宋立科

（四川同兴达建设咨询有限公司，四川 成都 610000）

 

    摘   要：以成都天府国际机场项目的BIM 技术应用为例，介绍了在机场项目BIM实施的组织架构和各参与方关键职责，在施工准备阶段的碰撞检测、施工图深化设计、方案模拟等方面的BIM 应用，在施工阶段的BIM 三维交底、现场协调、4D进度管理、质量安全管理、变更管理等方面的BIM应用，总结了各板块BIM应用的价值，供类似项目全过程BIM 应用借鉴与参考。

    关键词：机场；BIM；全过程；价值

    0 引言

    成都天府国际机场一期项目总投资718.6亿元，规划总面积约为49.2k㎡。规划飞行区等级为4F级，建成后旅客吞吐量将达到9000万人次/年以上，货物吞吐量达到200万/年吨，飞行起降达到75万架次/年。新机场将建设两纵一横3条跑道，东西跑道间距2400米，为国内最宽；每条跑道设计年旅客吞吐量4000万人次、货邮吞吐量70万吨、飞机起降量32万架次。远期目标，机场将规划建设四纵二横共6条跑道，航站楼总面积126万平方米，规划总用地52平方公里。一期建设内容包括：约67万平方米的航站楼、17万平米停车楼、8万平方米的综合交通换乘中心、3万平米运行指挥大楼、进出港高架桥以及航站区范围内的下穿隧道、轨交工程、各类管廊、登机桥、APM、PRT等设施。

    成都天府国际机场项目在建设过程中面临着以下难点：

    (1)项目建设工期紧张，进度管理压力大；

    (2)施工环境条件复杂，紧邻工程施工影响大，管理要求高；

    (3)工程安全风险点众多，安全管理点多面广，难度极大；

    (4)参建单位多，协调管理难度高；

    (5)智能建筑工程与民航弱电信息系统，智能、信息、集成化程度高；

    (6)机电设备安装相互关系复杂，动态控制和联动调试要求高。

    成都天府国际机场项目建设单位结合项目的具体情况，决定在项目的实施过程中采用BIM 技术，对BIM 的应用进行了整体策划。通过合同对设计单位、施工单位等明确各主要参建方的BIM 实施职责和具体要求，在不改变项目的发包模式的情况下，以BIM 技术解决项目的重难点，提升项目的精细化管理水平。

    1 BIM技术应用的组织架构

    根据该项目BIM实施的总体架构（如图2所示），由BIM咨询单位作为指挥部项目管理团队的一部分，专职辅助业主开展该项目整体BIM工作的策划、标准制定、实施管理、协调、成果审查和交付工作。各参建单位配置专职的BIM负责人，作为项目整体BIM工作组成员参与各项BIM会议，管理和协调本单位内的BIM工作开展，交付相应的BIM应用成果，由指挥部和BIM咨询单位共同管理。

