BIM技术在泐马河出海闸新建工程项目中的应用_徐洲.pdf

64BIM技术在泐马河出海闸新建工程项目中的应用徐 洲上海建工（浙江）水利水电建设有限公司 上海 200082摘 要：通过 BIM 技术应用，以建筑信息模型专业之间的协同和建筑虚拟建造及优化，减少现场延期和返工，提高施工质量、加强安全管理、控制施工进度。借助 BIM 模型与智慧工地综合管理平台，实现水闸工程施工资源（3D 模型、4D 模拟、工程资料等）的共享。通过 BIM 信息化技术手段辅助解决项目建设过程中的难题，使施工总承包在项目施工前发现问题，同时也可提高对项目全过程的管控能力和效率。关键词：BIM 技术；水闸工程；项目管理DOI:10.19569/119313/tu.202313022随着BIM技术在建筑行业中的不断普及和应用，其在水闸工程中的应用也日益广泛。BIM技术可以将水闸工程的各个专业进行协同，通过建筑信息模型的虚拟建造和优化，实现施工进度的控制和质量的提高。借助BIM模型与智慧工地综合管理平台，可以实现施工资源的共享，从而提高建筑施工的效率和管理水平。BIM技术的应用可以辅助解决水闸工程建设过程中的难题，使施工总承包在项目施工前就能发现问题，从而提高对项目全过程的管控能力和效率。因此，BIM技术在水闸工程中的应用具有广泛的前景和应用价值。1 项目背景泐马河出海闸新建工程，位于临港新片区南部，泐马河入杭州湾出海口处，与杭州湾一线海塘共同构成上海市大陆区的一线防洪（潮）封闭圈，工程南临现状临港大堤1。工程范围约462.5m，其中水闸长度251m，外海侧引河道211.5m。闸孔净宽50m（10m每孔5孔），闸底高程-1.5m，单孔流量为510m3/s。2 BIM模型的参数化建立根据业主方提供的施工蓝图，参数化构建出海闸土建、机电、液压泵房结构、水闸管理用房及临时工程等BIM模型。2.1 BIM模型参数化建立的流程泐马河出海闸新建工程项目BIM模型参数化构建分为两个阶段：参数信息提取与分析，三维模型创建与整合，具体流程如图1所示。图1 BIM模型参数化建立流程图为保证模型与现场一致，结合模型和图纸进行现场施工，若在施工过程中发现问题，则立即通过结构偏差分析原因，更新BIM模型后，模型如图2所示，及时上传至智慧工地综合管理平台，各参建单位项目管理人员共享。图2 项目BIM模型2.2 本工程的建模难点传统的房建、市政工程结构多由立方体、圆柱等规则几何构件组成，与之不同的是泐马河出海闸新建工程中包含大量异形结构，如消浪墩、外海大堤等。构建异形组件前需要精确分析施工图纸，建模过程中要准确调整组件的所有参数，以避免BIM模型合成时产生不同专业结构间的碰撞。2.3 BIM模型参数化建立的优点1）对于水利工程中异形建筑（构件）最好的建模方式就是参数化建模，它能够准确表现出模型的参数特征。2）BIM模型中的图元是以组件的形式出现，通过调节组件的参数，可以生成新的模型。如参数化门窗，可以通过数据控制门窗大小、厚度、个数等从而减少工作量。3 BIM模型的应用3.1 基于BIM模型的碰撞检测1）不同专业模型间的碰撞检测所有专业模型完成后，使用Navisworks软件进行各专业模型间的碰撞检查，尤其是管线与管线之间的碰撞检查、管线与结构间的碰撞检查。发现碰撞问题时，生成具体的碰撞问题报告，以此为依据与设计协调分析碰撞原因、解决问题，对施工图纸进行合理的设计变更2。2）施工现场布置规划中的碰撞检测在BIM模型中对各个施工阶段的机械停放、物料摆放的工程管理65位置进行合理规划，尽量在施工前发现将会产生的问题及矛盾，发现施工中不合理的场布规划方案，项目管理人员商讨出最优施工方案与解决办法，及时调整，确保施工顺利进行。碰撞检测减少了传统2D模式的“错、漏、碰、缺”等现象的出现，大大提高了施工效率和施工质量，缩短了施工工期。3.2 基于BIM模型的工程进度管理1）进度计划模拟导入“人”、“机”、“材”等参数，建立水闸工程施工进度仿真模型，对施工全过程进行仿真分析，仿真得到工程施工进度计划和关键进度节点，如图3所示。基于仿真分析得到的施工进度计划，结合已有的BIM模型，开展水闸施工过程4D模拟，形成施工计划模拟视频，直观反映项目的施工总体进度计划。图3 项目BIM模型2）实际进度的管理采用无人机定期拍摄施工现场，根据倾斜摄影照片及施工日记，结合已有的BIM模型，建立实际施工进度视频动画，及时上传至智慧工地综合管理平台。项目经理和其他参建单位管理人员可以通过移动终端随时掌握施工现场进度情况。当实际施工进度计划与基于BIM的4D进度模拟计划不一致时，将虚拟进度与实际进度作对比，分析实际施工进度与进度计划产生差异的原因，形成分析报告，商讨安排后续施工进度计划，根据修订的施工进度计划对4D进度模拟进行修改，对施工管理人员及现场工人提出施工进度上的要求。同时，平台利用BIM模型与现场的进度匹配，根据导入的“人”、“机”、“材”等参数，计算已完工程量，可检查合同履约情况，同样也可作为工程进度款申请的一项依据。相比较传统的表格式进度计划与管理和工程量统计，采用基于BIM模型的4D进度模拟能够更加直观地表现施工进度计划，更加准确地体现施工现场进展情况和合同履约程度，同时也可以让业主方及时获取工程进度信息。