BIM技術(shù)在水閘工程中的應(yīng)用

1、BIM技術(shù)在水閘工程中的應(yīng)用摘要:介紹了BIM技術(shù)在馬駒橋水閘工程項(xiàng)目投標(biāo)階段、施工階段、驗(yàn)收階段的應(yīng)用：投標(biāo)階段采用BIM技術(shù)復(fù)核工程量、安排進(jìn)度計(jì)劃和提供策略性建議，為中標(biāo)提供了保證；施工階段利用BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化施工圖、成本管理、進(jìn)度管理、專項(xiàng)方案可視化、質(zhì)量安全教育與技術(shù)交底等過(guò)程管理；項(xiàng)目驗(yàn)收階段，采用BIM技術(shù)生成工程量統(tǒng)計(jì)表和竣工圖紙等，較好地實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目管理，保證了工程投資、進(jìn)度、質(zhì)量和安全，為以后BIM技術(shù)在水閘工程中的應(yīng)用提供了參考。關(guān)鍵詞:BIM技術(shù)；水閘工程；應(yīng)用1BIM建模近年來(lái)，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。一些建設(shè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了各參建方借助BIM平臺(tái)協(xié)同工作

2、，可見(jiàn)BIM技術(shù)應(yīng)用成效趨于顯著3。它可以實(shí)現(xiàn)工程管理的三維化、信息化和協(xié)同化，通過(guò)信息模型可全面提升項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量、安全及運(yùn)維的精細(xì)化管理，確保項(xiàng)目目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)4。2017年我國(guó)發(fā)布了BIM的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)一步促進(jìn)了BIM技術(shù)的發(fā)展。在涼水河馬駒橋水閘工程投標(biāo)和施工階段嘗試使用BIM技術(shù)以提高工程項(xiàng)目質(zhì)量、加快進(jìn)度及成本控制等項(xiàng)目管理。本水閘工程為北京市通州區(qū)涼水河馬駒橋現(xiàn)狀閘下游230m處新建液壓翻轉(zhuǎn)閘，閘門型式為底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門(30.0m×3.8m)。新建閘主要由閘室、河道兩岸翼墻及上下游連接段組成。馬駒橋水閘共3孔，單孔凈寬為30m，總凈寬90m。閘底板采用平底板型式

3、。BIM在水閘工程應(yīng)用的前提是三維建模，經(jīng)對(duì)各個(gè)BIM軟件進(jìn)行比較之后，采用了Revit軟件對(duì)馬駒橋水閘模型進(jìn)行構(gòu)建。在進(jìn)行三維建模之前收集并整理好完備的二維設(shè)計(jì)圖紙等資料文件，根據(jù)不同圖紙等信息分別對(duì)馬駒橋水閘的閘室、消力池、交通橋與上下游墻體等模型進(jìn)行構(gòu)建。同時(shí)可以對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、信息附加等操作，以完成水閘模型的初步構(gòu)建。在水閘整體模型初步構(gòu)建完成之后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工遇到的實(shí)際情況不斷對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化與完善。模型構(gòu)建流程如圖1所示。與傳統(tǒng)二維圖紙相比，馬駒橋水閘三維建模具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：畫面立體、飽滿、豐富和視覺(jué)效果顯著，很大程度地節(jié)約了審圖時(shí)間；模型的相關(guān)信息一目了然；具有強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)功能

4、，在對(duì)模型進(jìn)行修改時(shí)，其他相關(guān)內(nèi)容都會(huì)隨之更新，降低了模型構(gòu)建的難度，極大提高了工作人員的工作效率；可預(yù)見(jiàn)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，可提前對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大地便利了工程的建設(shè)，縮短了工期。2BIM在各階段具體應(yīng)用水閘屬于小而全的“典型”水利工程項(xiàng)目，其包含了圍堰導(dǎo)流、基礎(chǔ)處理、鋼筋混凝土、預(yù)制混凝土橋梁、閘門、啟閉裝置和電氣設(shè)施等工程內(nèi)容。BIM技術(shù)可貫穿于水閘工程項(xiàng)目管理的各個(gè)階段。根據(jù)實(shí)際需求，在每個(gè)階段有不同的側(cè)重點(diǎn)。2.1項(xiàng)目投標(biāo)階段2.1.1復(fù)核工程量、指導(dǎo)投標(biāo)在投標(biāo)階段，用BIM復(fù)核發(fā)包人提供的工程量清單是主要任務(wù)之一，目的在于發(fā)現(xiàn)發(fā)包人提供的工程量存在錯(cuò)誤之處，從而為投標(biāo)報(bào)

