徠卡測量機器人與BIM數據的融合及在施工中的運用

練志蘭 鄒勝 張濱

（1蘇州建設交通高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215004；2中億豐建設集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215131；3蘇州吳中經濟技術開發區建設局，江蘇 蘇州 215004）

1 BIM技術在工程施工中的應用現狀

BIM應用于項目的全生命周期，但因實踐中各技術的制約，國內BIM的應用大多在設計階段，主要用于建筑、結構和機電各專業設計圖的碰撞檢測和三維模型的渲染可視化，而施工建造階段的使用非常薄弱，其難點正是三維模型數據與施工現場無法完成良好的數據交互，這種技術的缺乏使得BIM數據與施工現場脫節，限制了BIM的推廣與創新。

而《2016-2020建筑業信息化發展綱要》明文規定：施工類企業開展施工階段的BIM基礎應用。有條件的企業應研究BIM應用條件下的施工管理模式和協同工作機制，建立基于BIM的項目管理信息系統。《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》規定：改進傳統項目管理方法，建立基于BIM應用的施工管理模式和協同工作機制。

2 徠卡測量機器人與BIM數據的融合

近年來，測量技術在BIM領域實現了重大突破，徠卡測量機器人iCON robot60實現了與BIM數據的交互，使BIM技術在施工現場的落地成為可能。本文以蘇州市第二工人文化宮項目為例。本項目規模包括場館、報告廳、電影院、游泳池等，建筑面積80748.33m2，最大單跨42.2米，地下1層，地上4層，工程造價約48860萬元。在項目中，采用徠卡測量機器人iCON robot60，結合BIM模型、Leica Building Link插件和Autodesk BIM360 Glue軟件，創新性地實現BIM在施工現場應用與質量反饋，為全生命周期的BIM應用找到具體的實現路徑與方法。利用徠卡測量機器人iCON robot60與BIM技術的數據交互，瀏覽三維數據，可視化地理解設計，連接BIM設計和施工，進行場地軸網建立，基礎樁位快速放樣，規劃驗線復核，開挖邊線快速放樣，施工現場機械、電氣、管道和暖通工程的BIM施工放樣、精準定位和實現BIM竣工測量。本項目采用了徠卡測量機器人對施工現場精細掃描的關鍵技術，目標是將模型數據與施工現場無縫對接，實現BIM技術在施工現場中的應用。

3 徠卡測量機器人與BIM數據融合及在施工中的應用

徠卡測量機器人與BIM數據融合的應用解決方案包括了校核建筑系統、BIM施工現場放樣（Revit三維模型的數據準備、現場的控制測量和放樣、MEP自動化放樣）、BIM竣工測量和施工檢查驗收等。

3.1 校核建筑系統

各專業整合的三維模型的BIM應用有效避免了管線碰撞，使得機電管線的綜合排布技術變得形象直觀。通過徠卡測量機器人對現場預留門窗、樓梯、電梯孔洞的標高及位置，結構梁底標高等關鍵部位的監測，將實測數據與BIM模型的數據對比，及時修正BIM模型中建筑結構的三維數據，完成BIM模型機電綜合管線的調整和優化，解決碰撞問題。

圖1 數字化施工

圖2 模型機電管線排布

3.2 施工現場放樣

1）Revit三維模型的數據準備：將BIM模型的坐標系與建筑施工現場的坐標系保持一致，使用Revit軟件對BIM模型進行處理，通過隱藏模型中不需要的部分，合理減少過大的數據量，并將三維模型數據導入iCON robot60和iCON CC66單人放樣系統中。

2）現場的控制測量和放樣：利用BIM快速放樣翻模插件Leica Building Link插件，通過Autodesk BIM360 Glue軟件，將外業使用的BIM數據同步到iPad端的Autodesk BIM360 Layout應用程序中，然后利用iPad控制iCON robot60放樣。

圖3 可視化放樣

圖4 施工復核

3）MEP自動化放樣：施工現場機械、電氣、管道、暖通等不同工程都需要大量的放樣工作。放樣程序提供多種引導方式，截面清晰直觀，且對每個放樣點進行精讀檢核，以不同顏色標記，確保放樣零失誤。使用iCON robot60單人放樣系統，放樣速度倍增。

圖5 在A2區預留空調系統地送噴口

3.3 BIM竣工測量

利用iCON robot60進行施工檢查或竣工測量，只需一人即可完成平整度、垂直度、面積、體積等測量，測量點成果通過Leica Building Link導入BIM設計軟件，進行限差分析，并生成質量驗收報告。在利用測量機器人輔助施工檢查驗收時，施工現場測量成果也反饋到BIM模型中，保證與施工現場一致，為后期的運營維護打好基礎。

圖6 文化宮C2承臺復核

4 結論和建議

通過測量機器人將BIM設計數據用于指導現場安裝施工，保證了設計對施工更有力的控制和機電管線的安裝精度，也提高了放線的速度。本項目中BIM技術與無人機、放樣機器人等新技術進行結合，拓寬了BIM的應用范圍，從而完善了BIM的應用管理和體系建設。測量機器人在機電綜合管線施工中的應用是BIM指導現場施工應用的重要發展方向，未來在大型機電設備安裝領域的應用值得繼續研究。

圖7 文化宮放樣機器人內業部分