BIM技術在鐵路科技創新中心工程中應用

前言：本站為你精心整理了BIM技術在鐵路科技創新中心工程中應用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：本文以成都鐵路科技創新中心項目施工為例，針對大型商業綜合體施工重點和難點，從施工組織優化、施工方案模擬、建筑凈高分析、3T6S機電深化設計體系、可視化交底、DMBP裝配式機房施工六個方面介紹了bim技術在項目全生命周期的應用，為BIM技術的落地實施提供了解決方案。

關鍵詞：BIM;建筑信息化;工程管理;DMBP;3T6S

1工程概況

成都鐵路科技創新中心工程位于成都市金牛區人北中央商務區，南鄰人北中央公園，北鄰成都大學附屬醫院，距離成都站直線距離僅800m，建筑面積約13.5萬m2，主要包含地下室，科創樓（22F/2D，H=99.9m）、綜合服務樓（18F/2DH=72.8m）、科創輔助樓（16F/2D，H=54.8m）及其他輔助用房（見圖1）。

2工程重難點分析

（1）工期緊，施工任務重。本工程批復工期22個月，調整壓縮為13個月，工期緊張，并且正值疫情期間，人員管理及防疫工作責任重大。（2）場地極其狹小，周邊環境復雜。項目四周緊鄰幼兒園、醫院、地鐵和加油站等建筑與交通干線，場地狹小，基坑周邊僅有5m寬環路，場地外交通繁忙。同時，項目周邊正在施工的高架橋、道路管網改造、片區供電高壓線等，平面布置和交通組織難度很大。（3）項目意義重大，施工質量和觀感質量要求極高。本項目致力于建設一座功能完備、設施齊全的集科研、會議、展示等多功能需要的現代化園區，作為成都鐵路局和川藏鐵路公司的指揮樞紐和保障樞紐，意義深遠且重大。（4）深基坑支護、大體積混凝土和高支模施工難度高。基坑周邊環境較為復雜，均為已建或在建的建（構）筑物，施工現場土方開挖量大。地下室基礎采用筏板基礎，筏板基礎厚度共有13種類型，厚度都在1.0m以上，屬于大體積混凝土。

3BIM技術應用

3.1施工組織優化

針對項目工期緊、任務重、施工場地狹小、周邊環境極其復雜、施工組織難度大的特點，采用BIM技術對施工組織進行優化，對各階段施工組織平面進行三維建模（見圖2），優化水平方向和垂直方向的交通組織，立體規劃生活區、辦公區、材料加工區、材料堆場、施工道路、大型機械設備、臨水臨電的布置，使施工總體部署更加科學合理，最大程度提高生產效率[1]。

3.2施工方案模擬

通過BIM技術的可視化功能，對項目深基坑工程、大體積混凝土施工、預制疊合板施工等復雜施工節點及施工工序進行三維模擬和可視化交底，確保施工質量。通過BIM模型與施工進度計劃相關聯，可以實現工程全階段的4D虛擬建造，以達到優化施工方案、進度計劃編排以及不同階段資源調配與使用的目的。在施工過程中，施工進度模擬也可作為工程進度的形象控制目標，通過無人機、全景相機等設備定期采集各階段現場實際形象進度信息，與同階段4D虛擬建造模型進行比對，及時發現偏差并采取合理的應對措施，調整作業安排，實現進度的動態管控（見圖3）。

3.3Dynamo凈高分析

建筑中的凈高要求是相對嚴格的，建筑凈高決定了人的使用舒適度。通過Dynamo可視化編程對結構、機電凈高進行凈高分析，生成彩色凈高分析圖，查找結構問題及機電深化的最不利點，為結構問題的核查以及機電深化工作的開展提供指導，保證凈高滿足使用要求。

3.43T6S機電深化設計體系

針對項目特點，項目部充分考慮機電與建筑結構施工的銜接與配合，引用了公司“3T6S”機電深化設計體系，按照現場作業狀態，分階段、分步驟、有節奏地開展機電BIM深化設計工作，達到BIM人員配置的最優化，使得深化設計成果交付時間及質量滿足現場施工要求。3.4.1“3T”管理體系。（1）一次深化設計。即在工程主體施工前，根據現有施工圖紙首先確定的一版深化設計方案。預留預埋的好壞直接關系著建筑的整體質量，由于一次結構預留預埋質量不佳導致的剔槽、開洞甚至返工屢見不鮮。一次深化設計主要針對建筑主體的預留預埋，在工程前期，BIM介入達不到一定深度，甚至圖紙不全的情況下，根據現場實際情況，利用現有圖紙充分與設計進行溝通，確定一個綜合性的管線排布方案，通過應用BIM技術重點對穿越外墻、穿越剪力墻、穿越人防區或防火分區的主要管線進行排布，并用于指導現場預留預埋，保證主體施工階段的預留預埋。（2）二次深化設計。即在工程主體大致完工，二次砌筑和機電安裝即將進場前完成的第二版深化設計方案。這時的圖紙版本基本已經穩定，不會再有大的設計變更。通過BIM技術，對所有公共區域、房間和設備機房的機電干線進行綜合排布，為二次砌筑提供預留預埋圖紙和為機電專業提供管線綜合圖紙，為即將開始的大面積施工作業提供保障。（3）三次深化設計。即在機電干線基本完工，即將進入裝飾裝修階段時的第三版深化設計方案。這時精裝方案基本已經確定，精裝圖紙已經穩定，機電末端與精裝修的配合將成為這一階段BIM深化的重點。機電專業與精裝修專業就具體的布局、點位等細節問題進行充分的溝通與協調時，BIM工程師應嚴格執行規范標準，并在第二階段的深化設計模型基礎上，按照精裝最終方案調整末端定位及管線，消除碰撞之后，導出第三次深化BIM圖紙，用于指導現場施工。3.4.2“6S”管理體系。（1）收集校對。即對施工圖紙、進度計劃、技術要求以及施工過程中的設計變更進行收集，保證信息更新的及時性和所有參與者信息的一致性，避免出現信息不對等造成的溝通障礙和低級錯誤。（2）圖紙分析。對于收集到的變更，要及時校對與上一版本相比產生的主要變化，分析其應該采取怎樣的措施應對才能把對現場的影響降至最小，將工作量降至最低。（3）節點方案。包含方案編制、方案內審、方案外審等。（4）模型調整。以一個區域內的幾個關鍵節點深化方案為樣板，對模型進行調整，逐漸將深化范圍延伸至整個區域。至此，本階段模型深化基本結束。（5）模型審查。模型的審查應包含以下四個原則：合規性、一致性、完整性、適用性。（6）出圖與交底。由深化設計模型導出可供施工使用的管線綜合圖紙，供現場工人使用。可以采用二維圖紙（包括平、立、剖、軸側圖）加三維模型相結合的交底模式，直觀地對勞務、分包進行交底，保證要表達的信息能夠完整地傳達至一線作業人員手中（見圖4）。