5、價(jià)提供策略性建議。在馬駒橋水閘工程中對(duì)于工程量占比較大的內(nèi)容如“土方開(kāi)挖”“鋼筋制安”和“CFG樁”等，有針對(duì)性地快速建立模型，配合造價(jià)人員進(jìn)行不平衡估價(jià)。其流程是：熟悉招標(biāo)圖紙三維建模工程量提取理解設(shè)計(jì)意圖修改設(shè)計(jì)模型工程量二次提取正常報(bào)價(jià)和報(bào)價(jià)修正(不平衡報(bào)價(jià))合理性評(píng)估確定投標(biāo)單價(jià)。另外，在這個(gè)階段，依賴于BIM模型信息對(duì)主要材料用量進(jìn)行提取，方便投標(biāo)人員獲取主要材料的詳細(xì)信息。在Revit中通過(guò)明細(xì)表材質(zhì)提取操作，對(duì)需要的模型信息進(jìn)行提取，提取的部分信息如表1所示。由于此水閘工程施工因度汛需要，有可能跨越12個(gè)汛期，工期可能較長(zhǎng)，材料價(jià)格波動(dòng)屬于承包人的自身承擔(dān)的范圍；所以，準(zhǔn)確把握主

6、要材料用量和價(jià)格是投標(biāo)階段基本功課之一，對(duì)項(xiàng)目成本管理十分重要。2.1.2合理安排工程進(jìn)度馬駒橋水閘工程周邊環(huán)境十分復(fù)雜，人流車輛密集、施工對(duì)附近交通影響較大，必須做好施工時(shí)的交通協(xié)調(diào)疏導(dǎo)問(wèn)題。在投標(biāo)階段制定進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行4D模擬施工演示。利用工序的時(shí)序可視化，合理安排工程進(jìn)度。2.2項(xiàng)目施工階段2.2.1施工圖優(yōu)化在施工前，利用BIM優(yōu)化原設(shè)計(jì)圖紙，提前解決施工階段可能會(huì)遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)BIM深化圖指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。利用軟件的碰撞檢查功能對(duì)施工圖進(jìn)行優(yōu)化，以消除碰撞點(diǎn)；利用可視化能力，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)件細(xì)微處的不合理，在施工前反饋給設(shè)計(jì)方對(duì)其進(jìn)行修正5。運(yùn)用BIM軟件對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行碰撞檢查主要

7、目的有3個(gè)方面：（1）提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題；（2）避免出現(xiàn)返工；（3）減少了建造的成本。在工程的施工前期、中期，運(yùn)用BIM技術(shù)將構(gòu)建的BIM模型整合在一起進(jìn)行碰撞檢查，提前查找出各專業(yè)空間上的碰撞沖突，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)將信息反饋給設(shè)計(jì)人員。這樣做既顯著縮短發(fā)現(xiàn)、討論、修改和驗(yàn)證圖紙等問(wèn)題過(guò)程的周期，優(yōu)化了項(xiàng)目設(shè)計(jì)，減少在建筑在施工階段可能存在錯(cuò)誤，同時(shí)也大大提高了在施工過(guò)程中對(duì)工程的管理效率。利用Navisworks軟件對(duì)構(gòu)建的馬駒橋水閘模型進(jìn)行碰撞檢查，運(yùn)行之后得到墻、常規(guī)模型、欄桿扶手、樓板、樓梯與結(jié)構(gòu)柱等這些不同項(xiàng)目之間的碰撞共22處。2.2.2成本管理工程實(shí)施階段，基于BIM深化模型輸出工程

