BIM技術在第十屆中國花博會項目施工管理中的應用*

許光亮，鄭力彬，曹旭梅，楊連佼

(1.中交三航局第二工程有限公司，上海 200122； 2.中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

建筑信息模型(building information modeling，BIM)，是指以三維數字技術為基礎，匯聚建筑工程建設中各階段、各專業的技術和管理數據的工程數據可視化模型。作為新興信息技術中的典型代表，BIM技術在工程建設行業的應用越來越普遍，尤其是房屋建筑、公路橋梁等行業，已有眾多的應用案例。但市政園林工程由于自身特點和多方面原因，目前應用BIM技術的工程案例較少，總體上還處于起步階段。

第十屆中國花博會項目將BIM技術和信息化系統平臺應用到工程施工管理中，在進度管理、危險源辨識、設備管理、三維電子沙盤等方面均取得良好的實踐成果和應用價值，也為后續其他工程施工的BIM應用提供了集成化、平臺化思路。

1 工程概況

第十屆中國花博會項目位于上海市崇明區東平鎮，用地面積2 416 337m2，總建筑面積50 708m2。工程主要建設內容包括硬質景觀工程、展館建筑、市政配套建筑、臨時服務建筑、橋梁、廊亭、藝術裝置、綠化工程及管線綜合等。

項目總規劃面積達10km2，土方開挖量138萬m3，總填方162萬m3，作業范圍大、施工過程涉及眾多專業和不同類別工作，建設內容多、施工管理難度大。

工程總工期400d，其中施工工期360d，而作為國家級花卉盛會，受到國內外眾多參會國家和地區的關注，工期不容調整，工期控制壓力大。

2 BIM技術應用

2.1 BIM技術實施流程

為解決項目重難點，滿足施工管理要求，提高施工管理信息化、可視化、精細化水平，項目部將BIM技術和信息系統平臺應用于工程施工管理中，在進度控制、安全管控、設備管理、三維電子沙盤等方面開展了深入應用。

項目BIM技術實施流程如圖1所示。

2.2 建立項目BIM模型

本項目建設內容復雜，涉及建筑、結構、橋梁、景觀、綠化等，建立BIM模型時先編制項目工作分解結構(work breakdown structure，WBS)，建立項目參數化族，并上傳至族庫滿足項目團隊協同工作需要(見圖2)。采用Revit 2018建立BIM模型(見圖3)，為了將構件數量多、模型體量大的BIM模型集成到系統平臺上，對所有模型進行輕量化處理和整合(見圖4)。

圖2 參數化族及族庫

圖3 三維模型

圖4 項目整合模型

2.3 基于BIM集成的進度管理

傳統的進度管理通常利用MS Project等工具編制進度橫道圖，并通過日計劃、周計劃、月計劃、單位工程計劃等對工程進度進行控制，表達形式是圖、表、文檔。基于BIM技術的進度管理是以工程BIM模型為載體，以集成BIM模型的信息化系統平臺為工具，采用線上、線下相結合的方式開展進度計劃編制、計劃審批、進度狀態統計、進度偏差分析等工作，實現進度管理的信息化、精細化和可視化。

2.3.1建立關聯關系

在進度計劃階段，通過分項工程與WBS關聯、WBS與MBS(model breakdown structure，模型分解結構)相關聯、MBS與BIM模型關聯，從而建立了分項工程與BIM模型之間的關聯關系，并綜合利用平臺生成的甘特圖等開展項目進度計劃安排、資源分配計劃、費用預算等工作，如圖5所示。

2.3.2可視化進度統計及偏差分析

無論進度計劃編制得如何完善，都無法考慮到工程施工過程中的全部因素，實際執行中仍會出現偏差，因此跟蹤施工進度、控制進度變化是貫穿施工過程的重要工作。在進度控制階段，利用系統平臺的甘特圖、環狀圖、進度4D模擬等功能進行項目分部分項工程進度狀態可視化統計(見圖6)與可視化進度偏差分析(見圖7)。

圖6 可視化進度狀態統計

圖7 可視化進度偏差分析

每一分部分項工程的開工、完工時間、產值和進度偏差情況都與相應的BIM模型精確關聯，并通過模型賦色等手段形象展示出來，在項目例會、進度管理例會等場合均可作為項目管理決策輔助工具，真正實現了進度管理的精細化、可視化。

