BIM技術(shù)在大型游樂項(xiàng)目中的管理及應(yīng)用

田厚倉 郜 雨 劉沖亞 陳 宇 張順利 閆麗璐 崔瑞康 王 靈

(中國(guó)建筑第八工程局有限公司,上海 200135)

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

無錫融創(chuàng)室外主題樂園項(xiàng)目占地60公頃，由同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，結(jié)合無錫當(dāng)?shù)匚幕厣诤先蝽敿?jí)游樂設(shè)備，為游客打造豐富的游玩體驗(yàn)。項(xiàng)目位于無錫市濱湖區(qū)太湖新城，東臨緣溪路，南臨新開河道，西臨南湖北路，北臨具區(qū)路，總建筑面積9.8公頃，總投資35億元。分為6個(gè)主題區(qū)：運(yùn)河人家、泥偶仙蹤、霞客奇旅、蒸汽時(shí)代、紫砂傳奇和吳越春秋， 2個(gè)后勤區(qū)，南北分區(qū)，我司承擔(dān)南區(qū)施工任務(wù)，紫砂傳奇和吳越春秋，合計(jì)19個(gè)小單體， 4個(gè)大單體。

圖1 項(xiàng)目效果圖

建設(shè)單位為無錫融創(chuàng)城投資有限公司，施工單位為中國(guó)建筑第八工程局有限公司。

1.2 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

本工程是無錫市重點(diǎn)工程，對(duì)于項(xiàng)目的技術(shù)含量、工程質(zhì)量和工期都有相當(dāng)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)及要求。結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，無錫融創(chuàng)樂園項(xiàng)目工程特點(diǎn)難點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(1)工期緊。全園區(qū)占地面積廣，單體多，工期緊。

(2)管理困難。園區(qū)專業(yè)多，單體多，現(xiàn)場(chǎng)有多家分包，合計(jì)達(dá)67家，管理困難。

(3)施工難。園區(qū)設(shè)計(jì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)多處高支模、深基坑等危大工程。

(4)品質(zhì)高。園區(qū)設(shè)計(jì)異形結(jié)構(gòu)較多，結(jié)構(gòu)為包裝的基礎(chǔ)，成型品質(zhì)要求較高。

鑒于以上工程特點(diǎn)難點(diǎn)，我項(xiàng)目部擬采用BIM技術(shù)可模擬施工，避免減少施工碰撞，快速建造等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)對(duì)。

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

BIM應(yīng)用目標(biāo)：項(xiàng)目總體以減少設(shè)計(jì)變更—提升施工品質(zhì)—加快施工進(jìn)度—優(yōu)化項(xiàng)目成本—實(shí)現(xiàn)虛擬建造—運(yùn)營(yíng)信息化為目標(biāo)。如表1所示。

表1 目標(biāo)措施

2.2 實(shí)施方案

施工前進(jìn)行方案編制，并進(jìn)行交底。如圖2所示。

圖2 方案交底

2.3 團(tuán)隊(duì)組織

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)組建4人項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，項(xiàng)目總工全面負(fù)責(zé)BIM標(biāo)準(zhǔn)建立及實(shí)施，監(jiān)督項(xiàng)目BIM應(yīng)用進(jìn)程及成果轉(zhuǎn)換； 設(shè)置一名BIM專業(yè)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)制定BIM實(shí)施方案并監(jiān)督、組織、落實(shí)； 溝通、協(xié)調(diào)各專業(yè)建模和BIM應(yīng)用； 分別設(shè)置土建與安裝BIM工程各一名，負(fù)責(zé)BIM模型完善、維護(hù)以及解決施工問題。

2.4 應(yīng)用措施

為推進(jìn)BIM應(yīng)用，項(xiàng)目利用公司協(xié)同云平臺(tái)，通過手機(jī)App實(shí)現(xiàn)全員時(shí)刻參與。

2.5 軟硬件環(huán)境

為確保工程順利進(jìn)行，項(xiàng)目為團(tuán)隊(duì)人員配備了專門的臺(tái)式工作站、移動(dòng)工作站、3D打印機(jī)等硬件； 配有Revit2016、NavisworksManage2016、CAD2016等軟件。

3 BIM應(yīng)用

3.1 BIM建模

本工程異形結(jié)構(gòu)眾多，涉及仿古建筑、特種游樂設(shè)施基礎(chǔ)、假山等多種復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn)，對(duì)施工操作人員的要求較高，因此利用BIM在工人施工前進(jìn)行專項(xiàng)施工模擬交底，更有利于工人對(duì)施工過程復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的把握，減少錯(cuò)誤和疏漏。如圖3-4所示。

