基于BI M的城市軌道交通項目施工協同管理

向濱，郭團生

(昆明地鐵建設管理有限公司，昆明 650021)

1 城市軌道交通項目施工協同管理

1.1 城市軌道交通項目施工協同管理主體

城市軌道交通項目施工周期長、專業性強、施工工藝復雜，且隨著項目施工進度的推進，城市軌道交通項目的參建方也在不斷進入與退出施工協同管理體系，因而工程施工協同關系具有時序性與復雜性。需要對城市軌道交通項目施工全生命周期內的利益相關者進行歸納，對項目施工協同管理主體，包括建設單位、總承包單位（或施工單位）、分包單位、設計單位、勘察單位、工程咨詢服務單位、監理單位、供應商等整個生態鏈進行分析。項目實施過程中，建設與總承包單位（或施工單位）是城市軌道交通項目建設階段的核心利益相關者，其職責不僅貫穿工程施工全生命周期，且承擔著較高的工程管理職能，對城市軌道交通項目的實施情況起著關鍵乃至決定性作用；其余單位則為城市軌道交通項目的一般利益相關者，也是傳統意義上工程項目的參建方[1]。

1.2 城市軌道交通項目施工協同管理內容

1.2.1 建設單位業主間的施工協同管理內容

城市軌道交通項目通常為政府或以政府為主體出資支持建設的工程項目，旨在利用國有資金（國家或地方政府財政資金、債券等）對城市軌道交通這類重大國計民生建設工程項目加以資金支持與政策扶持，有力推動國家與地方經濟的發展和諧社會的構建。軌道交通建設單位作為城市軌道交通項目的業主，天然具有資源調度、矛盾協調等優勢，在項目的投資情況、工程進度管控等方面均占據著主導性地位[2]。總承包單位（或施工單位）需根據項目施工組織方案設計，協調監理單位、設計單位、勘察單位與業主溝通并獲批工程設計方案、施工方案，實現業主對工程項目的動態化跟蹤與全過程化協同。

1.2.2 與各參建方的施工協同管理內容

城市軌道交通建設項目涉及的施工單位、分包單位、設計單位、勘察單位、工程咨詢服務單位、監理單位、供應商等共同完成工程建設，相關方需進行有機銜接與動態協同。例如，與監理單位就城市軌道交通項目的實施進度、設備設施進場驗收、隱蔽工程驗收、單位工程驗收等進行溝通與審查；與設計單位就城市軌道交通項目的建筑、結構、水、電、氣、暖通等圖紙設計進行溝通，并結合業主的需求進行設計變更與審圖；與施工單位與分包單位就樁基、水電、土建等施工內容、施工進度、施工成本、勞務用工等進行溝通，配合協調水電接口、鐵件預埋等工作；與供應商就材料或設備的來源、質量、貯存注意事項、供給計劃等進行溝通，以確保材料與設備供應到位，工程施工進度有序推進。

2 基于BI M的城市軌道交通項目施工協同管理平臺構建與應用策略

2.1 BI M技術在施工協同管理中的價值

BIM 技術是一個以數據共享與信息交互為核心，充分融合計算機技術與結構設計專業知識的綜合性技術。其具有良好的數據集成特性，并能夠依托精細的結構空間數據實現三維仿真模擬、可視化展示與模型共享，可為城市軌道交通項目各參建方的協同管理提供技術支撐，具體價值體現在以下幾個方面。

2.1.1 三維建模可視化

設計單位利用BIM 技術對城市軌道交通項目的各構成部分（軌道、進站口等）的幾何信息與非幾何信息加以集成，建立城市軌道交通項目的建筑模型、結構模型，并加以設計校核。（1）在BIM 技術的支持下，針對軌道交通機電管線種類多、管線布置空間小的特點，設計單位可采用工作集中的方式，使不同管線專業設計人員在同一個建筑結構模型上進行設計，同時對建筑結構模型進行修改，以加快城市軌道交通項目的設計效率。（2）設計單位構建的地鐵站三維實體模型精細地表達了其內在結構、空間關聯關系及部件功能等，可將其作為各參建方商討設計方案的重要的可視化參照。

2.1.2 工程施工計劃模擬

在城市軌道交通地鐵站三維實體模型設計、校核、獲批同意的基礎上，將工程進度與各類BIM 模型進行關聯，實現進度計劃模擬。城市軌道交通項目現場技術人員可以根據模擬結果，優化施工工序排布。在現場施工過程中，施工單位需將項目實施進度定期錄入BIM 平臺中，通過將計劃進度與實際進度進行對比，可直觀地向業主、總承包商、監理單位等展示施工進度，便于其了解工程是否按期施工、施工進度是否存在異常、異常原因為何、施工過程中是否存在有待協同的難點等。

2.1.3 工程實施環節優化

城市軌道交通項目在實施環節通常需要根據實際施工場景與環境對施工方案進行優化，以更好地貼合工程實施實際情況。BIM 技術立足城市軌道交通項目的施工全生命周期，利用強大的參數優化、數學計算、空間數據編輯與分析能力對優化后的三維實體模型進行參數復核，重新測算工作量，為施工資源的高效調度、參建各方的矛盾協調提供全局優化參考。可利用BIM 技術能確定現場的水平施工位置、一體化與車站接口施工位置及后澆帶、環向施工縫位置，同時也可調整施工區域的劃分和流水段劃分方式，使其更符合現場施工。

