基于BIM技術的工程施工管理應用研究

吳嘉琦

（山西汾西工程建設有限責任公司，山西 介休 032000）

1 BIM技術應用背景

以我國經濟發展和“一帶一路”發展戰略為背景，我國建筑行業競爭力水平有了質的飛躍，越來越多的建筑企業施工管理水平不斷提升，積極參加國內外大型工程建設施工。多樣化、大型化、集約化的工程使得傳統的工程管理形式和施工過程已不能滿足現實要求。為了提高施工管理競爭力，企業引進BIM建筑模型。其主要將招投標、施工和運營過程各種參數統一連接、整合，建立可視化3D建筑模型，識別、提取和應用到項目碰撞檢查系統中［1］。BIM具有建筑模型可視化、較強的模擬性、溝通協調性好，可實現施工進度、質量、造價等全方位管理［2］。

2 項目概述和BIM技術組織流程

山西汾西礦業公司棚改區三期項目位于晉中市介休市，本項目占地面積約50萬平米，總建筑面積9萬平方米。其中7號樓地下2層，地上18層，地下1層為車庫，采用BIM技術進行項目四個管理。BIM技術的建模任務分總包BIM團隊和專業分包BIM團隊。總包BIM團隊將設計單位圖紙、文檔和自己的施工方案、各種計劃等信息進行建筑總體建模，利用碰撞檢查、虛擬施工、進度模擬、安全管控等技術，提前對項目進行施工預判，提出科學有效的改進預案；專業分包BIM團隊利用分包項目文件進行深化設計，進一步完善混凝土工廠化預制精度、小樣制作可靠性；總包BIM團隊和專業分包BIM團隊互享模型進行信息傳遞，有效控制材料管理、工程量統計，實現有效地成本控制，同時完善竣工資料，實現閉合管理，如圖1。

圖1 BIM技術在建筑施工組織流程圖

3 BIM技術在施工管理應用方向

3.1 虛擬技術

在BIM技術中利用3D和4D虛擬技術并通過動態可視化的方式，從施工進場準備到工程竣工交付全過程，將建筑產品從虛擬到實際建造過程進行全覆蓋動態模擬，從基坑開挖、基礎工程、主體工程再到設備安裝工程全面模擬演示，從設計圖紙、招標過程再到施工全程動態管理。在土建過程中，及時準確統計混凝土澆筑時間、澆筑量和養護時間等參數；在安裝工程中，提供構件、設備的安裝位置、順序及碰撞檢查技術等模型；分析和檢測現場可能出現的情況，提前進行預防質量問題，完善安全管理預案。對施工中遇到的技術難點、施工重點進行詳盡的可視化技術交底，有利于安裝人員掌握施工順序和環境，加強安全的自我防范和質量自查，減少施工變更發生，降低造價投入，提高資源利用水平，為工程施工提供有利保障，如圖2。BIM虛擬技術的在工程施工的應用作用如下：

1）利用空間三維方式建模，發現圖紙問題及進行設計交底；

2）準確定位地下室預留洞口，便于設備、管道安裝；

3）建立工程數據庫，實現數據共享及云端查詢；

4）多專業圖紙結合，提高工程預、結算精度。

BIM虛擬技術的應用流程步驟：①根據招標文件、施工圖紙及合同，編制虛擬方案；②依靠魯班BIM軟件，建立施工全程BIM動態模型，進行模型評審、修改；③制定虛擬的施工方案，檢查施工質量、控制施工進度、保證施工安全；④施工過程及時統計數據信息，更新維護模型。

圖2 BIM技術在施工過程管理動態模擬

3.2 碰撞檢查技術

在傳統的工程施工中，土建、機電及水暖專業各自為政，按照土建結構、機械及電暖安裝平面圖，匯總各結構、管道的標高及管徑大小參數，才能發現管道碰撞。BIM技術以工程參數為基準，構建三維空間里構建建筑模型，掙脫平面圖紙設計束縛，實現提前預防硬碰撞、軟碰撞發生［3］。碰撞檢查技術步驟：①搭建碰撞檢查的BIM模型，按同一原點分專業進行碰撞檢查的構件歸類，形成管件碰撞、梁與門窗碰撞以及結構與安裝管道碰撞等子系統；②添加測試條件，忽略不必要的錯誤碰撞數據。各項構配件、材料、設備的名稱、尺寸、數量等參數；③點擊運行檢測，查看結果并將問題分配給相關負責方，生成、分發碰撞報告，進行查看和解決，如圖3。

圖3 碰撞檢查技術在地下室管道安裝優化圖

3.3 BIM算量技術

BIM算量技術不僅將施工員、統計員和材料員從大量數據中解脫，而且有效地控制材料計劃和現場料單復核。BIM算量技術的應用步驟：①搭建LOD300的BIM模型；②添加各項構配件、材料、設備的名稱、尺寸、數量等參數；③建立明細表并篩選組件；④建立數量計算公式，統計出計劃明細表、下料清單。如遇相關設計變更，各種表格自動鏈接改變。

3.4 質量問題、安全事故檢查、處理［4］

安全員、質檢員通過構建的模型確定質量問題的難點、關鍵節點，根據進度模型計算的施工時間，及時的現場質量、安全檢查；他們利用iBan移動端拍攝現場安全防護、施工節點照片，與BIM后臺系統進行詳盡對比、分析，確定質量、安全問題對應BIM模型的具體線位置；軟件及時將可能造成重大質量、安全問題分類、統計，警告項目管理人員及時采取措施。

4 結語

以山西汾西礦業公司棚改區應用案例，BIM利用3D和4D虛擬技術構建空間三維模型，實現多專業、全工程數據融合；BIM提取模型信息數據形成可視化的碰撞檢查系統，自動編輯出各管件、結構等的碰撞報告；BIM添加各材料、構件參數，統計計劃明細、下料清單；實現工程造價、質量、安全管理。BIM技術實現從設計、招標、施工到竣工的信息進行3D可視化，能使所有參與者在同一個平臺上實現資源共享，簡化工程施工管理的組織流程，增強工程施工管理的效果。