陕煤化技术研究院西安总部基地项目BIM技术应用

李晟

(陕西天工建设有限公司，陕西 710000)

1 工程概况

陕西煤业化工技术研究院西安总部研发基地一期A区施工项目位于西安航天基地航天南路神舟六路十字，由新能源技术研究所、分析检测中心、新材料技术研究所、现代化技术研究所、现代煤炭开采技术研究所、行政办公楼和地下车库组成，集科研与办公于一体，担负着研究院的行政管理、新技术引进、实验研发、工程开发与设计、研究成果的推广与应用、技术咨询与服务等方面的职能。该项目建筑造型为“MH”，设计灵感源于企业名称“煤化”。

工程总建筑面积70 434.1，建筑结构类型为框架结构，工程质量目标为鲁班奖，是陕西省重点项目。

2 拟解决的问题

(1)工程投标初期，时间紧，商务人员有限，无法对图纸工程量进行准确核算。公司领导决定由公司BIM技术中心介入，利用建立BIM模型，对图纸工程量进行准确提取，保证工程投标万无一失。

(2)由于该工程工程量大，工期紧，专业工种多，且建筑造型特殊，管线综合排布复杂。项目在筹建阶段，公司就组建了以总工程师为组长的项目管理体系，决定利用平台对工程进行管理，保证工程质量。

(3)本工程为框架结构，二次结构砌体量大，并且每面墙的尺寸不同，同时存在施工工艺要求严格的特殊实验室。利用BIM技术进行砌体预排布并进行优化，控制施工质量[1]。

图1 建筑效果图

3 BIM技术路线

3.1 BIM应用目标

本项目在施工策划时，决定利用BIM手段解决解决项目的重难点问题，达到降低成本、缩短工期、保证质量、提高管理工作效率、减少风险的目的，将该项目打造成精品工程[2-6]，探索本企业利用BIM技术实现转型之路，提高企业核心竞争力。

3.2 团队组织

为了更好地将BIM技术应用到项目管理中，公司BIM技术中心直接入驻项目部，与项目部零缝隙对接。项目BIM团队针对工程特点及实际工作需求建立层级分明的BIM组织架构，采用协同平台提升协同工作效率[7]。

在BIM应用过程中，BIM技术人员积极参与建模、用模、分析等各个环节，将理论与实践相结合、现场实际与模型相结合，不断提升自我技能和知识水平，培养出了一批BIM中坚力量，为项目的推进提供了强有力的技术人才保障。

3.3 应用措施

针对BIM应用，公司建立了企业级标准及项目实施策划，确保BIM技术现场落地[8]。在企业级标准及项目实施策划中拥有明确的模型建立标准和应用流程。根据“质量创优，样板先行”的原则，通过软件建立模型，形成公司施工工艺样板手册，指导工程施工。

图2 公司施工工艺样板手册与施工现场对比

根据BIM实施策划的需求，制订了一套完整的BIM信息流转渠道，打通了BIM技术应用过程中各个接口的不畅，有效的进行了信息的传递，使每个构建实体信息化流转，直至竣工验收。

通过建立信息集成系统，通过对现场人员、周边环境、场内环境等指标分析[9]，通过系统集成集中分解各项数据，达到线上线下对工地现场各项措施、指标的实时掌控。优化了项目信息管理系统。

3.4 软硬件环境

根据本工程BIM系统信息化平台特点，我们采用以下软件来实现本工程BIM技术运行，确保工程信息化模型管理[10]。

4 BIM应用内容

4.1 BIM建模

为保证其他功能型分析模型应用效果的可靠性、准确性，项目建立精准BIM空间模型，并随工程进程实时更新。因项目体量大，难题多，模型建立按实际施工需求进行分区，分专业建立，提升空间模型在BIM工作中的利用率。

4.2 BIM应用情况

(1)场地布置

表1 BIM软件应用

序号软件名称功能1AutoCAD 2014平面图纸处理2Autodesk Revit Architec-ture2016 建筑专业三维设计软件3Autodesk Revit Structure Suite2016结构专业三维设计软件4Autodesk Revit MEP 2016参数化三维建筑设备设计软件,建筑暖通、给排水、电气、管线综合碰撞检查专业设计应用软件。5Autodesk Navisworks 2016三维设计数据集成,软硬空间碰撞检测,项目施工进度模拟展示专业设计应用软件。6Lumion场景布置,增加模型的可视化效果。7Autodesk 3ds Max三维效果图及动画专业设计应用软件,模拟施工工艺及方案。8广联达BIM5D移动端进行现场安全、质量、进度管理。9广联达BIM5D资源成本管理10广联达碎片化工具场地布置、钢筋管理、模架管理、进度管理10广联云平台项目各参与方协同管理

本项目由六个单位工程组成，东西方向一字排列，施工面较长，工期紧任务重，周转材料所需量较大，合理的场地布置是工程开展的关键，通过BIM建立施工现场三维场布模型，直观地展现各个功能区之间的关系[11]，同时加入时间轴模拟施工，确定每个阶段场地布置，最大化地合理利用场地，减少材料二次搬运，实现绿色施工。