BIM 技術在城市軌道交通項目三維建?？梢暬?、工程施工計劃模擬、工程實施環節優化等方面具有鮮明的協同性優勢，可為業主、總承包商、施工單位、監理單位、設計單位、供應商等的有機銜接、信息交流、進度掌控、工程優化與工程量測算等提供良好的平臺支撐。

2.2 平臺構建

基于BIM 的城市軌道交通項目施工協同管理平臺的核心在于對各參建方的數據、信息、資源等進行整合與集成，基于此構建可動態修改與優化的專業信息可視化三維實體模型，并依托模型共享與信息交流實現各參建方的協同合作。基于BIM 的城市軌道交通項目施工協同管理平臺共分為3 層。

2.2.1 信息采集層

城市軌道交通項目施工過程中會產生大量數據、信息、資源，各參建方也會對數據、信息、資源有著個性化的需求，如總承包單位需要招投標信息、合同信息、采購信息等進行造價估算與投標報價，需要施工信息進行施工模擬與施工方案模擬等；施工單位需要進度信息與施工模型進行設計沖突檢測與施工模擬。信息采集層需對城市軌道交通項目施工全過程的全要素信息加以采集并加載到BIM 平臺中，以供各參建方根據實際應用加以調用。

2.2.2 數據處理層

在對施工全過程的全要素信息進行采集的基礎上，考慮到采集的數據具有異構特征，需對結構化與非結構化數據分別進行處理、整合后存儲到BIM 平臺中。在基于BIM 的城市軌道交通項目施工協同管理平臺中，利用BIM 數據庫與XML數據庫對施工協同管理中采集的結構化數據進行存儲，利用文件源數據庫對非結構化數據進行存儲。BIM 數據庫、XML數據庫與文件源數據庫之間的數據轉換與調用則借助IFC 標準庫完成中轉，為三維建模可視化、工程施工計劃模擬、工程實施環節優化提供標準格式與規范的數據。

2.2.3 平臺應用層

平臺應用層為各參建方調用數據、信息、資源并進行信息交流、進度掌控、工程優化與工程量測算等提供應用支撐?；贐IM 的城市軌道交通項目施工協同管理平臺中常見的功能如投資優化、施工模擬、協同設計與深化設計、設計沖突檢測與協調、進度跟蹤等。通過業務管理與平臺應用，為各參建方協調工作、分配資源、緩解矛盾提供了良好的渠道。

2.3 協同管理流程

2.3.1 施工準備階段

在城市軌道交通項目的施工準備階段，主要由設計單位對項目施工圖進行設計、建立BIM 模型并進行設計交底，施工單位對BIM 模型進行深化設計與碰撞檢查，將檢查無誤的BIM 模型用于指導現場施工并反饋至設計單位，再由其對各施工單位共享的BIM 模型進行集成，形成整體統籌的施工方案，并在集成BIM 模型的基礎上建立BIM 協同平臺，為各參建方后續協同合作奠定平臺基礎。業主單位在此階段主要對施工圖設計審核情況進行把關，并對BIM 集成模型進行審核。

2.3.2 施工控制階段

在城市軌道交通項目的施工控制階段，在進度控制方面，總承單位（或施工單位）預先對施工現場進行模擬、分解WBS施工任務，構建施工進度管理4D 模型并編制總進度計劃，將總計劃共享給各施工單位，由各參建施工單位自行編制子進度計劃與日進度計劃；各施工單位預先在BIM 平臺中進行三維施工進度模擬與技術交底，并通過實際進度與計劃進度的對比向總承包商匯總子項目進度。在質量控制方面，總承包商編制項目施工質量控制總體計劃，將總計劃共享給施工單位，再由各施工單位自行編制施工質量控制計劃，構建基于質量管理的6D 系統，經質量自檢后提交報驗申請表，業主單位可對其進行施工質量檢驗審批。

2.3.3 竣工驗收階段

在城市軌道交通項目的竣工驗收階段，由施工單位根據工程施工情況提交相關程驗收申請，根據驗收階段分別由監理單位和業主單位組織驗收，業主單位可利用BIM 模型校核實際情況，對總包或施工單位工程進行驗收審批。在工程造價結算方面，施工單位基于5D 模型對施工的工程量進行計算，提交結算申請，業主單位可基于BIM 模型對工作量進行審核，提交竣工結算申請并形成竣工模型，最后由業主單位基于BIM 模型審核對量進行工程結算，并將竣工模型存檔備查。

3 結語

隨著城市經濟的不斷發展，我國眾多城市的城市軌道交通進入快速發展期。但受到城市軌道交通項目專業性與復雜性的影響，加上傳統施工管理模式存在孤島現象，項目實施進度、質量管控與工程現場交叉施工都給工程的協調、管理帶來諸多難度和不確定性。本研究立足工程建設視角，將BIM 技術引入城市軌道交通項目施工協同管理中，闡述了BIM 技術在施工協同管理中的應用價值，構建了BIM 施工協同管理平臺，并對管理流程加以梳理，實現了各參建方的優勢互補、聚合放大，提升了城市軌道交通項目施工管理的綜合效果。