基于BIM 技術的工程創(chuàng)優(yōu)管理應用研究

楊 鵬，蘇霽康，伍 平，盛 卓

（湖南省第二工程有限公司，長沙 410000）

安全生產(chǎn)標準化是施工企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必要條件，其不僅展現(xiàn)了項目的精細管理，同時也塑造了企業(yè)的良好形象，是保證施工安全的科學措施、治本之策。“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”是我國建筑施工安全領域的最高獎項，旨在規(guī)范施工安全生產(chǎn)工作，保障建筑職工生命安全與健康，被業(yè)內(nèi)譽為安全文明施工方面的“魯班獎”。該榮譽的獲得，標志著項目的安全生產(chǎn)預防措施、管理工作的質(zhì)量、職業(yè)健康安全管理體系的運行和環(huán)境文明施工等綜合管理水平達到了行業(yè)領先水平。

BIM 技術無論是作為工程技術手段還是項目管理手段，理論上都在智能建造和項目信息化管理過程中發(fā)揮了不可忽視的促進作用。從現(xiàn)有研究情況來看，BIM 作為技術手段的論述主要是圍繞BIM 綜合應用、BIM 管線綜合優(yōu)化、碰撞檢查、可視化交底、三維場地策劃和智慧平臺等技術手段應用進行研究。閆俊武等[1]以津濱時代衛(wèi)南洼H4 地塊房地產(chǎn)項目為例，闡述了項目運用BIM 技術合理優(yōu)化施工準備階段、主體階段的三維施工場地布置方案。在管線綜合優(yōu)化設計方面，吳京戎等[2]以上海海昌極地海洋公園為例，研究了BIM技術在管廊機電工程中的綜合應用。周相等[3]提出了一種基于BIM 的地下洞室三維可視化地質(zhì)預報的方法，實現(xiàn)了三維可視化的超前地質(zhì)預報，輔助現(xiàn)場安全施工。縱觀眾多的BIM 技術應用，多數(shù)是以解決工程技術難題、探索和挖掘更新穎的技術應用點為研究對象，而如何提升項目管理手段、促進項目工程創(chuàng)優(yōu)的論述較少。而在實際工程實施過程中，BIM 技術在助力工程創(chuàng)優(yōu)、促進工程質(zhì)量和安全精細化管理工作中具有突出的作用。

BIM 技術助力工程創(chuàng)優(yōu)，是在優(yōu)秀經(jīng)驗中總結出來的最具價值的應用之一，其作為一種技術和管理手段，從項目開工之初貫穿到項目竣工交付，作為管理手段價值凸顯在項目創(chuàng)優(yōu)策劃、樣板交底、過程控制以及評獎匯報等方面，為項目創(chuàng)優(yōu)目標順利推進保駕護航。本文以運達濱河廣場項目為載體，以創(chuàng)建“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”為目的，從創(chuàng)優(yōu)方案策劃、質(zhì)安過程管理、觀摩工地創(chuàng)建等幾個方面論述了BIM 技術在項目工程創(chuàng)優(yōu)中發(fā)揮的作用和效果。

1 項目情況介紹

運達濱河廣場項目為建安工程施工項目，包括1棟超高層商住樓和北區(qū)地下室工程，建筑高度149.7 m，位于湖南省長沙市雨花區(qū)長沙大道與萬家麗路交會處，總建筑面積為85 280.93 m2，地上建筑面積為56 476.23 m2，地下建筑面積28 804.7 m2。

本項目質(zhì)量安全目標定位高，要確保獲得湖南省質(zhì)量最高獎“芙蓉獎”、爭創(chuàng)魯班獎和“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”，致力于打造成企業(yè)的精品工程和標桿項目，項目前期運用BIM技術完成了超高層建筑與結構模型，如圖1 和圖2 所示。

圖1 建筑BIM 模型

圖2 結構BIM 模型

運達濱河廣場項目地下室緊鄰建筑紅線，場地布置具有較大的局限性，施工組織管理、現(xiàn)場平面布置極為被動和不利；同時，項目建設進度壓力較大，需一次性投入的人材機較多，且現(xiàn)場多專業(yè)工種穿插施工，施工組織難度較大，施工場地內(nèi)交通狀況復雜。為能順利地完成項目建設任務，項目部運用BIM 技術進行工程目標策劃和場地動態(tài)布置，并結合工程創(chuàng)優(yōu)目標，針對性編制了施工部署方案，有效解決了項目的難點。

2 BIM 先行——方案策劃

根據(jù)項目組織難度大、工期緊的特點，要如何在緊張的工期內(nèi)達到精品工程的高標準和高要求，以確保項目工程創(chuàng)優(yōu)目標的實現(xiàn)呢？項目部在施工準備階段就開始進行創(chuàng)優(yōu)策劃，大力應用BIM 技術，貫徹執(zhí)行“策劃先行、樣板引路、過程管控、一次成優(yōu)”的管理思路，采用諸多先進工藝打造安全質(zhì)量特色，形成策劃指導書，為爭創(chuàng)“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”以及質(zhì)量獎項提前確定指導思想、工作思路和方法。

