BIM技術在GTC工程建設中的應用

朱小磊，林細桃，莫 凡

（1.廣西機場建設工程有限公司，廣西 南寧 530048；2.中國建筑第八工程局有限公司，廣西 南寧 530048）

近幾年，各大機場逐漸興起GTC工程建設，促進臨空經濟建設發展。GTC工程因其涉及航空、高鐵、地鐵、房建等領域，專業繁多、結構復雜、建設難度大、要求高。當前各類工藝技術正不斷創新，BIM技術成為了現代化GTC工程的重要組成部分，其不僅可以在設計中進行數據建模，還可以建設實時動態數據庫，結合當前的智能技術、傳感技術等，以建模的形式將工程呈現出來，打破了傳統建設項目設計體系的局限性，其在應用中可以對設計方案進行整合處理，明確各個方面的成本以及損耗，保證技術能多專業協同，提前發現問題、解決問題，高效建造，被廣泛應用于GTC工程建設中。

1 工程概況

南寧GTC工程位于南寧吳圩國際機場既有T2航站樓前，是廣西第一個集民航、國鐵、地鐵、公路、城市交通等功能于一體的大型現代綜合交通樞紐。項目建成后將成為集航空、地鐵、國鐵、市政公路于一體的綜合樞紐中心，極大地完善南寧交通體系，提高南寧作為東盟窗口的服務功能和品質，是一項重點利民惠民工程。

本工程包括機場停車庫、城市軌道交通機場站、南崇鐵路機場站、公共換乘空間及配套服務設施等，總建筑面積30萬m2，其中地上建筑面積3萬m2，地下建筑面積27萬m2。負二層為國鐵、地鐵的站臺層，負一層為國鐵、地鐵的站廳層及停車庫，建筑結構形式為框架結構，設計使用年限100年。

2 BIM技術在GTC工程中的應用概述

2.1 技術概述

BIM主要是指建設項目的信息化模型，使工作人員可以更直觀地了解整體工程結構，因此其在當前我國GTC工程行業中被廣泛應用。BIM技術需要以信息技術作為載體，通過計算機技術將相應的建筑信息進行展現，通過對路橋數據的分析完善設計方案，將GTC工程信息模型與現代化技術相結合，為技術工作人員提供全方位建模，使信息可以更直觀地表現，從而優化后續工程建設。

2.2 技術應用

隨著我國科技水平的不斷提高，BIM技術已經成為了GTC工程的重要組成部分，其能夠協調各類設計內容，從而提高工程建設效率，使管理能夠貫穿在設計全過程中，其特點主要為以下幾點。

2.2.1 可視化

BIM技術擁有可視化這一特性，將其應用在GTC工程中可以使信息更加明確，如通過BIM技術將二維平面展示的信息進行連接，將設計圖紙中的特殊部分進行標識，使設計處理更加方便快捷。

2.2.2 直觀性

BIM技術的模型性特點明顯，實際應用中可以模擬建立現場三維模型，找出GTC工程設計階段存在的造價隱患，且可以使各類問題更加直觀，方便了應急方案的制定，使GTC工程能夠順利開展。

3 GTC工程中應用BIM技術的作用

3.1 提升工程量計算率

BIM技術可以使GTC工程量計算更加精確，在實際應用中可以先建立三維模型，通過三維模型分析當前建設工程的各項數據，獲得工程量自動變化的情況，杜絕重復的工程量計算，隨后確定GTC工程的內容。通過BIM技術的工程造價管理模型可以及時反映出建設情況，結合信息系統處理獲取信息，不僅增加了工程計算的客觀性，且能夠有效統計工程變更量，節約人力、物力、財力，使工程設計計算不再復雜，從而提高工程建設質量，滿足上述機場工程的建設需求。

3.2 加快工程設計進度

GTC工程項目規模較大，且所受影響因素較多、工藝和結構復雜、建設時間長，GTC工程設計是機場后續施工的首要環節，如某一環節出現問題將會導致施工出現偏移，降低工程建設質量與社會效益。將BIM技術應用在GTC工程中，則可以有效避免此類問題的發生，全面分析和預測市政工程設計的不利因素與有利因素，以此制定相應的預防措施。同時BIM在GTC工程中，可以總結出各類風險因素，針對機場現存現場問題制定有效的進度控制策略，縮小施工計劃和實際進度的差異，避免因干擾影響工程建設進度。