图3 施工模型

(2)图纸会审

本工程通过建立BIM模型，利用BIM可视化特点将图纸中问题直观的展示出来，目前查找出结构、建筑、机电等专业图纸问题20余处，为项目的顺利实施提供有利保障。

(3)施工现场实名制

现场人员实名制，将现场人员有效信息录入，基于平台对单个工人安全考核记录、违规记录等信息实施现场云端查询，完成人员施工管控。

(4)施工现场环境监护

根据模型模拟，合理布置环境监测点。环境监测系统数据通过环境监测云平台与除霾降尘系统关联，实时数据超过预警值时系统自动开启，保证施工现场环境达标[12]。此举大幅度减少人力投入，使降尘设备的使用效率从60%提升至85%以上，且与一般控制方法相比节约用水50%。

(5)BIM助力方案优化

针对本工程存在大量深挂板的施工不便、质量难以保证的问题，利用BIM技术进行挂板支撑系统合理优化、安全计算，并进行三维模拟施工，为施工提供了有效准备，施工一次成优[4]，获得陕建协2017年优秀QC成果二等奖。

(6)泵房预制安装

针对泵房设计图纸情况，对泵房二位设计图纸进行三维翻模，在三维模型上对泵房内管线的排布进行深化设计，并通过管道内压力及重量计算选择合适的支吊架。出具详加工及施工图纸。

将三维模型及深化二维图纸发至加工厂，通过模型转换对接，信息输入自动化加工系统，对成品构件进行信息编码，按照施工顺序合理规划，集中堆放，按照施工顺序分别进行运输，方便现场进行安装。

泵房构件在工厂加工过程中，携带相关信息，通过信息扫码进行归类，根据现场施工情况进行数据交互，确定下一步安装使用构件类型及数量，及时运达现场，通过扫码进行定位安装。

构件安装完成后，技术员和质检员通过信息平台进行质量检验完成后，合格产品进行安装合格确认，完成现场与模型的交互标注。便于信息进行传递、回传。

(7)基于5D平台的施工管理

项目内采用BIM协同平台实现基于BIM模型的施工现场信息交互工作。

图4 图纸问题反馈

对质量问题进行拍照后直接选取，自动发送至整改责任人及相关领导。整改责任人收到消息后立即整改，并进行拍照回复。检查人收到消息后组织复查，确保问题切实得到有效控制。

根据施工进度要求，提前在现场设置质量控制要求及质量控制点，通过Web端精确每个点的质量情况，在我司样板工程体系指导下，通过平台遵循PDCA循环对现场进行全面质量管理。

运用BIM技术，在施工开始前，模型上进行危险源辨识，提前制定措施，运用云端进行各项安全管控。

通过移动端，收集施工现场日进度照片，形成日进度照片库。通过移动端周任务派分情况，回传任务完成情况，进行数据反馈，提取现场实际施工进度。形成周进度拟真模型。按区域进行进度对比，按周建立进度对比情况，收集现场实际进度数据，拟合计划工期模型，预测进度走向，助力工程进度管控[13]。

(8)族库建立

截至目前为止，我公司的族库管理系统共包括约357个自定义族。并完成了施工企业自定义族的创建、存储等系列通用标准规范的编制，提高了BIM模型的创建速度[14]。公司通过建模建立了符合单位项目实施规划的构建族，为以后项目中进行构件拼装及定型加工提供了可靠依据，实现实施规划装配式。

5 BIM应用成果

5.1 节约成本

项目共检查碰撞点7 468处，降低成本损失39万元，节约工期共计21天。

5.2 实施效果

BIM效果的应用使得工程在成本节约、管理提升、技术提升、数据累积、人才培养及社会效益方面均取得了良好的效果。

表2 BIM实施应用效果

序号关键点或创新点名称碰撞点(项)节省工期(天)减低成本损失(万元)1结构深化设计8--2机电深化设计7 460-203泵房预制化-10104轻质隔墙预制-555二次砌体排砖-436细部节点动态交底-2-7质量安全管控--1总计7 4682139

5.3 管理办法总结

从施工方的角度总结出一套可以不断完善的BIM工作管理流程，迈出了从BIM管理理念到实践的重要一步，在提升了精细化管理的同时，也收获了专业单位对工程质量的认可及较高的客户满意度。在多个方面的BIM应用，解决了项目施工中的众多工程难题，得到公司及项目大力推广。

6 总结

通过BIM技术的应用我们公司收获颇丰：

(1)通过BIM技术的应用，成功的将管理平台的应用融入了我司安全、质量、成本管理体系中，使我司体系的运营更加顺利通畅；

(2)在运用过程中，打通了从模型到管理的应用通道，积累了一批有经验的BIM应用管理人员，为下一步全面推广应用提供保障；

(3)通过提出问题，解决问题，总结经验的BIM技术应用，本工程共出QC成果3项，论文2篇，公司级施工样板手册一本；

(4)形成了一套完整的BIM技术应用实施管理手册，提高了公司项目管理的精细化程度，便于下一步在全公司范围内的全面推广应用。