BIM技术在市中心狭小场地工程项目管理中的应用

王 斌 伍衡山 谢酉峰 李向光 赵云强

(1.南华大学土木工程学院,湖南 衡阳 421001； 2.湖南省第四工程有限公司，湖南 长沙 410119； 3.湖南省长盛建设有限公司，湖南 衡阳 421001； 4.浙江交工集团股份有限公司铁路分公司，浙江 杭州 310051)

1 概述

随着我国城市化进程的持续发展和城市建设的不断扩张，越来越多的市中心繁华地段新建及改扩建工程需要建设。市中心周边高层建筑鳞次栉比，市政主干道路交错、地下管线复杂，施工区域紧邻城市重要的民生建筑，如：学校、医院、政府办公区。施工单位可用的场地非常狭小，市中心施工现场对安全文明施工水平、绿色施工水平要求高，工期紧张，施工组织在时间、空间上限制条件诸多。因此，如何在有限的空间和时间内，科学管理、精心策划显得尤为重要。

BIM技术即建筑信息模型技术，该技术作为一项新的信息技术，集成了大量工程相关的信息，尤其可以将施工场地周边的环境条件、时间与空间等信息进行整合，为工程建设管理者提供准确而及时的数据支撑[1]，使管理者之间的沟通与协助更为顺畅，促进管理者控制施工进度，节省投资，提高工程质量，确保施工安全[2]。本项目通过利用先进的BIM技术提前模拟施工组织方案，进行施工部署的可行性分析，三维模拟施工段的施工顺序，最终保证项目顺利完成。项目的实施对类似工程项目的推广应用具有重要的借鉴意义。

2 工程概况

本项目是湖南省体育局重点建设项目，由一栋7层全民健身中心(综合楼)和一栋2层综合训练馆以及1层地下室组成(见图1)，为一类多层公共建筑。综合训练馆外墙为玻璃幕墙+干挂白砂岩，屋面采用大跨度网架结构。全民建设中心外墙玻璃幕墙+干挂白砂岩。

2.1 项目管理难点

项目位于长沙市开福区CBD地段，地下室紧邻建筑用地红线，与市政主干道仅数米距离，没有空余的施工场地，平面布置极其困难。仅有一条4 m宽直线施工道路，无法形成区域内交通循环路线。同时，原体育场旧址北侧围墙周边栽种的几十年树龄的香樟树以及西侧原有一排桂花树不得移栽，必须保护完好。原本狭窄的施工用地在诸多约束条件下显得更加捉襟见肘。如何精心策划施工用地，在满足施工组织所需要的平面布置，施工道路、加工场地、材料堆场、仓储用地、办公临建、生活区临建等刚性用地需求的基础上同时满足安全文明施工要求及绿色施工最大限度保留原有绿化植被是本工程项目管理难点。

2.2 项目精细化管理的难点

本工程涉及到的分包专业多，包括：土建、土石方、基坑支护、钢结构、给排水、消防、电气、幕墙、建筑智能化、精装修、体育场地设施等专业，作为总承包单位，需要将每一个专业分包工作在狭小的场地范围内纳入总承包管理之中，有效协调整合是项目精细化管理的难点。

2.3 项目施工管理的难点

本工程地下室南北向180 m，东西向76 m，根据设计图纸的后浇带设置，地下室分为5个区施工。如何科学安排各个施工段地下室底板及顶板的施工顺序将达到加工区灵活布置在各个流水段上暂时空闲出来作业面上的目的是本项目施工管理的难点。

2.4 项目技术管理的难点

本工程结构较复杂，施工图纸中要求深化设计工作量大，技术管理工作繁重，如：综合训练馆11.7 m大跨度高支模、幕墙预埋件位置深化及幕墙排版深化、10项新技术的应用、超长地下室大体积混凝土裂缝控制、大跨度网架屋面高空散拼吊装等，是本项目技术管理的难点。

3 BIM技术在市中心狭小场地工程项目管理中的应用

3.1 城市中心狭窄场地的平面布置优化

针对本工程体量较大、施工工期紧、多个专业队伍进行流水交叉作业且施工场地狭窄等特点，本项目利用BIM技术，立体规划生活区、办公区、钢筋加工区、材料仓库、材料堆场、施工道路、大型机械设备等的布置，减少施工占地、保障现场运输道路畅通、减少了材料的二次转运，节约施工成本。对项目进行BIM三维场地策划(见图2)，使施工总体的布置更加科学合理，场地利用率最大化，达到绿色施工“节地”的目的。

3.2 运用BIM技术，精心策划项目流水施工

本项目在基坑开挖、支护以及地下室施工期间，工作面占据整个施工现场的90%，是各个施工阶段用地最为紧张的阶段。因此，如何利用BIM技术策划项目流水施工显得尤为重要。项目土方开挖及支护采取由南往北依次施工。人工挖孔桩基础混凝土浇筑因场地狭小不能采用泵送浇筑方式，规划一条宽约4 m，厚200 mm的混凝土施工临时道路，路面标高与地下室底板垫层顶高度一致。人工挖孔桩混凝土浇筑完毕后，该施工便道区域变为地下室混凝土垫层的一部分，既方便了施工又节约了材料。地下室南北向180 m，东西向76 m，根据设计图纸的后浇带设置，将地下室分为5个区施工，由南向北依次划分为1区～5区，A-F轴为1区，G-J轴为2区，K-P轴为3区，Q-V轴为4区，W-AB轴为5区(见图3)，根据5个区的划分组织流水施工。上部主体结构分别位于地下室1区和3区、4区。为了满足工期要求，达到不影响主体结构进度的目的，地下室按照1区、3区、4区、2区、5区的顺序依次施工。为了最大化利用周转材料，降低材料周转过程中的搬运，2区地下室底板混凝土浇筑后形成的工作面临时设置为木工加工棚与钢筋加工棚以及材料堆场，待1区上部全民健身中心施工至主体结构5层，且3区、4区上部综合训练馆主体2层施工完成时，再进行2区地下室顶板混凝土浇筑，相应的加工棚移至2区顶板上方。5区底板和顶板在4区支模架拆除后施工。

