北京地铁7号线东延01标BIM技术综合应用

张元春 赵富壮 提 瑶 王 宁

（北京城乡建设集团有限责任公司，北京 100069）

1 工程概况

北京地铁7号线东延01标段，共包含2站2区间，分别为：黄厂村站、豆各庄站、焦化厂站～黄厂村站区间、黄厂村站～豆各庄站区间，结构形式为明挖车站、盾构区间。如图 1所示，标段西起自焦化厂站（不含），下穿燃气调压站、东五环路，上跨南水北调东干渠，向东敷设经黄厂村站，下穿大柳树排水沟、西排干渠、通惠灌渠后到达豆各庄站，标段全长3.25km。

2 BIM组织与应用环境

2.1 BIM应用目标

本项目线路长、施工风险源多、工点分散，施工管理难度大。通过利用BIM技术及“BIM+”辅助项目施工管理，解决项目实际问题，降低施工管理难度和风险，提高项目部信息化水平和创新能力，助力“智慧工地”建设。逐渐培养全员应用BIM技术的意识和习惯，逐步实现全员用 BIM。通过提高项目施工和管理水平，提升企业核心竞争力[1]。

2.2 团队组织

在集团和公司的大力支持下，项目部成立BIM工作室，进行BIM综合应用研究，各相关职能部门全力配合，实践BIM技术在项目的落地应用，具体组织架构如图2所示。

图1 项目概况图

图2 BIM工作室组织架构

图3 三维施工场地布置模型

2.3 BRMR风险平台创新应用背景

城市轨道交通绿色、安全、便捷，工程规模日益扩大[2]。由于其施工阶段技术复杂、信息量大、安全隐患多、对社会环境影响大，给施工单位的施工安全管理带来较大挑战[3]。北京城乡建设集团有限责任公司针对轨道交通施工安全风险技术进行科技创新，形成了《基于 BIM技术的轨道交通施工安全风险管理平台——BRMR平台》，对于施工安全风险进行更有效的控制和管理，降低风险对项目实施和社会的影响，提升项目安全风险的管理水平。

3 BIM应用

3.1 利用BIM技术辅助标准化建设

建立图 3所示的三维施工场地布置模型，进行立体施工规划，并通过漫游浏览项目标准化建设。将标准化建设可视化，形象生动，有效传递标准化建设实施的各类信息，实现绿色信息智能化管理。

3.2 利用BIM辅助技术管理

基于BIM模型实现如图4所示的图纸审查、细节展示、施工模拟、技术交底、施工方案、流水段划分、样板设计、汇报展示等内容，指导现场施工，直观明了，便于理解和沟通，避免二次施工，并利用手机APP随时随地查看图纸、交底、方案等技术信息。

图4 技术管理应用示例

图5 安全、质量管理应用示例

3.3 利用BIM平台辅助安全、质量管理

利用图5所示的BIM平台手机端及时上传安全、质量问题和照片，及时进行问题整改与审批，并通过安全、质量评优鼓励，提高使用积极性。将从网页端下载的问题汇总表格选择、整理后用于每周生产例会汇报，节省制作PPT时间。通过数据共享和集中分析，提高现场施工安全、质量管理水平和沟通效率，使隐患排查实时具体，落实整改更迅速及时。

3.4 利用BIM平台辅助进度管理

如图6所示，将进度计划导入BIM平台，基于流水段、构件派分进度任务，现场利用手机端及时录入实际时间，上传进度照片，通过网页端浏览查看实际进度情况，方便实时掌握现场进度动态，节省各部门进度沟通时间，优化、监督工序检查过程，责任到人，留下工作记录，提高进度管理效率。进行进度对比分析，对于落后进度，适时根据人、机、料、法、环等调整生产进度安排，赶上节点工期。每周更新形象进度二维码，方便现场扫码查看进度动态。

图6 进度管理应用

3.5 利用BIM平台辅助成本管理

模型建立即自带模型工程量，即图纸量，利用BIM平台方便统计查看模型工程量，指导实际提料量，制定试验计划。如图 7所示，将各流水段混凝土模型工程量理论值与实际浇筑的小票方量进行对比，超出量的多少体现出现场管控的好坏，警示现场加强管理，及时分析原因，找到根源，节约成本。每月录入产值数据，相关人员登录网页端即可随时浏览查看产值情况。

3.6 利用BIM技术辅助施工安全风险管理

借助图8所示的BRMR平台，根据三级预警判定标准实时判定监测数据安全状态，将现场实时监测数据反馈到BIM模型中，建立可追溯的缺陷库，可视化巡视路线，评估风险安全状态，信息化管理风险工程的预警发布、响应及处置，制定风险族库，形成虚拟警戒，辅助实现更及时、直观、高效的施工安全风险管理。