3.3 完善GTC工程

隨著社會經濟的高速發展，我國機場GTC工程建設取得了較好的成績，結合BIM技術可以讓設計時刻處于可控制范圍內，考慮基礎各系統的安全性以及使用時間，遵循建設因地制宜的原則，從而在設計中突出地區性質。同時BIM技術可在采集層中根據要求獲取數據，以此實施深層次剖析；在數據傳輸層中實現信息傳遞與共享，并自動篩選錯誤采集的數據；存儲數據層則能夠對各類招投標信息進行備份，在此基礎上提高數據采集準確性；最后的處理層則是數據處理完成后傳輸至存儲數據層，滿足GTC工程的實際需求。

4 BIM在技術管理中的應用

我國對于BIM技術的研究開始于2009年，2009年清華大學成立BIM研究組，并與多家單位合作制定了中國BIM標準，香港特區政府大力推廣BIM技術發展，并在大學開設了BIM課程，推動落實BIM人才儲備。2011年住建部提出了加快建筑信息模型建設，2015年上海市政府投資工程將加強BIM技術的應用，至此我國BIM技術被廣泛應用于各類建設中。

4.1 圖紙會審

應用BIM技術可建立GTC工程的三維立體模型，從而實現對項目全生命周期進行管理管控。首先BIM技術具有可視化的特點，通過BIM技術將以往的2D平面圖通過3D立體模型的形式展現出來，從而使得項目技術人員能夠更加直觀地了解到整體情況，便于進行全過程成本控制。GTC工程涉及國鐵、地鐵、房建領域，涵蓋建筑、結構、電氣、暖通、給排水、消防、接觸網及人防等專業，因其工程體量巨大、涉及專業眾多、交叉作業多等特點，所以做好施工圖紙會審工作尤為關鍵。利用BIM技術，創建本項目的建筑、結構、機電等BIM模型，對多專業模型進行集成、復核、設計協同，通過BIM技術使施工圖紙更加容易理解，從而使得施工團隊與技術團隊的工作更加協調，實時模擬真實場景，從而節約施工方案制定的時間，在數字信息不斷變化的情況下不斷進行更新，直觀地反映圖紙問題，查漏補缺，提前發現問題、解決問題，避免因返工造成的浪費和工期延誤。

4.2 碰撞檢測

碰撞檢測中，需采用Navisworks軟件，包含了GTC工程項目的幾何屬性、功能屬性以及關于工程項目的全生命周期信息，其可以對檢查規則進行設置，并在運行中短時間內找到碰撞點，同時自動生成碰撞報告。碰撞深度、類型等都會包含于碰撞信息中，對碰撞點鏈接進行雙擊，可以以三維形式對碰撞進行查看，為相關工作人員有針對性地展開方案調整，為更加高質量、高效地開展機電設計提供保障。

根據本項目結構的特殊性，碰撞檢測需對以下幾個方面加強復核：消火栓立管與結構梁柱碰撞情況；結構開洞尺寸是否滿足管線安裝需求；結構梁下凈高在敷設機電管線后管底凈高、減去支吊架及吊頂龍骨高度，是否滿足車位凈高需求；復核消火栓管道、排水管與動力橋架路由經與梁預留孔洞位置是否對應。

4.3 深化設計

設計及計算不當容易在簽證獲得之后產生臨時的設施費用，如部分單位為了自我利益與單位聯合降低設計標準，對企業造成了巨大的經濟損失，該情況不利于我國建筑工程行業的發展，因此可通過BIM技術在采集數據層中根據要求采集所需數據；在數據傳輸層中對招投標信息進行全過程輸出和輸入；最后的處理層則是數據處理完成后傳輸至存儲數據層，且必須在GTC工程建設中通過BIM技術掌握第一手簽證內容資料，公正處理簽證中的各類問題。而針對土建結構部分，利用BIM模型可實現設計深化處理，構建更加完善的施工圖紙，包括預埋件位置、預留洞口等部位。同時，還能實現放樣分析鋼筋的節點、勁性鋼結構的目標，確保鋼筋綁扎、順序的合理性。對國鐵、地鐵集水井進行深化、防水細部做法深化等，應用BIM系統處理信息，將數據整理后存入數據庫中，以此實施深層次剖析，高效解決現場問題，保障工程順利進行。