上部主体结构施工划分为三个施工段，全民健身中心为一个施工段，综合训练馆划分为两个施工段，组织流水施工，全民健身中心完成至第5层时插入砌体施工。

3.3 利用BIM技术加强技术管理

1)三维模型的建立。

BIM技术是以模型为基础，据此BIM工作站土建，预算，机电，幕墙各专业人员对项目的结构，建筑，装饰装修，消防，暖通，给排水等专业进行精准建模(见图4)。并以此为基础开展BIM技术与项目生产相结合的应用。

2)多专业模型的整合及虚拟漫游。

根据各专业模型制作了虚拟漫游视频，分别为：地下室消防泵房虚拟漫游、地下室暖通、消防综合专业虚拟漫游，全民健身中心结构专业漫游。

3)基于BIM 的机电深化和管线综合优化。

利用REVIT MEP对项目机电部分进行建模(见图5，图6)，利用NavisWorks软件对工程模型进行整合，碰撞检测，生成碰撞报告，及时发现问题并解决问题。例如在实际建模过程中，建模人员发现地下室K轴与V轴处，支吊架布置位置与消防防火卷帘门的位置存在冲突，与设计院沟通后，将支吊架位置更改到墙体端部位置，预留洞口安装。

4)基于BIM 的方案编制和技术交流。

运用广联达模架软件对项目支模架进行方案的编制，根据项目实际使用的材料尺寸，设定材料参数，根据模板设计规范，设置荷载参数。综合训练馆首层11.7 m高支模方案，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，运用BIM模架软件对该高支模的方案进行编制，对高支模架体安全性进行验算，并对1.5 m高主梁与次梁节点等施工复杂部位，导出三维支模架施工节点图形。

5)基于BIM 的钢筋下料。

项目运用广联达BIM云翻样软件，导入已建好的模型，自动生成钢筋下料配料单，生成钢筋排布图指导现场钢筋加工，审核劳务料单，根据料单及翻样数据编制项目材料计划，模拟钢筋加工，实现钢筋精细管理。

6)基于BIM技术的模板智能布置与精细化加工。

在模架工程软件中，建立好综合训练馆结构专业模型，根据JGJ 162—2011建筑施工模板安全技术规范设置安全参数。通过智能布置，软件自行计算生成梁板柱各构件的模板加工尺寸表，与项目木工班组自行计算的配模图核对比较后进行精细化加工，最大程度减少了模板的浪费，提高周转利用率。

7)基于BIM应用的幕墙施工模拟及可视化交底。

本项目幕墙分为石材幕墙、竖明横隐构件式玻璃幕墙、全明框构件式玻璃幕墙三种类型。项目整体工期短，施工场地较为狭窄，幕墙与室内装修交叉施工，为保证项目文明、有序施工。在平面部署时将2区地下室顶板作为幕墙施工区域。场地内规划钢材堆放区、铝合金型材堆放区、面板堆放区、加工区。场地均布置在主要道路两侧及塔吊作业半径内，方便调运。所有堆放场地均平整硬化，材料架空有序堆放，并按公司标准化要求挂设材料标识牌。加工区及成品堆放区设置在项目综合训练馆1层室内。运用BIM模型对幕墙工序及工艺说明制作动画模拟短片，事前向班组做详细的技术安全交底。图7为幕墙预埋件施工三维交底示意图。

3.4 科学管理践行安全文明施工、绿色施工

将公司《安全文明施工标准化图集》与BIM模型相结合，对项目部门楼、宣传栏、企业文化长廊、工具室、加工棚、配电房、二级配电箱等，进行项目的安全文明施工交底，以及实时实况的虚拟漫游。

4 实施过程检查和监督

项目实行三级管理，目标管理。紧跟集团项目数字化与企业信息化的目标，明确模型为基本载体，信息为业务支撑，应用为核心价值的设计理念，将项目每个阶段实施情况数据上传到集团企业云，使企业高层能对项目进行第一手资料的掌握，及时做出调整与监控。项目管理团队对项目进行定时检查和监督，及时对偏差进行分析，保证既定目标的顺利实现。

5 结语

本项目在市中心狭小的场地内运用BIM技术，精心策划、科学管理，满足了市区对安全文明施工的要求，创造了周边市民朋友满意的施工外部环境，同时又合理地进行了施工平面布置和流水施工，施工现场井井有条。项目的管理实施，获得了“湖南省安全生产标准化考评优良工地”“湖南质量标准化示范工地”“湖南省工程质量常见质量问题治理示范观摩工地”“第二届中国建设工程BIM大赛卓越工程项目奖二等奖”等各项荣誉。

BIM技术在市中心狭小场地施工项目管理中为项目流水施工提前模拟，为项目部场地的动态布置，复杂工况危险性大的工程的安全技术交底提供了强大的技术支撑。BIM技术与项目管理模式的结合可以促进建筑行业良好有序的发展，创造显著的经济效益和社会效益。本项目采取的各项措施使得临时设施占地面积有效利用率大于90%，绿色施工节地指标达先进水平。对以后市中心狭小场地施工具有重要的指导借鉴意义。