BIM技術在核電施工進度計劃中的應用研究

邱浩

（中國核工業華興建設有限公司，廣東 陸豐 516500）

1 核電施工進度計劃實施中遇到的主要問題

1.1 前期準備階段的不足問題

在核電施工前需要進行需要提前對影響進度的各類因素進行充分、周到的考慮，首先需要對組織機構、設備監造時間、人員進場時間、資源等要素提前規劃，并根據當地的實際天氣情況制定合理的施工工期；其次資金的保障、安全費用的規劃、辦公室及生活區的設施等提前布局。最后，提前做好施工場平圖、大型機械的進場備案手續、施工材料的規劃、起重設備人員的操作證件等核電施工現場全過程管理。但是在實際的核電施工過程中，施工的管理者及設備管理人員并沒有充分重視這些情況，過程中經常出現設備操作機械及人員證件不齊、設備材料未能及時發貨、人員不能及時達到現場等情況，這些情況將導致給業主、第三方等人呈現項目施工準備階段過于混亂的印象，最終導致項目工期延誤、質量缺陷、成本增加等情況出現。

1.2 計劃設計、實施、檢查、控制過程中的缺陷

核電施工進度倒排計劃是遵循先設計、后實施、后檢查和控制的流程，其中流程一旦出現錯誤，哪個環節會影響整個流程的進度。進度計劃的制定是整個過程中最重要的部分。俗話說，好的開始是成功的一半。但事實上，正是建設單位、建設單位和其他單位總是敷衍應付，不認真對待，沒有意識到實施計劃的進度是計劃的生命線，導致執行不力的局面。進度計劃過程是相互關聯、緊密相連的，每個階段都相互關聯、相互影響。

1.3 工期、成本、質量的對立與統一

在核電施工進度計劃中，如何做好工期、成本、質量三者的對立與統一，一般施工經驗不足、專業水平不完善、技能水平不到位的管理人員很難做好三者之間的統一與協調。而盡管是具有豐富經驗的項目管理人員，也很難做到三者的完美統一。

工期直接關系著成本，成本直接關系到質量，而質量的好壞又間接的關系到工期。當預算的工期較成本高時，那么核電的現場的施工工期就能提前；當核電現場的工期滯后，那么就需要通過增加人員的加班工資來彌補工期的滯后；而當工期超過計劃工期時，有可能因為過快的速度造成施工質量存在影響。故在核電的施工過程中，不僅要滿足合同要求的工期，而且要盡可能地縮短工期達到質量、成本的最優，避免因趕工期出現返工、維修等增加成本的現象出現。

2 BIM技術與傳統技術相比在核電施工應用中的優勢

2.1 三維模型

基于BIM建模及5D技術能夠將核電應用場景以三維可視化的方式進行呈現，它不僅可以顯示核電施工過程中的進度模型，還可以對主廠房鋼結構、汽機房、核島發電機、中控室等重點位置進行三維布置效果圖顯示。而以往都是基于二維平面圖紙及二維空間將施工進度管理流程圖在圖紙上呈現，不能有效的展示施工進度的具體完成情況及滯后環節。

2.2 模型集成

在傳統模式下，土建、電氣、鍋爐、汽機等專業在核電施工結構構件經常會出現碰撞問題，當碰撞問題產生之后，基本會經過返工、整改、方案討論等環節，而利用BIM建模及5D技術可以將不同專業的三維模型結構構件進行集成，通過設計時的碰撞檢查，找出部分碰撞問題造成的設計缺陷，從而避免由于設計造成的工期延誤。

2.3 關聯模型、信息管理

在傳統模式下，核電施工進度監控時，編制的進度計劃僅以書面形式表示，只選擇檢查點，并在進度計劃上標注實際施工進度。然而，在BIM技術下，能夠將進度計劃與模型進行關聯，進而實現施工動畫模擬，BIM技術將列出相關模型，實現資源和成本之間的實時比較和管控。同時，三維模型位置的指定點上，不僅可以做好預記錄，還可以做好后期“修整”、“未修整”、“修整結束”的狀態過程管理。