图7 成本应用示例

图8 BRMR平台应用

在已建Revit模型中建立监测点和风险源模型，配置好信息，按照流水段和施工工序将各模型导入风险平台中，基于进度计划做风险管控。

系统自动识别风险源和监测点模型，将风险源和监测点绑定后，每个监测点便分配好了监测对象和监测项目。及时导入监测数据，相关人员登录账号，即可在平台上浏览查看系统自动统计的监测预警情况、风险报告和监测报告等内容。

利用 BRMR平台进行项目总工-生产经理监测预警-响应-消警流程管理、巡视管理、虚拟警戒设置、沉降区域等高线查询等内容，辅助管理人员决策，指导现场监测与作业。

3.7 结合“BIM+”助力“智慧工地”建设

（1）BIM+互联网、物联网、移动终端助力安全管理

项目部通过综合利用图9所示的智能安全教育平台APP、劳务一卡通信息管理系统、群塔防碰撞功能、视频监控系统、BIM5D平台，实现全方位的安全管控：加强工人安全生产意识，提高安全教育培训效果；规范劳务管理，实时掌握工人劳务花名册、进出场、考勤、用水、用电等信息；有效防范塔吊碰撞、剐蹭等危险事故的发生；通过远程实时监控保证施工现场作业区、宿舍区和办公区安全。

图9 “BIM+”助力安全管理应用

（2）BIM+互联网、物联网助力成本管理

首先利用BIM5D平台统计模型工程量，指导实际提料量。再通过项目部定制协同办公平台，进行材料采购、工程量确认、付款结算等流程的审批，提高协同办公效率。最后在施工现场，通过“物料现场验收系统”实现对物料现场验收环节的全方位管控，避免钢筋、混凝土等材料的进场损失，提高经济效益，提高工作效率，流程如图10所示。

（3）BIM+互联网、物联网、移动终端助力风险管理

通过安装在水准仪上的“水准测量即时上传系统”，自动采集沉降监测数据，实时传回至手机端，并直接上传至“北京轨道交通工程施工安全风险监控系统”，如图 11所示，大大提高监测效率，保证数据真实、即时，出现超限情况实时报警，并提示处置，再将获得数据上传至BRMR平台。

图10 “BIM+”助力成本管理应用

图11 “BIM+”助力风险管理应用

图12 钢筋翻样模型及加工料牌

3.8 利用BIM技术辅助钢筋数控加工

通过图 12所示钢筋现场管理软件，进行钢筋翻样，建立钢筋模型，优化断料，对料单进行模拟加工，从众多方案中选出最优方案，将余、废料用于下次加工并做配料使用，提高材料使用率，减少材料浪费，节约项目成本，辅助钢筋工程数控加工车间，提高钢筋生产效率。

4 应用效果

（1）利用三维模型的可视化特点，辅助标准化建设、技术管理，指导现场施工，直观易懂，有效缩短沟通时间。

（2）利用BIM平台三端一云开展协同管理，有效进行数据共享和集中分析，辅助现场施工安全、质量管理、进度管理、成本管理，实现：①系统自动记录过程信息，使施工过程更具可追溯性；②统计分析数据，方便随时调取使用，分析原因，加强现场管控；③使工作的传达、执行和沟通交流更加流畅、有效率。

（3）基于BIM+GIS建立的BRMR平台，能够增强现场施工安全风险信息的共享和利用程度，提升相关风险数据的计算分析和挖掘能力，使预警自动化，使施工安全风险管理可视化、规范化、标准化，加强对预警、响应、消警等环节的管理，加强各部门联动，动态跟踪风险变化情况，强化风险动态管理，提升项目安全风险的管理水平。

（4）利用BIM软件进行钢筋翻样，加强钢筋现场管理，优化断料，辅助钢筋数控加工，减少钢筋浪费，提高钢筋使用率，节约成本。

（5）BIM 技术及“BIM+”应用从根本上提高了项目部信息化水平，提升了项目管理水平和创新能力，助力“智慧工地”建设。

5 总结

5.1 创新点

通过BRMR平台及时收集、查看、分析和管理施工阶段的安全数据信息，自动根据工程进度提示监测项目、监测范围和监测频率，将监测预警和巡视预警与BIM模型有机结合，与进度管理同步，增强工程安全信息的共享程度，实现对安全隐患和风险的预警，为决策者提供决策依据，推进城市轨道交通建设安全信息化和集成化程度。

5.2 经验教训

（1）建模人员通过自学建模，缺乏更专业的培训，应定期组织人员参加专业化建模培训；

（2）BIM平台手机端应用尚不足够积极，能长时间坚持使用的人不多；BIM应用尚不能引起全员的重视，一些人学习、使用热情不高。应制定鼓励机制，多组织内部BIM培训，让更多人员使用BIM软件，提高学习BIM的热情，逐渐习惯运用BIM技术作为管理工具解决实际问题；

（3）一些BIM软件使用功能与效果尚不够完善。应在软件使用过程中，总结问题与意见，和软件商即时沟通，使软件能够即时得到改进与完善，更方便实际应用。