圖4 利用BIM進(jìn)行交底

3.2 可視化展示

“你站在橋上看風(fēng)景，看風(fēng)景的人在樓上看你，明月裝飾了你的窗子，你裝飾了別人的夢(mèng)”，想想如果因?yàn)橐暰€遮擋而破壞了這份美好，是多么令人遺憾的一件事，所以設(shè)計(jì)階段的視線分析就顯得尤為重要，如：原設(shè)計(jì)設(shè)置景觀船增加游客體驗(yàn)度，然而BIM分析時(shí)發(fā)現(xiàn)船上炮臺(tái)高度達(dá)到1.91m，無炮臺(tái)區(qū)域高度1.21m，高處高于一般成年人身高、低處低于一般兒童身高，最終決定降低，滿足觀測(cè)作用。如圖5所示。

圖5 炮臺(tái)高度不合理，遮擋視線

施工前基于完整的全專業(yè)BIM模型，根據(jù)人體工程學(xué)以及相關(guān)的游覽習(xí)慣以人的視角進(jìn)行視線分析，確保設(shè)置的合理性，減少浪費(fèi)和不必要的成本輸出。

3.3 性能分析

(1)動(dòng)感影院?jiǎn)误w通過BIM模型分析模擬及驗(yàn)證，在模型上進(jìn)行關(guān)鍵區(qū)域與非關(guān)鍵區(qū)域的剝離(見圖6)，剝離后根據(jù)新的施工方案進(jìn)行施工模擬分析，有效地剝離了花車庫、排練廳等結(jié)構(gòu)附屬部分，優(yōu)先施工中庭主體結(jié)構(gòu)，提前兩個(gè)月滿足了動(dòng)感影院屋面鋼結(jié)構(gòu)的安裝節(jié)點(diǎn)需求。

(2)吳越劇場(chǎng)單體，通過BIM技術(shù)模擬工序倒置，驗(yàn)證了方案的可行性，有效地剝離了排隊(duì)等候區(qū)、演藝庫房、辦公區(qū)、服裝間、衛(wèi)生間等結(jié)構(gòu)附屬部分，優(yōu)先施工舞臺(tái)及看臺(tái)區(qū)主題結(jié)構(gòu)，提前三個(gè)月滿足了屋面鋼結(jié)構(gòu)的安裝節(jié)點(diǎn)需求。如圖7所示。

圖6 動(dòng)感影院剝離圖

圖7 吳越劇場(chǎng)剝離圖

3.4 施工管理

因工期節(jié)點(diǎn)需求，整體施工過程中存在施工工序倒置，以及安裝、包裝單位的提前介入施工，主題樂園的成品保護(hù)要求高，難度極大。通過BIM的工序模擬，確定安裝與包裝完成后需要防護(hù)的部位以及需要防護(hù)的程度，避免交叉施工及工序倒置造成破壞返工。如圖8-9所示。

圖8 激流勇進(jìn)特設(shè)保護(hù)

圖9 激流勇進(jìn)特設(shè)保護(hù)

3.5 方案優(yōu)化

(1)激流勇進(jìn)單體，對(duì)水滑道弧墻及所有非常規(guī)清水混凝土構(gòu)件建模，在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行蟬縫分割，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的分析視角，通過常規(guī)尺寸模板進(jìn)行清水模板配模，并統(tǒng)計(jì)工程量，從而能夠更加切合實(shí)際地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工配料，減少材料浪費(fèi)。如圖10所示。

圖11 吳越劇場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋頂深化

圖10 清水混凝土蟬縫分割

(2)利用Takla軟件對(duì)吳越劇場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋頂進(jìn)行三維深化設(shè)計(jì)，統(tǒng)計(jì)工程量，并輸出加工圖指導(dǎo)工廠加工。見圖11。

3.6 特設(shè)埋件精度控制

本工程特種設(shè)備、假山結(jié)構(gòu)較多見圖12，預(yù)埋件不同于普通埋件，精度要求特別高，利用BIM技術(shù)在施工前進(jìn)行模擬安裝，更有利于控制精度和減少錯(cuò)誤。