3 BIM在核電中的應用價值

道奇數據與分析公司是一家領先的公司，為商業建筑行業提供數據、分析、新聞和情報。自2007年以來，該公司一直通過“智能市場”跟蹤技術進步對企業的影響。2020年的新報告分析了目前使用BIM但尚未應用BIM的中國設計公司和建筑公司，報告的主要結論如下。

3.1 BIM在核電中可以產生巨大的商業效益

截至調查報告結束時，使用BIM技術的電力企業數量已經達到40%，預計在2～3年后仍將翻一番。80%的中國受訪者表示，他們的項目得益于BIM技術的應用，縮短了客戶審批周期。眾所周知，更快的客戶批準有助于縮短整個項目的交付時間，并提高業主對項目設計和施工的參與度。

3.2 非BIM電力用戶對BIM持肯定態度

90%的中國非BIM電力用戶對BIM的未來持積極態度，沒有（0%）人表示他們已經應用了BIM，但決定不應用。正如報告中所示，全球建筑公司對BIM應用項目帶來的好處是：減少電力行業施工圖紙中的錯誤，促進與其他項目參與者的溝通和協作，減少工程返工、修復和調整，加強成本控制，降低施工成本，縮短工程工期，提高工程安全性。

4 BIM 5D模型的組成

4.1 BIM 5D模型的功能

BIM 5D將實體模型、現場模型、臨時模型、進度數據、圖紙和信息集成為一個整體，統一集成在一起。igms標準，而深度集成標準。Icc TEKLA鋼模型，此外，標準為。Mpp進度計劃項目還集成了數據和模型維護和管理。

首先，重要的是通過數據輸入的形式改善項目BIM5D的信息，包括項目信息、項目參與方和合同條款等信息。然后將符合BIM5D的模型文件導入每個標準類型，包括庫存估價文件、土木和機電主體模型以及場地模型。模型的要點集成在BIM5D平臺上，文件保存完好。在這種情況下，無法通過集成模型接口中的BIM5D插件功能實現漫游、拍照和模擬實體。其次，根據理論上的施工過程和施工邏輯，劃分了施工流水段和流水段關聯模型，形成了無時間約束流水施工仿真模型。再次，在模型顯示界面中，導入項目進度計劃的項目設計，每個計劃都有明確的工作任務開始和結束時間以及相關水的理論分割。最后，將庫存與模型相關聯，進行變更管理、質量安全管理、物料管理等建設過程。BIM 5D中實現的功能可分為技術管理、生產管理和業務管理。

4.2 BIM5D模型塊

BIM 5D中的功能塊主要分為2個方面：數據導入和數據管理。細分可以根據不同的標準分為不同的形式。具體形式有項目數據、數據導入、模型視圖、管線視圖、施工模擬、物料查詢、合同管理、報表管理等。

項目信息：主要進行項目概述和項目信息管理。數據導入：將主模型、站點模型和其他模型與基點集成。

模型視圖：可實現集成模型的視圖，可選擇性地顯示層次、子專業、子組件。同時，可以進行平臺漫游、層間漫游和碰撞分析。

流動視圖：需要劃分水段的專業樓層和組件，并將水直接關聯到模型數據，可在項目統計的水段中執行。導入進度計劃后，可以在流程視圖中實現計劃施工量與實際施工量的比較。

施工模擬：首先在此界面導入進度項目，然后實現任務關聯模型，最后實現施工過程約束下的施工進度動態模擬。在實際施工過程中，實際任務的開始時間和結束時間都在執行。同時還可以實現本功能塊中資金、資源曲線、組件、庫存工程統計、進度、質量安全跟蹤匯總等功能的動態顯示。

物料查詢：專業人員在確定時間、進度、樓層、流水段、自定義模式的情況下，可以實現對所確定期間內工程物料、工程數量的匯總信息。

合同管理：通過導入中標清單、預算工程量清單表，在BIM5D后臺處理時可以實現三點比較清單，包括價格、預算成本和實際比較成本；此外，還可以實現資源的三計數比較。報表管理：手工選擇報表范圍后，實現各專業的物料數量匯總表。

4.3 BIM5D協助施工進度管理

在進度管理中，主要內容是工程施工按工期進行，材料等合理安排，大型機械進出口數量，做好合同和變更管理，保證工程質量和安全，控制工程預算。BIM5D可用于施工模擬、工程計量、材料搬運、管道視圖、合同管理和質量安全。