2.1 施工場地布置策劃

在策劃方案過程中，為解決場地狹小、場內(nèi)交通不便的問題，運用BIM 技術分別在施工基礎階段、主體階段、裝修階段創(chuàng)建施工場地虛擬模型。BIM 模型按照企業(yè)安全文明標準化圖集的要求，對施工出入口、現(xiàn)場圍擋、場內(nèi)道路、安全環(huán)保設施、材料堆場、辦公區(qū)、生活區(qū)、消防設施、臨邊防護設施、材料加工區(qū)防護、起重機械設備、臨水臨電及觀摩區(qū)等方面進行布置，模擬出各個階段最優(yōu)的布置方案，如圖3（a）（b）所示，充分利用場地空間，合理安排施工場地內(nèi)交通組織，確保安全施工。

圖3 場地布置模型示意圖

2.2 精品工程工藝節(jié)點策劃

打造企業(yè)標桿項目，促成項目精品工程，安全施工為首要，質(zhì)量保障是前提。質(zhì)量安全管理貫穿項目全壽命周期，全面質(zhì)量安全管理受到“人機料法環(huán)”五方面因素影響，要從根本上消除質(zhì)量安全隱患，則需要在工序施工前形成有效的控制手段和措施，形成具有實際參考價值的策劃方案或者指導文件，以此作為實施標準，對標施工，消除人、材料、方法和機械方面的質(zhì)量安全隱患。運達濱河廣場項目為確保項目質(zhì)量過程精品、一次成優(yōu)，在創(chuàng)優(yōu)策劃方案過程中，根據(jù)項目超高層的特點收集匯總了一般通用工藝標準和項目特有細部節(jié)點工藝，對照施工圖紙，梳理關鍵工藝、工序節(jié)點，運用BIM 族構件功能，創(chuàng)建精品工程工藝族庫。族庫包含地下室工程、主體工程、屋面工程和裝飾裝修工程等分部分項工程的關鍵工藝、工序節(jié)點的BIM 模型，如圖4（a）（b）（c）所示。在項目實施過程中，針對每項復雜、關鍵節(jié)點以三維漫游、工藝動畫及文本分析等形式相結合展開交底工作，讓施工管理人員、施工班組人員等從傳統(tǒng)的二維圖紙中抽離出來，使每一個關鍵工藝要點在他們頭腦中形成具象。除此之外，項目利用精品工程工藝族庫進行項目全員培訓，以提升項目管理團隊的專業(yè)水平和素質(zhì)，以便在日常工作中能更好地解決質(zhì)量安全管理難題。

圖4 工藝模型示意圖

3 BIM 助力觀摩

舉辦質(zhì)量安全標準化觀摩工地是申報“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”的重要條件，為在規(guī)定的時間內(nèi)具備觀摩條件，項目采用BIM 技術結合生產(chǎn)進度管理，完成進度計劃和進度過程管控。

3.1 進度分析

運達濱河廣場項目工期要求緊，總工期為427 d，要求同年11 月份主體封頂，為確保同年6 月份達到主體形象進度70%的觀摩條件，項目部應用BIM 技術完成項目進度管理與控制，將各專業(yè)BIM 模型整合，導入信息化平臺中進行5D 模擬分析。

制作進度計劃表，導入5D 平臺，設定工程里程碑事件、施工段以及各分部分項工程進度的時間節(jié)點，將模型節(jié)點與相應時間節(jié)點事件關聯(lián)，形成完整的流水施工模擬。在此模擬過程中首先可以全面了解到工序的開始與結束時間以及工序的搭接時間，在計劃進度與實際進度出現(xiàn)偏差的情況下，可以提前進行進度管控，查擺問題、調(diào)整計劃，使工期盡量控制在合同工期以內(nèi)。其次，基于不同專業(yè)BIM模型的整合模擬分析，可判斷專業(yè)間交叉作業(yè)時間節(jié)點，提前準備施工工作面，合理安排工程所需的人材機等。

基于BIM 5D 技術的工程進度管理，可監(jiān)測項目工期進度，確保工程進度偏差始終維持在可控范圍內(nèi)[4]，力保在要求時限內(nèi)達到觀摩條件等作用，其在此項目中得到了有效的實踐與應用。

3.2 過程管控

質(zhì)量安全標準化觀摩活動，除了對工程本身的工程質(zhì)量有嚴格要求，還對施工現(xiàn)場的安全文明施工有嚴格要求，觀摩活動既是評選“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”的關鍵所在，也是企業(yè)形象宣傳的有利機會。

在傳統(tǒng)的安全文明施工準備工作中，首要工作是進行二維的現(xiàn)場施工布置平面圖。二維平面圖主要是以平面形狀、圖層顏色和圖例示意來表達平面布置圖中的場地構件，雖能滿足主要的表達意圖，但是其表達方式較為抽象，難以傳達出場地布置的空間感知效果。在項目體量大或面積大的情況下，項目難以從二維平面圖中對場地規(guī)劃進行全面把控。