2.4 安全管理

2.4.1危險源管理

工程施工安全危險源管理主要包括危險源辨識、風險評估、風險控制措施落實和危險源信息更新等方面內容，對于重大危險源還須編制重大危險源安全報告和事故應急救援預案。

危險源是安全管理的主要對象，在信息系統平臺上錄入危險源信息，如產生因素、可能導致的事故、危險等級、風險級別、控制措施等，并通過地理坐標和模型MBS 2種途徑將重大危險源可能發生位置與項目三維BIM模型場景相關聯。項目安全管理人員可通過系統平臺發布危險源識別、風險控制措施、應急預案等文件，查看不同維度的統計分析結果，便于管理者及時采取措施，避免事故發生，保證施工安全(見圖8)。

圖8 項目危險源統計分析

2.4.2現場移動巡查

項目施工過程中的日常巡檢既是管理制度的要求，也是保證項目施工安全、工程質量的重要手段。傳統的巡檢方式依賴責任人員的現場簽字、審核，受施工區域限制，同時形成的是紙質記錄，既不利于歸納分析，也不利于從項目整體的層面把控施工安全。

利用基于BIM的信息系統平臺的移動端，記錄現場巡查發現的問題及問題處理全過程信息，有效保證管理過程可復核、可追溯。此外，通過地理坐標和模型MBS 2種方式將巡查記錄關聯到項目三維BIM模型場景中，管理人員可直接通過系統平臺的BIM場景查看各區域巡查結果。結合系統平臺的歸納統計功能，項目管理層可從整體層面掌握項目各區域、各類型的巡查結果，適時調整措施和管理手段，實現對施工現場安全的信息化、精細化、可視化管理(見圖9)。

圖9 移動巡查

2.4.3設備管理

工程建設離不開施工機械機具，機械設備管理是工程施工管理的重要一環，機械設備的規格參數、運轉狀況也密切關系到工程的施工質量和施工安全。由于項目作業區域范圍大、涉及施工類別多，使用的起重吊裝設備、運輸設備、樁基設備、挖掘設備、自動加工設備種類多、數量大，因此傳統的設備管理模式難以進行有效管理。

利用基于BIM的信息系統平臺，建立設備“一機一檔”，記錄施工期間設備進出場登記、出廠合格證明、日常檢查、維修保養、操作人員變更、保養間隔時間等全方位信息；開發設備日常管理流程表單，用于設備進出場、巡檢、維修、保養等事項的上報、審批。設備進出場、巡檢、維修等填報的事項經審核后自動同步至設備檔案中，同時系統平臺自動根據設備保養間隔時間發送保養提醒，真正實現施工現場機械設備的數據化、精細化管理(見圖10)，既保障了設備和操作人員安全，又有利于工程施工質量管理。

圖10 機械設備管理

2.5 三維電子沙盤

根據建立的項目BIM模型，開發了一套三維電子沙盤(見圖11)，集工程介紹、各區域三維效果展示、現場航拍影像、項目宣傳視頻、三維虛擬漫游和自動游園等功能于一體，生動形象地展示了項目建成后的地形地貌、建(構)筑物、四級園路、景觀小品及林木花卉。

圖11 三維電子沙盤

沙盤中的圖片、視頻等素材及內容結構等支持用戶自定義，將不同時期的工程航拍影像資料配置到沙盤上，可形象展示不同階段的現場施工情況，既是項目的重要宣傳展示窗口，也是工程施工信息化、可視化的重要體現。

3 結語

第十屆中國花博會項目將BIM技術及信息化系統平臺應用到施工管理過程中，在進度管控、安全管理、電子沙盤等方面均取得了良好實踐成果，實現了施工管理的信息化、可視化、精細化，創新了工程管理方式，提高了管理效率，節省了管理成本，為項目的提質增效起到了重要作用。

BIM技術適用于各類大型綜合性建設項目，特別是施工內容復雜、涉及專業多、施工范圍廣等復雜項目，第十屆中國花博會工程施工過程中對BIM技術的應用是BIM技術及信息化系統平臺在城市大型基礎設施項目中的一次成功實踐，為今后類似項目的BIM技術應用提供了一種集成化、平臺化的思路。