BIM 5D可以在施工前編制好進度計劃，形成工程進度的動態過程模擬。更重要的是，早期將檢查不同專業人員之間的沖突，以減少后期的變更糾正工作。它還可以預測施工前項目所需材料的下一階段，即需要制定良好的采購計劃，限制請購單和資金計劃。

BIM 5D軟件的使用是為了從項目開始到項目結束的所有時間內協助工作，在所有準備工作完成后，項目按照施工期的計劃開始時間開始，在開挖、施工排水、，地下連續墻等，直到計劃表中的計劃開始時間、實際施工開始時間和施工結束時間記錄在BIM5D中。如果在施工過程中遇到施工缺陷，可及時在BIM5D中標出相應的位置，以便日后發現并糾正缺陷。

重要的是在實際施工過程中做好時間、安全和質量信息的記錄，并最終在開始準備之前、開始記錄和統計之后、結束對比和反饋之后做好工作。使建筑信息模型輔助施工過程的動態管理過程是現實的。

5 BIM 5D在核電中應用實例

5.1 項目概述

本文結合核電中的主廠房結構工程，對BIM 5D進行了介紹和應用。我們以主廠房為例，在主廠房的材料準備好后，有必要調整文檔格式（.igms），以便根據相同的基準標準組合和關聯材料文件。在BIM 5D中進行施工模擬后，BIM 5D可用于輔助實際施工過程中的任何工程數據管理過程，從而實現BIM技術下的施工進度管理。

5.2 時間表的編制

編制進度計劃前，組織機構要做好分工，應認識到施工隊伍的素質是保證施工進度和質量的關鍵因素。工程選擇的施工隊伍是一支長期與施工企業合作、信譽良好、業績強勁、一流的施工隊伍，確保勞動力質量和按時組織到位。

在核電施工中，需要充分考慮各個施工隊伍的整體技能水平，按照建筑、電氣、機械吊裝、汽機、鍋爐等不同專業進行分工，對各專業的工序進行梳理、并組織各專業管理專責進行方案論證，組織各個專業隊伍進行施工前施工工藝、現場安全等培訓，加強各個專業隊伍施工過程管控，在過程中不斷提供各個專業隊伍施工水平及操作技能，保證核電施工項目的質量、進度及安全得到可控在控。

依據項目合同的里程碑計劃進行核電項目時間表的編制，根據核電施工圖紙編制詳細、設備材料、完整的進度計劃，并提供設備、材料量。進度計劃中充分考慮施工工序、施工過程中的實際情況、人力資源的配置等情況，原則上核電項目時間的編制遵循資源均衡分配。

5.3 施工過程模擬

本節的主要內容是進度計劃關聯模型。由于前一節已經做好了水分區工作，只要根據工作進度表逐段進行工作，并將水分區的水流或水分區的一類或多類組成部分聯系起來即可。這樣就可以得到按照進度準備好的動態建筑仿真動畫。

5.4 列表關聯模型

由于工程量清單已導入BIM5D，只要庫存項目與相應的模型組件直接關聯，就可以獲得詳細的資源使用計劃。然后在施工模擬界面中取一個施工時段，可以顯示該時段內土建、電氣、鋼結構的要求；同時在匯總界面，可以根據匯總的物料、樓層匯總、實現相應的資源數據。

BIM5D軟件還具有報告輸出功能、材料采購計劃、所需材料計劃、限額申請表、資金計劃、鋼筋混凝土砌體材料，如需要使用表格可以批量輸出，以便做好施工前的采購計劃和后期的驗證。

6 結語

在電力行業，借助BIM技術和先進技術產品，在電力項目的早期階段就可以設計出完美的造型，并在電力中使用專業的電力設備碰撞避免問題和不必要的設計變更，在施工運維階段，滿足運維人員的系統化管理和智能化操作的使用。近年隨著BIM技術在核電施工進度管理中的嘗試與應用，不僅保障了核電施工管理各專業、各環節的有序進行，使核電施工過程中安全、進度、成本、質量等關鍵指標滿足設計要求，還能合理地配置現場管理技術人員，提高施工過程中的資源利用率，為核電施工項目完美交付提供堅強支撐。