BIM技术在EPC项目建设中的应用

陶 鹏， 王 旭

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

EPC项目是一个复杂的系统工程，专业众多，项目生命周期包括从勘察、设计、施工等阶段，时间跨度长。在项目不同阶段建立和维护BIM模型，使用BIM平台汇总各项目参与方的工程信息，消除项目中的信息孤岛，并将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各参与方随时共享，从根本上解决项目规划、设计、施工等阶段应用系统之间的信息断层[1]。

本文旨在通过研究BIM技术在EPC项目建设中应用的关键技术与难点，重点阐述BIM技术在设计与施工两阶段过程中的应用，为BIM技术的应用和推广积累经验与知识，为信息化建设工程的设计、施工与建设管理人员提供参考和借鉴。

1 总体技术路线

总体技术路线为：制定标准框架体系——开发配套实施工具——创建基础信息模型——信息模型传递与利用。首先制定和优化标准框架体系，作为理论基础。 研发与标准框架配套的实施工具，制作几何模型构件库与信息属性模板库。基于标准框架及配套的实用工具，创建工程信息模型，以多个专业的信息模型组成的互通立交数字化工程为数据层基础，开展三维设计、多专业协同与可视化校审、设计产品数字化交付、施工场地布置、可视化技术交底等多项BIM技术应用。开发基于BIM的Web端建设管理平台，利用工程信息模型及平台内嵌的业务流程与逻辑，实现施工进度、施工质量、中期计量、安全、工程档案等的信息化管理(图1)。

图1 BIM技术应用技术路线

2 BIM技术应用关键技术

BIM技术在EPC项目建设中的应用主要包含的关键技术：信息模型创建基础标准编制及配套实施工具的开发；信息模型文件向轻量化的web端格式转换与Web端图形引擎开发。

2.1 基础标准编制及配套工具的研发

结合EPC项目项目实际特点，依照ISO标准体系框架，参考国外先进标准以及国内铁路行业标准制定项目BIM标准[2,3](图2)，进行补充和优化，编制适用于EPC项目的设计信息模型分类编码标准、实体分解标准、交付标准、信息模型创建手册、出图手册等一系列BIM技术标准和BIM应用实施规则。

图2 BIM技术标准框架体系

为了使标准能够落地实施，开发与标准体系配套的信息模型创建、编辑及转换工具(图3)，以提高工作效率。

图3 研发配套落地实施工具

2.2 信息模型格式转换与Web端图形引擎开发

开发基于Cesium开源框架的Web端图形平台，支持设计产品的数字化、可视化、轻量化交付。开发配套工具，实现信息模型从PC端设计文件格式(dgn)到Web端gltf和3DTiles交付用开源格式的高效转换[4]。

数据格式转换工具主要用于将信息模型从设计阶段的PC端向交付阶段的Web端转化，关键技术包含：建立针对带状工程的规则格网+四叉树的空间索引[5]，形成模型存储调用的有效机制；针对复杂构件进行不同精度要求(LOD)的格式转换，提升信息模型图形显示效率；转化过程中图形与属性分别存储，以减小图形文件大小，提高Web端文件下载效率。

3 BIM技术在EPC项目建设中的应用

兰州新区经三十三路与G341线立交工程是一项市政与公路相结合的设计施工总承包项目，为了提升建设管理工作的信息化水平、打造BIM技术应用示范工程，开展了设计与施工两阶段BIM技术应用。应用主要包含三个方面：三维辅助设计与可视化技术交底；全专业信息模型创建与数字化交付；信息化建设管理平台搭建。

3.1 三维辅助设计与可视化技术交底

利用倾斜摄影测量技术，建立实景三维模型，高度还原项目所处环境，为开展后续工作提供地理基础。将实景模型与工程三维模型进行叠加(图4)，在工程方案优化、改路改沟设计、桥涵位置选取等设计作业中，充分发挥GIS真实、丰富的空间信息优势，提高方案研究的全面性和针对性。

针对复杂桥梁结构，创建精细化三维模型，利用三维设计手段，提升设计效率和精确度。利用精细化三维模型直接进行设计图纸输出，丰富设计产品内容，确保设计产品质量(图5)。

图4 实景模型与工程模型的融合

图5 预制盖梁与现浇墩身连接部位

基于信息模型，采用多种可视化形式进行设计方与施工方以及施工单位内部的技术交底，提高沟通效率，畅通设计信息传递路径(图6)。

图6 多种可视化方式进行设计技术交底

3.2 全专业信息模型创建与数字化交付

基于统一的BIM标准和工具，将创建的各个专业信息模型进行统一坐标系下的组装，形成本项目完整的数字化工程文件，作为数字化交付和信息化建设管理工作的基础。

整个项目信息模型共涉及10个专业，3 000余构件，3.6万余条设计工程属性信息，以及12万余条关系型数据(图7)。

图7 全专业信息模型(PC端三维设计软件)

开发Web端交付平台，进行设计产品数字化交付，形成工程项目的数字档案馆，方便各参与方对设计信息、图纸的在线可视化查阅与浏览，提高设计信息传递效率，提供额外的设计服务，提升业主的用户体验感受，为建设阶段信息化管理工作打下坚实基础(图8)。

图8 设计产品数字化交付平台(Web端)

3.3 信息化建设管理平台搭建

基于最新的BIM+GIS技术框架，开发面向建设管理的应用平台，包含协同办公、数字化交付、进度管理、质量管理、安全管理、计量管理及档案管理7大功能模块。往前承接设计阶段模型与数据，往后打通进度、质检、计量作业的信息传递链条，解决传统建设管理中的各项作业之间的信息孤岛问题，实现进度可视、质检可控、计量准确，全面提升建设管理的信息化程度，并为今后的养护与运维提供准确和可追溯的数据基础[6-8](图9～图12)。

图9 基础功能：业务数据上报、审批与存储

图12 基于构件的业务数据可视化查询功能

4 结 论

以EPC项目的BIM实施为例，阐述了BIM技术在EPC项目建设中的应用，通过三维辅助设计与可视化技术交底、全专业信息模型创建与数字化交付以及信息化建设管理平台搭建等方式提高勘察设计质量，提升建设管理工作的信息化水平。

对将BIM技术引入EPC项目建设给出参考与借鉴,对设计、施工和建设管理人员如何利用BIM技术开展勘察设计与建设管理业务工作给予启发。