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BIM技术在西安地铁项目施工的应用

10-21100次 BIM工程师来源:综合整理

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   摘要:本文介绍了建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)技术在国内外的发展现状,分析了投标、施工以及竣工结算阶段应用BIM技术对施工企业的影响,并以西安地铁3号线鱼化寨停车场出入场线项目为例,展示了BIM应用效果。P0i智考帝

  建筑业作为我国重要的支柱产业之一,其粗放式的管理模式不仅导致效率低下,而且造成了巨大的资源浪费。图1为各国建筑企业劳动生产率的比较,从中可以看出,虽然我国建筑企业劳动生产率逐年稳步上升,但与发达国家相比差距依然很大。在追求高效、节能的今天,改革传统管理方式,采用新技术势在必行。P0i智考帝

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  图1 各国建筑企业劳动生产率P0i智考帝

  建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)可以简单地理解为信息+模型,其中信息是模型的核心,而模型是信息的载体。BIM技术贯穿于建筑工程的规划、设计、施工和运营维护全生命周期,可为各个阶段的参与单位提供统一模型并实现协同工作。BIM技术作为建筑信息化的新立足点,未来发展势不可挡。P0i智考帝

  1 BIM技术发展现状P0i智考帝

  BIM技术最早源于Chuck Eastman于1975年提出的一个概念:“Building Description System”,后经不断发展,2002年Autodesk公司提出了建筑信息模型,BIM技术进入快速发展阶段。2003年,美国总务署(GSA)推出全国3D-4D-BIM计划,并陆续发布了一系列的BIM指南;2007年底,building SMART联盟(bSa)发布了NBIMS第1版的内容,使不同部门可以开发协商一致的BIM标准。到2012年,美国工程建筑行业采用BIM技术的比例已达71%,74%的承包商已实施BIM技术。P0i智考帝

  虽然国内BIM技术应用起步较晚,但业界人士普遍非常重视,政府也积极推广。住房和城乡建设部在《2001—2015年建筑业信息化发展纲要》中提出,要推进BIM技术在施工阶段的应用,加快推广4D项目管理技术在工程项目管理中的应用。另外,据《2014年度施工企业BIM技术应用现状研究报告》中的调研数据显示,特、一级总承包企业对BIM技术的关注度更高,受访企业中应用BIM技术的项目超过5个占比的有31%,应用BIM技术的项目介于1~5个占比的有31%。P0i智考帝

  而BIM技术在应用价值方面的调查也显示:48%的参与者认为BIM技术的应用对企业或者项目管理部产生了一定的积极影响,15%的参与者认为BIM技术在很大程度上改变了现有的管理制度。由此可见,BIM技术能够为工程项目管理带来便利。虽然目前BIM技术尚处于发展的初级阶段,但经过大力推广,该技术势必将在施工企业中得到极大的普及。P0i智考帝

  2 BIM技术在施工企业中的应用P0i智考帝

  2. 1 投标阶段P0i智考帝

  1)施工方案模拟P0i智考帝

  三维可视化是BIM技术最直观的特点。采用Revit软件搭建三维信息模型后,可通过项目虚拟场景漫游向业主形象地展示和论证施工组织设计方案,同时还可模拟和分析一些重要的施工过程,以提高计划的可行性。P0i智考帝

  2)4D进度模拟P0i智考帝

  当前常用来表示施工进度计划的网络图和横道图虽然具有较强的专业性,但可视化程度低,难以形象地表达项目施工的动态变化过程。采用BIM技术则可将3D模型信息与时间信息整合在一起,形成4D模型,从而直观、精确地反映整个工程施工过程并虚拟形象进度。P0i智考帝

  3)资源优化P0i智考帝

  通过对BIM模型进行施工阶段划分,可快速计算出不同施工阶段所需材料、机械、人工和资金等,制成资源配置计划表。这不但有助于制定合理的施工方案,而且还能形象地展示给业主。P0i智考帝