本項目在實施過程中，首先運用精品工程工藝族庫和安全文明施工布置BIM 模型對項目技術人員、班組長以及作業(yè)人員，進行三級技術交底，為后續(xù)現(xiàn)場實施打下了堅實的基礎。其次，為了有序組織觀摩人員進行現(xiàn)場學習交流，項目創(chuàng)新工作思路和方法，利用BIM 模型動態(tài)模擬人流量，完成了科學合理的觀摩路線。再次，為使觀摩者在現(xiàn)場能學習到項目的優(yōu)秀經(jīng)驗和做法，項目運用BIM 技術完成了項目基坑支護工程、地下室工程、鋼筋混凝土工程、砌體工程、抹灰工程、機電管綜排布、樓梯間、衛(wèi)生間、變形縫、墻地面排磚及屋面防水等部位復雜節(jié)點及質(zhì)量精品節(jié)點模型達30 余個，打印成展板20 余張，展示在觀摩通道長廊兩側、施工現(xiàn)場以及實體樣板對應位置，如圖5（a）（b）所示。

圖5 現(xiàn)場觀摩展示

3.3 線上云觀摩

2022 年3 月—7 月，湖南長沙反復受新冠感染疫情影響，各類場所對人群聚集有規(guī)定，項目觀摩現(xiàn)場人數(shù)每日受限，運達濱河廣場項目采取線上觀摩和線下觀摩相結合的方式進行。云觀摩方式有2 種，一種是運用全景相機拍攝項目每個展區(qū)場景，再通過PTGui 圖像軟件處理后形成可發(fā)布瀏覽的圖片格式，導入云平臺，形成實體云觀摩；另一種是運用三維BIM 場地模型，創(chuàng)建1∶1 的虛擬實體樣板、安全文明布置、觀摩通道等在Iumion 軟件中制作各展區(qū)的全景圖片導入云平臺，形成虛擬云觀摩。2 種觀摩方式都是在云平臺中按照實際觀摩路線設置熱點，在熱點處添加相關的視頻、語音、圖片等介紹，并制作成線上云觀摩二維碼。觀摩者掃開二維碼，從視覺、聽覺和感覺上進行全方位點擊查看，透過手機屏幕就感受現(xiàn)場的真實情況，像置身于現(xiàn)場進行觀摩學習。

4 BIM 助力驗收、評獎

BIM 模型的意義在于信息數(shù)據(jù)的收集、整理，模型涵蓋建筑物的基礎信息，也包括了建造過程信息。項目將工程建造過程資料掛接于BIM 模型相應構件，形成內(nèi)涵豐富、信息完善、數(shù)據(jù)完整的信息化模型，使BIM模型的應用不止于施工過程，而將其延續(xù)到項目竣工驗收、項目運維管理以及項目創(chuàng)優(yōu)評獎工作。

工程竣工驗收工作中所需的大量數(shù)據(jù)表單、管理痕跡材料等只需打開模型數(shù)據(jù)平臺下載即可。如竣工驗收所需的質(zhì)量監(jiān)督報告、質(zhì)量驗收文件、隱蔽工程驗收報告和過程檢查表單等均可從模型中定位下載，避免了紙質(zhì)資料容易遺失、損毀等弊端。另外，在項目工程創(chuàng)優(yōu)申報以及創(chuàng)獎匯報材料的收集工作中，BIM 信息模型同樣能發(fā)揮其數(shù)據(jù)信息的特點，工程創(chuàng)優(yōu)評獎所需的施工過程資料、影像資料、復雜節(jié)點模型和精品工程工藝展示資料等，均可以十分便利、快捷地從模型中獲取，節(jié)約了大量的資料收集與整理時間。

從本項目運用BIM 技術的實際經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，以施工過程充分運用BIM 技術管理為前提，BIM 模型無論是在分部分項工程驗收、竣工驗收還是工程創(chuàng)優(yōu)評獎工作中都能發(fā)揮其數(shù)據(jù)信息價值，具有促進提升項目管理效益的實際意義。

5 結束語

首先，本文基于工程實際按需在項目的質(zhì)量、安全等管理工作中應用BIM 技術，將BIM 技術深度與項目管理融合，協(xié)助項目打造精品工程作出了努力，為企業(yè)強化創(chuàng)新體系和創(chuàng)新能力建設作出了貢獻。其次，BIM技術作為運達項目的一種管理手段，為項目創(chuàng)新工作思路、方法、提升項目管理效率以及工程創(chuàng)優(yōu)評獎工作提供了技術支撐。再次，本項目借助BIM 技術指導“全國建設工程項目施工工地安全生產(chǎn)標準化學習交流項目”的創(chuàng)建，實現(xiàn)工程創(chuàng)優(yōu)工作的策劃先行、過程管控等環(huán)節(jié)，有力地證明了BIM 技術在項目實施中的指導意義。最后，BIM 技術為項目工程資料、數(shù)據(jù)信息歸集提供了模型載體，將龐大的數(shù)據(jù)資料加載于模型之中，為項目竣工驗收、工程創(chuàng)獎工作做好了信息儲備、為項目的運維工作提供了數(shù)據(jù)基礎，實現(xiàn)建造信息化數(shù)字賦能。