4.4 機電設計

機電BIM深化設計，包括綜合布管圖深化。使用BIM模型技術改變傳統的CAD疊圖方式進行機電專業深化設計，應用BIM技術解決水、暖、電、通風與空調系統等各專業間管線、設備的碰撞，優化設計方案，為設備及管線預留合理的安裝及操作空間，減少占用使用空間。在下沉廣場、扶梯、樓梯等特殊區域，應用BIM技術，進行三維管綜調整，解決狹小復雜空間管綜排布問題。調整管線排布，解決風管出機房后上翻，風管彎繞過多，影響風量的難題；調整補風口尺寸，解決滿足墻體開洞及風口安裝的難題。通過BIM技術可以及時反映支出情況，不僅增加了工程計算的客觀性，且節約了人力和時間成本，使工程機電設計不再復雜，從而提高GTC工程建設質量，使機電設計更加合理。

5 BIM在工程管理中的應用

5.1 進度計劃

在深入分析施工進度計劃的基礎上合理利用Navisworks軟件，可以將時間信息加入三維模型中，以實現四維施工模擬。這一過程中，可以合理整合多樣化施工信息，包括管線、設備、設施等，同時對空間與空間之間的沖突進行檢查，從而在施工前解決施工中可能發生的各種問題；另外其還可以更加有效地指導施工，為相關管理和施工人員制定科學的人力資源配置方案和施工方案奠定基礎。將造價信息加入模型中，能夠實現5D模擬，提升成本控制合理性。BIM也能夠更加便捷地展開施工協調管理。在這一信息交流平臺中，可以實現施工遠程監控、信息數據共享，對于提升管理、協作和溝通合理性具有重要意義。

針對項目工程體量大、工期緊的難點，項目采用跳倉法流水施工，BIM劃分流水施工段，并模擬施工順序及施工進度，動態調整進度計劃。BIM技術所有信息數據都可以實現電子形式保存，將靜態成本控制轉變為動態實時控制，將GTC進度計劃控制的責任由單一部門轉變為全過程參與，從而控制工程所需人工、材料以及機械用量，方便了日后對于數據的調取應用。

5.2 現場管理

傳統現場管理更多的是事后控制、靜態控制，并且控制的責任只在某個部門，導致現場管理效果并不明顯，基于事后控制，很難對已經發生的施工成本消耗事件進行挽回。現場施工場地平面布置中的各種問題可以利用BIM技術來解決，包括現場場地劃分問題等，這是由于BIM技術可以在深入分析《施工平面布置圖》的基礎上，指導施工人員對臨時設施進行搭建，同時還可以確保施工人員在展開裝飾和修整工作的過程中嚴格遵守安全文明施工方案，并按照施工要求標準開展臨時施工用水、用電、道路施工。為構建條理性良好的施工平面，將施工占地面積減少，保障道路暢通等目標。利用BIM技術展開現場管理工作，可以確保在整個施工過程中都能有專門的負責人展開各個環節的管理工作。分析歷史數據數值，建立現場管理控制的相關模型，以此進行全過程檢測。如出現異常情況，大數據平臺會核查投標人或招標人信息，并提供趨勢圖，通過數據的呈現了解招投標人的詳細情況，為后續工作提供有力依據。

針對項目建筑面積大、占地范圍廣、基坑深度深，且地鐵、國鐵站位于負二層，沿著行車方向橫跨于整個基坑，屬于典型的坑中坑結構、施工難度大、工序繁多的特點，應用BIM技術進行科學策劃，設置中央臨時通道解決場內南北兩側的交通阻斷問題，模擬天泵架設位置，保障現場施工順利完成。BIM提前模擬，調整施工部署，月度總平無縫切換，能帶來不可估量的工期和生態效益。

5.3 數據修正與補充

BIM可以通過甄別保留有效數據，排除各類招投標中的異常情況，提高GTC工程項目開展的效率。在建設開展的過程中，需要保證各類參數的準確性，上述工程要求對可支持的工程、貨物、服務類招標投標進行數據提取，對有用數據進行修正并剔除無用數據，這樣的方式可以有效提高施工建設的效率，大量節省建設成本。

6 結束語

BIM技術助推GTC工程高效建造，可以構建高質量設計圖紙，從現場施工實際角度出發展開圖紙設計，減少圖紙變更量；借助BIM技術更進一步輔助工程施工現場管理，每一個施工工序都盡可能充分地從人、機、料、法、環各方面考慮，更高效率展開現場管理工作，將返工量減少；在對BIM技術進行應用的過程中，還可以建立數據庫、工程模型等，為建筑運營維護數字化提供保障。