BIM技术在衡水高铁站前广场项目的应用

文｜王乃坤

随着我国工程建设领域对BIM技术的深入认识与广泛应用，越来越多的工程开始试水BIM应用，尤其是住房城乡建设部发布的《2016－2020年建筑业信息化发展纲要》提出，要增强BIM技术集成应用能力，愈发明确了BIM技术的地位和未来的发展趋势。

BIM技术作为一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

工程概况

以衡水高铁站前广场（交通枢纽）工程为例，该工程位于河北省衡水市市区北侧、中华大街和育才街之间。该工程结构形式为钢筋混凝土框架和框架剪力墙结构，包括景观广场（下沉广场及地下车库）、东侧停车场、西侧停车场三部分，总建筑面积68344.6平方米，建成后将承担人流疏散、停车、休闲娱乐等功能作用。项目规划总用地面积 159976.4平方米，南北长约275米，东西长约580米。总建筑面积68344.6平方米，绿化面积54186.8平方米；铺装面积63673.66平方米；道路面积40116.85平方米。

本工程是EPC总承包项目，包括工程的勘察设计、设备及材料采购、施工等。施工范围具体包括土方施工、一次结构、二次结构、装饰装修、给排水、电、消防、通风及各种专业管线预留预埋工程。

衡水高铁站前广场项目属于大面积地下结构，如何在保证大面积混凝土施工质量的前提下，高效快速的完成施工任务是本工程的难点。本工程工艺管道复杂，专业间碰撞较多，如何能在施工前将专业间图纸问题解决，从而确保工程顺利开展则是本项目的重点。

图1 衡水高铁站前广场项目效果图

表1 软件列表

图2 建模标准及规定

图3 BIM实施管理流程

BIM组织及团队

针对上述难点，中冶天工集团有限公司二分公司组织成立了衡水高铁站前广场BIM技术应用团队，主要由公司BIM专业技术人员与项目经理部管理人员组成，针对协同平台管理、建筑信息模型使用、工程管理系统及BIM与进度、质量、成本管控等几方面开展管理信息化工作。

该项目采用集成服务器、缓存服务器与施工现场通过外网访问服务器相结合的方式。为保证项目实施，配备大型工作站、移动工作站、集成及缓存服务器。各专业从设计进场到项目实施参与项目整个实施过程。

BIM应用平台及标准

衡水高铁站前广场BIM应用软件以Bentley系列软件为主，Auto CAD、Microsoft Project等软件辅助建模，具体软件见表1。

为满足该项目BIM技术推广应用，管理层及应用层相关人员的硬件配置只需达到可以利用协同平台和使用Navigator软件浏览模型即可，BIM建模人员的硬件应达到基本工作站配置方可保证建模的顺利进行。鉴于以上情况，参与该项目的相关人员的硬件皆基本满足以上要求。

根据公司BIM项目名称命名规则，确定唯一的项目编号，并在协同平台上建立相应文件夹，设置相关权限，配置相关工作环境。BIM项目经理划分ProjectWise平台文件架构，管理员进行平台的文件维护。BIM模型划分与实际施工相结合，模型分解与装配以分部分项工程划分为原则，建立相应文件夹。

BIM模型的坐标系在项目初期由项目经理按总图绝对坐标系建立，并附有转好方向的ACS坐标轴，确定唯一的坐标系。统一的坐标系使专业内和专业间的定位配合，确保最终模型分装以及总装的统一性和准确性，这关系到后期的碰撞检测、设计检视以及出图。

根据公司编制的数字化技术标准、质量控制体系、管理流程规定和建模标准编写项目实施方案，明确了项目流程，依托项目级工作空间和协同平台，明确了成果交付内容和模型颗粒度。根据可视化模型，也可以生成多专业的施工图纸，有效避免因二维图纸分散而导致施工时产生遗漏。如图2。

BIM实施过程及实现功能

项目实施采用BIM小组人员负责建模与项目经理部现场实施相结合的方式进行。涉及专业包括建筑、结构、暖通、给排水、电气、总图。如图3。

BIM技术应用特点及创新点

BIM模型碰撞检测。根据施工图纸搭建建模过程中及模型整合后，利用软件自身功能对模型碰撞检测，发现空间中的不合理构件。如图4。

图纸自审会审。在现场施工前，应用BIM技术，根据三维模型进行图纸专业内和专业间的审核，及时发现图纸问题并反馈给设计单位，减少后期返工。采用BIM技术对衡水高铁站前广场项目建模，在建模过程共计发现图纸问题106处。如图5。