3.3 基于BIM模型的施工方案模拟在施工过程中，基于BIM模型，借助Navisworks软件开展专项施工方案模拟。如，可提前模拟场地布置、主要设备吊装、基坑工程等危险性较大或施工工艺较为复杂的分部分项工程的施工工序。利用BIM技术“可视化”和“信息集成”的优势，可以更加直观地展现复杂工序的施工过程及施工方案的实施，使得项目管理人员在考虑施工工序时能更加准确、详实，有效加强了施工质量的控制，也减少了施工工期。通过BIM模型的工序模拟同样可以提前做好施工现场机械设备、建筑材料和施工围挡等的阶段性规划，使得施工现场的布置更加安全、科学、合理。基于BIM模型的施工方案模拟也可以更加直观地对现场施工人员进行可视化的交底工作。相较于传统文字或CAD平面图纸交底的方式，BIM模型“可视化”交底更加清晰直观，其细节放大能力更强，在施工质量上的管控更加严格精细。本工程施工内容包含有大体积混凝土浇筑施工，利用Navisworks结合BIM模型进行闸底板混凝土浇筑施工方案模拟，形成视频动画，以弥补文字版施工方案中CAD二维图纸空间感不足的缺点。文字、CAD二维图纸结合视频动画进行施工交底，施工现场工人对于闸室底板施工顺序和施工机械的场地布置能够更加直观地了解。包括底板施工顺序模拟、钢筋绑扎及预埋管施工模拟、模板支设与拆除模拟、混凝土浇筑施工模拟、底板混凝土振捣与养护模拟以及浇筑过程中混凝土运输车与泵车停放布置模拟等，如图4所示。图4 平面布置模拟此外，本项目还利用BIM模型生成了土方开挖施工模拟视频动画、高支模施工模拟视频动画以及开堤破缺施工模拟视频动画等。工程管理66除了项目施工前和进程中，施工方案模拟在施工结束后同样也具有可继续利用的价值。同类型结构工程同样可以参考前项目已有的施工方案模拟，根据不同的工况进行方案对比，做出适当调整，生成分析报告，总结施工经验，也为工程各参建方带来方便。例如，高支模施工方案的模拟可作为范本，指导其他同类型结构工程如水闸、泵闸等项目对应工序的施工。盘扣式脚手架的布置安装，模板的运输与堆放、安装与拆卸等均可形成成熟的工艺，为其他项目提供参考。4 智慧工地综合管理平台4.1 平台的开发智慧工地综合管理平台主要采用B/S结构，项目各参建方的管理人员均可以直接使用浏览器通过Web Server“上传-在线阅读-下载”数据库中的数据，管理平台如图5所示。相比较C/S结构的平台，B/S结构的平台无需开发和维护专门的软件，且系统更新更加方便。图5 智慧工地综合管理平台4.2 功能的集成采用智慧工地综合管理平台进行工程项目管理，在网络平台上共享数据信息。1）将BIM模型以及基于BIM模型所生成的施工进度模拟视频、施工方案模拟视频等上传至智慧工地综合管理平台，各参建单位可直接在平台上查看模型，进行批注、测量、隐藏、切割等操作，实现了BIM模型的共享。2）施工过程中，项目管理人员在现场巡检时发现有质量、安全等问题，可借助移动终端将问题的实时照片或视频上传至智慧工地综合管理平台，通过与相对应部位的BIM模型链接，通知到相关责任人，要求其限期整改。责任人整改完成后，同样借助移动终端将整改后的实时照片或视频上传至平台，进行整改回复，实现“检查-整改-复查”的闭环管理，提高现场管控能力，有效减少施工过程中的各类质量、安全等问题。问题处理完毕后，平台对其逐条记录、分类管理，对问题状态、是否延期等进行明细汇总，同时归档链接到其相对应的结构模型，便于问题的跟踪及管理人员后续对项目实施过程中产生的问题的反思。智慧工地综合管理平台避免了传统纸质“整改通知单-回复单”多方传阅易丢失的问题3。3）施工过程中产生的其他资料，如测量资料、施工令、阶段性验收资料等工序资料或其他照片，也可由相关负责人上传至数字管控平台并与其相对应的BIM模型链接，其他参建单位管理人员可以在移动或电脑网页终端在线查阅或下载批复再上传，同时也方便了相关单位检查以及工程完工后的验收工作。4）通过智慧工地综合管理平台，施工单位商务专员将项目划分与各子项对应的BIM模型进行链接，根据现场实际施工进度4D模型，能够更加准确地计算项目产值，实现合同履约。5 结语本文结合工程实例，对目前BIM技术在泐马河出海闸新建工程项目中的应用进行了综合介绍，举例说明了BIM模型在项目智慧综合管理实施过程中的各类应用。利用基于BIM模型及智慧工地综合管理平台的信息化施工管理方法，可以提前发现并解决施工设计的问题，能够指导现场施工，提高施工效率，及时反映和反馈施工过程中出现的质量、安全等问题，方便了工程资料的整理分类，同时也为相同或类似工程提供了有效的学习资料及BIM应用思路。参考文献：1 郝鹏,黄远远,李乐乐.泐马河出海闸底板大体积混凝土温度控制与监测J.珠江水运,2022(03):12-15.2 焦瑯珽,强琦午,李志芬.BIM技术在搬迁和扩建项目中的应用J.安装,2017(10):57-59.3 崔满.西湖大学项目智慧工地信息化探索和实践J.建筑施工,2020,42(09):1814-1816.作者简介：徐洲，本科，上海建工（浙江）水利水电建设有限公司，工程师，研究方向：工程管理。工程管理