3.5可視化交底

針對復雜施工工藝、節點，如機電管線綜合排布、土建排磚、疊合板吊裝等，采用二維BIM圖紙+三維BIM模型相結合的交底模式[2]，通過手機在線查看，VR設備沉浸式體驗等方式，使現場施工人員快速掌握施工要點難點，大幅提高施工質量和施工效率（見圖5）。BIM模型通常體量龐大，且須通過相應的專業軟件才能查看，往往限制了其可視化價值的體現。項目采用了模型輕量化平臺，以實現模型輕量化和在線瀏覽。平臺集瀏覽、漫游、審閱、標記、測量、構件屬性等工具為一體，輔助各方協同瀏覽及溝通，提高交底效率。3.6DMBP裝配式機房施工成都科創中心工程的科創樓及綜合服務樓分別設置集中舒適性空調系統（見圖6），共用位于地下一層的冷源站，面積約400m2。科創樓集中空調冷負荷3883kW，綜合服務樓集中空調冷負荷2936kW，冷源分別由三臺螺桿式冷水機組提供。科創樓冷凍水系統配置臥式頂吸泵三臺（揚程為320kPa）；綜合樓冷凍水系統配置臥式吸泵三臺（揚程為330kPa）。該冷源站采用DMBP裝配式機房施工技術，執行“D、M、B、P”四項核心管理體系（見表1），即一套數據Data、兩組模型Model、三種圖紙Blueprint、四類精度Precision，通過BIM等信息化手段，在“設計、采購、加工、運輸、裝配”五個施工階段做到精細化管理。運用BIM技術對原機房圖紙進行重新排布，合理布置設備，解決管線碰撞問題，合理安排施工順序。管段提前由工廠預制化加工，運輸至現場進行快速裝配，節約現場作業時間，實現“場外預制加工+現場快速裝配”的施工模式[3]。

4效益分析

4.1經濟效益分析

通過基于BIM的機電管線綜合排布與深化設計，向設計院反饋圖紙及設計問題74條，解決碰撞點3000多處，與西南院、項目部及分包召開各類BIM會議59次，累計出圖55張。避免了后期由于預留質量不高及后期管線碰撞拆改造成的返工和材料的浪費，產生直接經濟效益157萬元。

4.2環境效益分析

通過BIM技術優化施工組織，對各階段施工組織平面及交通組織、物資調配進行優化，減少了不必要的設備、材料浪費。通過深化設計，優化了建筑、結構、機電等專業的錯漏碰缺，做到將問題前置，避免后期拆改。所有預留預埋一次到位，機電管線安裝按深化設計圖提料，最大程度減少了材料的浪費，做到“量體裁衣”。通過在關鍵部位布置實時環境監測系統，實時監測現場環境狀況，并針對可能出現的污染及時采取措施，如聯動霧炮降塵等。增加能耗檢測系統，對項目用水、用電實時檢測，對不必要的水、電資源浪費進行控制，做到了環境保護的前置，充分體現了“綠色施工”理念[4]。

5結語

成都鐵路科技創新中心工程，從BIM實施準備和BIM技術應用兩個方面入手，介紹了標準制度制定、施工組織優化與方案模擬、“3T6S”機電深化設計體系、可視化交底、“DMBP”裝配式機房等具體BIM技術應用，涵蓋了施工生產全過程中“人、機、料、法、環”五個要素，有效輔助現場施工生產，保障工期節點順利完成，輔助項目精細化管理。

參考文獻：

[1]宋廣偉，彭春涪.狹小空間條件下超高層建筑施工部署的探討[J].青島理工大學學報，2015，36（3）：113-118.

[2]金戈.BIM節點法在設計管理中的應用[J].土木建筑工程信息技術，2021，13（1）：96-102.

[3]嚴心軍，曹少衛，張濤，等，DMBP裝配式機房設備管線施工技術[J].土木建筑工程信息技術，2021，13（1）：63-69.

[4]孫曉霞.綠色施工在建筑工程中的應用研究[D].山東：山東大學，2015.

作者:張濤 嚴心軍 田仲翔 張茂林 單位:中鐵建工集團有限公司建筑工程研究院 中國鐵路成都局集團有限公司客站建設指揮部