基于BIM的施工进度控制。将BIM模型与进度管理结合，实现模型跟踪现场进度管理。现场实际进度与计划进度进行及时查验，合理有效进行现场资源配置。如图6。

基于BIM的质量控制。从模型中查询所需建筑结构等专业的属性信息（例如名称、数量、材质、几何尺寸、空间定位、工程量等），利用ProjectWise平台将建筑信息模型与质量检查记录、整改通知单和整改反馈单进行挂接。现场质量信息用模型进行表述，能更快的发现施工薄弱节点并进行质量纠偏。如图7。

可视化技术交底。采用三维模型与视频对施工班组进行可视化技术交底，全方位多角度直观的展现了建筑全景、构造细节、复杂节点以及明确构件空间关系定位等问题，指导施工，使管理人员向班组工作人员传达任务和技术交流更加明确，令不同文化程度的班组施工人员了解施工技术流程以及质量控制要点。

特别是衡水高铁站前广场项目中，采用的施工方案将降水井与集水坑合二为一。考虑了降水井的降、排作用，在车库外侧与坡脚的中间布置一排降水井，既可起到基坑开挖前的降水作用，也可作为雨天排水的应急设施，节约成本且规避了常规集水坑冬天冻裂后难排的技术问题。如图8。

工程量管理。本项目使用参数化的BIM模型，通过软件直接生成工程所需的各类工程量统计表。材料量由模型直接导出，也可以按照构件类型给出该构件所需材料。为物资采购、工程预算、成本控制提供高效服务。

图4 BIM模型碰撞检测示例

图5 基于BIM的图纸会审、设计变更、洽商记录示例

图6 BIM4D进度模拟

图7 基于BIM的质量控制

图8 BIM可视化交底示例

图9 工程量表及变更前后工程量对比

图10 安全防护模型

图11 专业管线

图12 管线材料清单及效果图

当发生工程变更时，由模型导出的工程量统计信息也随之自动更新，合理的安排材料采购与进场计划，实现了精细化管理。如图9。

基于BIM的危险源控制。结合施工进度，在BIM信息模型中可以方便的对临边洞口、预留洞口等危险源进行识别，及时做好防护措施。围护的长度、洞口的个数也可以根据施工进度随时进行统计，提前、精准的进行物资采购，提高安全管理效率。如图10。

综合管线深化设计。利用三维模型进行给排水、暖通、电气、消防各专业管线综合设计，利用BIM技术查漏设计图纸中问题，提前发现施工重难点。通过模型对管线位置进行施工复核，满足设计要求的同时，合理安排施工工序，保证施工质量及进度。如图11。

本工程涉及给水、中水、排水、消火栓、喷淋、通风、采暖多种管线多重敷设，为规避各专业管线冲突，运用BIM技术提前预演各管线走向及管线支架安装，多种管线在相同标高时满足设计要求的情况下共用支架从而节约材料，节省施工时间。

基于BIM的预制化施工。改变传统管道支架设计加工方式，在深化设计阶段即考虑施工阶段预起拱及施工实施方案，依据标准化方式对管道支架进行设计调整，施工现场散拼安装，施工安全可靠、技术先进、经济效益显著。

利用三维模型的精确定位及净工程量统计，对各专业管道、管线进行标准化排版，生成材料清单，将传统的现场截取，改为集中管道、管线加工，减少材料浪费的同时，提高现场施工质量，改善现场施工管理。如图12。

结语

BIM 技术作为建筑业发展战略的重要组成部分，是建筑业转变发展方式、提质增效、节能减排的需求，对建筑业绿色发展、提高人民生活品质具有重要意义。在衡水高铁站前广场项目进行BIM应用是深挖BIM应用点的有力尝试。该项目通过BIM技术的应用，优化了传统的管理模式，提高了管理效率。

该项目运用BIM技术的综合项目管理方法，初步达到协同作业、提高效率、辅助管理的效果，但是BIM技术在建筑行业的应用点还值得我们继续挖掘。BIM技术方兴未艾，当继续砥砺前行，不断探索。