圖12 大擺錘

(1)動(dòng)感影院小火車軌道設(shè)計(jì)要求軌道1/10 000偏差且軌道預(yù)埋件較多存在異狀弧形，傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝無法滿足，采用超平金剛砂自找平，灌漿料澆筑預(yù)埋件位置免振搗，經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)三維掃描與BIM模型相結(jié)合驗(yàn)證了預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確性。見圖13-14。

圖13 小火車軌道模擬

圖14 小火車軌道完成圖

(2)動(dòng)感影院高大桅桿自重大，單節(jié)重量達(dá)14噸，總高度38m，前期屋頂頂板預(yù)埋螺栓要求精度高，且預(yù)埋深度長(zhǎng)垂直度要求高，利用BIM機(jī)器人測(cè)量放線保證精度。如圖15-16所示。

圖15 桅桿埋件放線

圖16 桅桿完成圖

3.7 解決各專業(yè)碰撞問題

由于樂園涉及專業(yè)與單位比較多，很容易出現(xiàn)管線碰撞、工序顛倒的現(xiàn)象，比如室外園建，綠化設(shè)計(jì)施工圖滯后，易造成外網(wǎng)大部分管道井、閥門井與園建綠化設(shè)計(jì)沖突，產(chǎn)生返工。見圖17。

4 項(xiàng)目應(yīng)用效果

BIM作為一種控制手段，應(yīng)用于無錫融創(chuàng)樂園施工全過程，經(jīng)過多方協(xié)同工作、共同努力，高品質(zhì)、高效率地完成了樂園項(xiàng)目，取得了很大的成效。

(1)圖紙審查與核圖：發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題271條，機(jī)電圖紙問題216條，市政及景觀圍墻問題69條。雖然后期仍然存在光路干涉的變更調(diào)整，但確實(shí)起到了極大的減少變更的作用。

(2)視線優(yōu)化分析，優(yōu)化不合理單體5個(gè)，機(jī)房排隊(duì)區(qū)位置調(diào)整3個(gè)，墻體欄桿高度調(diào)整、景觀苗木調(diào)整數(shù)量眾多。

(3)機(jī)電深化設(shè)計(jì)：調(diào)整曲線管線加工精度，確保整體建筑造型需求，減少返工、提高施工質(zhì)量。

(4)施工方案模擬：設(shè)備選型和施工部署，節(jié)約工期65天。

(5)工序倒置模擬：優(yōu)化施工流程，穿插施工，節(jié)約工期135天。

(6)安全管理應(yīng)用：施工流程模擬，安全防護(hù)。

(7)質(zhì)量管理應(yīng)用：手持移動(dòng)端(中建八局BIM協(xié)調(diào)管理平臺(tái))查看關(guān)鍵主控項(xiàng)目，管理過程清晰可見。

(8)直接經(jīng)濟(jì)效益：已實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益280萬，產(chǎn)值效益率約2.71%。

5 項(xiàng)目應(yīng)用心得體會(huì)及改進(jìn)方向

BIM所產(chǎn)生的效益，來自其強(qiáng)大的前瞻性與合理性的分析，通過這兩個(gè)特性來降低過程中的失誤與組織不合理造成的損失，不論在設(shè)計(jì)還是在施工階段都有巨大的經(jīng)濟(jì)和工期效益，建筑業(yè)也需要不斷的進(jìn)步革新，墨守成規(guī)始終會(huì)被淘汰，未來的建筑業(yè)BIM必能大放異彩。本工程通過BIM引用取得了很多的經(jīng)驗(yàn)：

(1)打破了傳統(tǒng)的交底模式，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)利用BIM進(jìn)行技術(shù)交底，更加直觀易懂；

(2)合理的搶工分析，通過BIM模擬分析工序倒置是否可行，實(shí)現(xiàn)了工程快速建造，大大縮短了工期；

(3)利用BIM對(duì)于復(fù)雜工藝與節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，打破傳統(tǒng)施工的束縛，減少返工與浪費(fèi)；

(4)施工前進(jìn)行特種設(shè)備模擬安裝，更有利于控制特設(shè)埋件精度和減少錯(cuò)誤；

(5)通過無人機(jī)傾斜攝影，保證了結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量；

(6)提前模擬施工； 解決各專業(yè)碰撞問題，減少了不必要的返工。

總結(jié)本項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用BIM技術(shù)改進(jìn)方向如下：

(1)BIM應(yīng)用跟蹤檢查評(píng)比制度應(yīng)完善；

(2)BIM人才培養(yǎng)應(yīng)全面發(fā)展。