  2. 2 施工阶段P0i智考帝

  BIM技术可应用到施工过程中的进度管理和现场管理等多方面。在进度管理方面,BIM技术的可视化特性减少了进度计划编制人员翻阅图纸的工作量,提高了工作效率;在现场管理方面,项目人员可根据现场实际情况对模型进行深化调整,并将深化方案和工作量变化情况记录在冲突碰撞点清单上。在具体施工过程中,施工人员通过模型可更深层次地理解设计意图和施工方案要求,以模型指导施工,还可减少施工中因信息传达错误而导致的各种不必要的问题,提高施工进度和质量,保证项目决策尽快执行。P0i智考帝

  2. 3 竣工结算阶段P0i智考帝

  BIM技术的工程信息储存和共享特性可大幅提高竣工结算质量,极大地改善传统工程交底中出现的工作重复、效率低下、信息流失严重等问题。在BIM技术平台上,由于工程各参与方在项目全生命周期内可随时调用查看工程信息,如工期、合同、价格等,因此相关人员在进行结算资料的整理时,也可直接调取BIM数据库中保存的全部工程资料。这不仅极大地缩短了结算审查的前期准备工作时间,同时也提高了结算工作的效率和质量。P0i智考帝

  3 应用实例P0i智考帝

  3. 1 项目概况P0i智考帝

  西安地铁3号线鱼化寨停车场出入场线位于西安市高新区富裕路侧,基本沿富裕路呈东西走向,一期土建施工项目D3TJSG-2标段工程出入场线全长1074.969m。P0i智考帝

  3. 2 BIM模型构建P0i智考帝

  1)围护结构P0i智考帝

  该工程围护结构包括围护桩、冠梁、挡土墙、钢围檩、钢支撑和底板等。现以明挖部分敞开段RDK0+970.00—RDK0+990.00为例,将CAD图整理链接到Revit中,并设置各构件的名称、尺寸、结构材质、底部高程等。绘制出的部分围护结构模型见图2。P0i智考帝

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  图2 部分围护结构模型P0i智考帝

  2)主体结构P0i智考帝

  该工程主体结构包括顶板、底板、侧墙和中隔墙等。主体结构的模型绘制方法与围护结构相同。部分主体结构模型见图3。P0i智考帝

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  图3 部分主体结构模型P0i智考帝

  3)施工工序P0i智考帝

  BIM技术可实现施工工序的三维可视化,无论是工程投标阶段还是项目施工阶段,都能使施工过程一目了然,极大地提高了效率。采用该技术绘制的暗挖隧道施工工序见图4。P0i智考帝

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  a)拱部超前小导管预注浆,中墙小导洞开挖P0i智考帝

  b)中墙小导洞临时支护,中隔墙施工P0i智考帝

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  c)左、右侧断面上台阶开挖及初期支护下台阶施工步骤同上台阶P0i智考帝

  d)拆除临时支护并施作防水层P0i智考帝

  4)钢围檩族的创建P0i智考帝

  族是组成项目的构件,也是参数信息的载体,在Revit建模过程中必不可少。在创建该工程围护结构模型时,由于Revit软件自带族中缺少钢围檩,因此需要自行创建。钢围檩大样见图5,创建的钢围檩族见图6。将创建好的族载入到项目中即可实现围护结构的三维建模。P0i智考帝

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  图5 钢围檩大样P0i智考帝

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  图6 创建的钢围檩族P0i智考帝

  3. 3 施工进度模拟P0i智考帝

  为实现项目施工进度模拟,首先应将Revit模型导出成.nwc文件,载入到Navisworks工作平台中,然后将模型构件按照类型等方式进行集合划分,并通过Timeliner工具编制进度计划(也可载入Microsoft Project等进度计划编制软件建立的项目进度计划),建立任务层次,最终以进度计划的时间轴为主线,依次生成模型构件,实现施工进度模拟。P0i智考帝

  4 结语P0i智考帝

  全球建筑业界已普遍认同BIM技术对整个建筑领域具有革命性的影响,是未来的发展趋势。随着整个经济社会逐步进入大数据时代,BIM技术的普及必将改变建筑行业工程基础数据采集整理能力低下的现状。目前,我们还难以估量BIM技术的发展给企业带来的价值,但该技术一定会彻底改变传统的生产、管理和经营活动方式,因此值得大力推广。P0i智考帝

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