8、量清單，輔助材料管理人員物資采購(gòu)管理，推進(jìn)項(xiàng)目成本精細(xì)化管理。項(xiàng)目成本主要有人、材料、機(jī)械及管理費(fèi)等組成，其中材料成本的占比較大，而主要材料用量決定了某項(xiàng)材料對(duì)項(xiàng)目成本的影響力大??；同時(shí)，水閘項(xiàng)目部件組成較為復(fù)雜，這就要求需要提高項(xiàng)目的管理水平，否則會(huì)由于場(chǎng)地狹小、工序緊湊、作業(yè)相互之間干擾大和拆遷等因素，最終可能導(dǎo)致工程施工成本直線上升而造成項(xiàng)目虧損。利用BIM對(duì)工程量進(jìn)行復(fù)核，結(jié)合進(jìn)度計(jì)劃自動(dòng)更新資金流量表，結(jié)合企業(yè)單價(jià)指標(biāo)，產(chǎn)生每項(xiàng)工程的毛利潤(rùn)，對(duì)工程資金收益情況進(jìn)行預(yù)控；工程完工時(shí)根據(jù)實(shí)際的完工圖紙及時(shí)更新BIM模型，進(jìn)行工程量完工結(jié)算確認(rèn)。2.2.3進(jìn)度管理用Navisworks軟件

9、對(duì)涼水河馬駒橋水閘施工總進(jìn)度進(jìn)行模擬，總進(jìn)度模擬圖如圖5所示?？傔M(jìn)度模擬主要是對(duì)工程總體施工方案進(jìn)行預(yù)演，使整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提高整體施工及管理意識(shí)，從而把控全局。2.2.4專項(xiàng)方案可視化利用BIM可視化的特點(diǎn)，在進(jìn)行基坑開(kāi)挖、圍堰工程等專項(xiàng)施工方案制定時(shí)，能更清晰表達(dá)各工序、部位之間在“空間時(shí)間”的關(guān)系，使閱讀者一目了然，改變了以往“方案以文字描述為主，使閱讀者難于快速理解”的狀況。2.2.5質(zhì)量安全教育、技術(shù)交底利用BIM可視化技術(shù)，對(duì)工程的重點(diǎn)部位和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維模型可視化展現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)知相關(guān)構(gòu)造，大幅提高在質(zhì)量安全教育、技術(shù)交底時(shí)的臨場(chǎng)感受；預(yù)知安全隱患、提高質(zhì)量安全意識(shí)和增強(qiáng)對(duì)技術(shù)參數(shù)的

10、記憶和理解；明晰質(zhì)量安全控制要點(diǎn)，提前制定出相應(yīng)的安全防護(hù)方案，避免出現(xiàn)施工安全事故施工以延誤工期。安全教育可視化如圖6所示。2.3項(xiàng)目驗(yàn)收階段在工程完工驗(yàn)收階段，一鍵生成工程量統(tǒng)計(jì)表和竣工圖紙，部分工程量統(tǒng)計(jì)表和竣工圖紙分別如表3和圖7所示。各驗(yàn)收方很方便檢查結(jié)算依據(jù)、核對(duì)工程量，借助BIM模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況進(jìn)行校核。3結(jié)論在涼水河馬駒橋水閘工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，結(jié)果顯示通過(guò)信息模型全面提升項(xiàng)目質(zhì)量、安全與進(jìn)度等精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)了建筑工程項(xiàng)目管理的協(xié)同和溝通，縮短了工期，節(jié)約了成本，產(chǎn)生了一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)收益；因此將BIM技術(shù)應(yīng)用于水閘工程施工管理，其優(yōu)勢(shì)將為管理領(lǐng)域帶來(lái)巨大的效益，對(duì)于推進(jìn)水閘工程施工管理信息化具有重要意義?；谖覈?guó)水利工程行業(yè)比較復(fù)雜的特點(diǎn)，還需要認(rèn)真研究，具體情況具體分析，將BIM技術(shù)運(yùn)用到更多的水閘工程之中，以提高施工效率和管理水平，推動(dòng)BIM技術(shù)在水利工程中應(yīng)用發(fā)展。參考文獻(xiàn)1吳守榮,李琪,孫槐園,等.BIM技術(shù)在城市軌道交通工程施工管理中的應(yīng)用與研究J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2016,60(11):115-119.2王春濤,陳留兵.BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用J.南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,29(02):81-85.3林佳瑞,張建平.我國(guó)BIM政策發(fā)展現(xiàn)狀綜述及其文本