計劃工期的25%，通過計算將工期縮短16天。

4 設(shè)定目標(biāo)

QC小組成員結(jié)合項目部對工程合同工期目標(biāo)的分析，確定本次QC活動的目標(biāo)為：運用BIM技術(shù)指導(dǎo)地下室綜合管線的施工，縮短工期16天，施工質(zhì)量提升達95%以上。

5 原因分析

2017年11月10日，QC小組成員針對施工圖錯漏存在碰缺、管線安裝質(zhì)量不合格問題，采用“頭腦風(fēng)暴法”，從人員、機具、材料、方法、環(huán)境、測量6大方面進行原因分析，如圖1所示。

根據(jù)圖1得知10條末端因素分別為：（1）審圖方式單一；（2）施工技術(shù)交底不詳；（3）材料采購計劃不準(zhǔn)確；（4）孔洞預(yù)留位置不正確；（5）測量方法不合理；（6）測量儀器不合格；（7）沒有做好工序交接；（8）施工員業(yè)務(wù)水平不足；（9）各單位缺乏溝通；（10）管理人員責(zé)任不明確。

圖1 施工圖錯漏存在碰缺和管線安裝質(zhì)量不合格原因分析關(guān)聯(lián)圖

6 要因確定

6.1 要因確認(rèn)計劃

從關(guān)聯(lián)圖得出10個末端因素，分別進行調(diào)查分析、現(xiàn)場驗證，逐一確認(rèn)，具體確認(rèn)情況如表3所示。

6.2 要因確認(rèn)情況

根據(jù)要因確認(rèn)計劃表對上述10個末端因素逐一確認(rèn)，找出4個主要因素，分別是審圖方式單一、施工技術(shù)交底不詳細、材料采購計劃不準(zhǔn)確和孔洞預(yù)留位置不正確。

表3 要因確認(rèn)計劃表

表4 對策制定表

7 制定對策

通過對4個主要因素進行分析、研究討論，采用“頭腦風(fēng)暴法”對要因設(shè)定對策、目標(biāo)及措施，具體如表4所示。

8 對策實施

8.1 利用BIM技術(shù)解決圖紙錯漏碰缺問題

首先需要組建BIM技術(shù)團隊。BIM技術(shù)團隊分別由建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、暖通及消防專業(yè)人員組成，負(fù)責(zé)BIM建模、虛擬審圖、圖紙查錯、工法模擬及優(yōu)化報告等工作。其次進行碰撞檢查。BIM技術(shù)團隊將地下室結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、暖通等分專業(yè)建模后進行碰撞檢查、模型漫游，差錯報告共有257個碰撞點。最后進行方案優(yōu)化。對發(fā)現(xiàn)的碰撞點，各專業(yè)協(xié)同工作共同解決圖紙錯漏碰缺問題，在BIM模型上精確定位水箱、水泵、空調(diào)機組、通風(fēng)機等設(shè)備的安裝位置，將與設(shè)備連接的管道進行排布優(yōu)化，為制定材料采購計劃、管道預(yù)制加工和快速安裝提供幫助。在機電管線排布優(yōu)化時，應(yīng)充分理解設(shè)計意圖，參照各專業(yè)施工質(zhì)量驗收規(guī)范和施工標(biāo)準(zhǔn)圖集相關(guān)內(nèi)容，遵循管道安裝的避讓原則進行優(yōu)化。

方案優(yōu)化后重新出圖建立模型，經(jīng)檢查統(tǒng)計出現(xiàn)圖紙錯漏碰缺的問題僅為2處，且對施工進度影響不大，該實施方案縮短工期12天。

8.2 利用BIM技術(shù)實現(xiàn)三維交底

運用BIM三維模型進行施工技術(shù)交底，使施工人員在施工前對管道管道安裝質(zhì)量要求、管道避讓有一個透徹、清晰的認(rèn)識，在保證施工質(zhì)量的同時縮短了工期。同時定期組織相關(guān)人員進行BIM技術(shù)學(xué)習(xí)，以提高BIM技術(shù)應(yīng)用能力，確保施工員能熟練運用BIM三維模型進行技術(shù)交底。經(jīng)檢查統(tǒng)計，實行三維交底后，工人工作效率明顯提升，縮短工期3天。

8.3 利用BIM技術(shù)協(xié)助制定材料計劃

由BIM工程師應(yīng)用BIM三維檢索技術(shù)，提取材料工程量，并依據(jù)BIM系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合施工現(xiàn)場情況制定材料采購計劃初稿。QC小組成員對材料采購計劃初稿進行審核，提出問題并與BIM技術(shù)團隊進行溝通完善。根據(jù)完善后的材料計劃進行材料采購，工人得以如期施工。經(jīng)檢查統(tǒng)計，制定準(zhǔn)確的材料計劃能有效減少施工等待時間，縮短工期3天。

8.4 利用三維可視圖進行洞口預(yù)留位置的定位

機電人員與土建施工人員利用三維可視剖切大樣、結(jié)合平面定位，指導(dǎo)砌筑工人預(yù)留準(zhǔn)確的孔洞位置和尺寸，避免安裝工程施工對砌體洞口的二次施工，保證墻體的美觀，方便開展后續(xù)工作。

經(jīng)檢查統(tǒng)計，在管道的后期安裝中，沒有因為管道孔洞預(yù)留位置不對而重新鑿墻打洞，造成返工及破壞墻體結(jié)構(gòu)和美觀。

9 實施效果

9.1 經(jīng)濟效益

通過此次QC活動解決工期緊、綜合管線安裝質(zhì)量不合格等施工難題。運用BIM技術(shù)進行地下室管線方案優(yōu)化、施工技術(shù)交底等，在確保項目提高施工質(zhì)量的同時還縮短了工期。經(jīng)過統(tǒng)計，縮短工期16天，節(jié)約費用約15萬元。

9.2 技術(shù)效益

本次開展QC小組活動培養(yǎng)一批懂BIM的優(yōu)秀管理人員，鍛造一支質(zhì)量意識強、技術(shù)操作熟練的施工管理隊伍。QC小組成員認(rèn)真歸納活動經(jīng)驗及成果，編制《BIM技術(shù)實現(xiàn)管線施工技術(shù)交底的實施指南》在公司內(nèi)部實施，提升企業(yè)的整體管理水平。

9.3 社會效益

開展QC活動確保該項目的施工工期和施工質(zhì)量，在安全、質(zhì)量、進度、成本、文明等方面獲得業(yè)主、監(jiān)理單位的高度評價，為企業(yè)樹立良好的社會形象，提高企業(yè)的市場競爭力。

10 結(jié)語

實踐證明，充分應(yīng)用BIM技術(shù)并通過QC小組活動，能有效解決地下室綜合管線安裝過程中出現(xiàn)的施工進度和安裝質(zhì)量問題。在經(jīng)濟效益、技術(shù)效益和社會效益3個方面均達到QC小組的活動目標(biāo)，其研究的課題“地下室綜合管線安裝進度控制”在2018年廣西工程建設(shè)QC小組活動成果評比中獲得優(yōu)秀獎。