    在此组织架构下，该项目各主要参与方的BIM 技术应用的关键职责如下。

    建设单位主要职责：

    (1)接受BIM咨询单位开展的各项调研工作；

    (2)提出各项BIM应用具体需求及平台开发需求；

    (3)确认项目BIM协同平台及相应软硬件资源；

    (4)审定BIM实施规划及各项相关BIM标准规划；

    (5)审定实施过程中的方案及各项成果；

    (6)协调推进、监督执行、整体把控与协调。

    BIM咨询单位主要职责：

    (1)总体策划，制定实施规划和标准，职责界面划分；

    (2)配合业主建立BIM应用组织体系和管理制度；

    (3)审核该项目统一坐标体系、模型原点、各专业计量单位等模型基础文件；

    (4)协助业主编制施工和监理等单位的BIM技术应用相关招标和合同条款；

    (5)监督、审查和协调施工过程中的BIM应用，提供专业的BIM技术支持；

    (6)对施工准备、施工实施阶段的BIM模型及应用成果进行审核；

    (7)组织和整合竣工模型及各类BIM竣工资料；

    (8)完成项目协同管理平台的部署；

    (9)提供BIM培训。

    设计单位主要职责：

    (1)编制设计阶段BIM实施方案；

    (2)定期提供设计图纸、BIM模型及BIM应用成果，进行技术配合，创建、更新模型，并参与研讨BIM技术在设计阶段的应用；

    (3)完成数据信息的收集、集成、更新和完善等工作。

    施工单位主要职责：

    (1)接收施工图设计模型，对总包范围内的施工图设计模型进行必要的校核和调整，完善成为施工图深化设计模型，并在施工过程中及时更新，保持适用性，创建和更新施工过程BIM模型；

    (2)对于总包范围内的其他区域进行施工BIM模型创建、应用和更新；

    (3)统筹管理总包范围内各分包方BIM团队施工深化设计模型和施工过程模型，方便各专业间模型互用；

    (4)提供施工组织方案、进度安排等，完成BIM在施工阶段的应用并按业主方要求提交应用成果；

    (5)组织分包单位进行施工阶段BIM模型专业信息收集、更新和完善；

    (6)接受BIM咨询团队的相关平台培训，在协同平台上开展有关工作。

    2 BIM技术在施工准备阶段的应用

    2.1基于BIM的碰撞检查

    该项目工程体量大，专业系统复杂，整个建筑体涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙、屋面、暖通、给排水、电气、行李系统等20几个专业和系统。面对这样庞大的系统，设计师应用传统的方法无法对每一个系统都花费很多的精力去实现相互间的协调。该项目充分发挥BIM 技术具有可视化、协调性的特点，将创建好的各专业模型通过Navisworks模型进行整合，并应用软件的自动检测功能进行专业间的碰撞检测，从而将传统二维图纸中不易发现的错漏碰缺问题暴露出来，并寻求协调解决的办法。目前，已发现各类有效碰撞近千余处，按单体统计数据如图3所示。

    2.2基于BIM的施工图深化设计

    基于BIM的施工图深化设计工作是该项目施工准备阶段内的主要工作内容，由BIM咨询单位总体组织和审查、监理单位和设计单位过程配合、施工单位负责实施、指挥部负责最终成果的确认和接收。本项工作主要包括：设计成果整合及移交、施工图深化设计、施工图深化设计审查及确认、深化设计BIM模型创建、深化设计BIM模型审查、深化设计BIM模型检查报告编制、深化设计BIM模型修改及更新。相关设计模型见图4—图7。

     2.3基于BIM的施工方案及施工工艺模拟

    基于BIM的施工方案模拟工作是基于深化设计BIM模型开展的，在经审核修改后的深化设计BIM模型的基础上附加建造过程、施工顺序、施工工艺等信息，对施工过程进行可视化模拟，提高方案审核的准确性，实现施工方案的可视化交底。如图8所示为该项目开展一些方案模拟视频。该项目由于规模大专业众多，项目施工重难点很多，有众多的专项方案需要评审，在施工专项方案评审中，结合BIM技术，通过文字加模拟动画的形式使得方案内容的展现形式更加生动具体。比如在T1航站楼深基坑施工方案评审会中仅仅用时2小时就完成了方案评审，提高了方案评审效率。

    3 BIM技术在施工实施阶段的应用

    3.1施工阶段的现场组织与协调

    在项目的施工阶段，BIM咨询单位将根据本实施方案中制定的组织管理机制，应用BIM模型和BIM协同平台进行施工阶段的现场组织与协调工作，充分利用BIM技术可视化、信息化的手段解决现场的各类工程实际问题。

    3.2专业模型3D协调与交底

    BIM咨询单位应联合监理单位，组织基于专业模型的三维环境下的协调与交底，在不改变传统交底模式的前提下，充分发挥BIM模型三维可视化的特点，协调该项目各施工区域、各单位及各专业间的问题；组织相关参建单位召开三维交底周例会，利用三维BIM模型及相关BIM技术应用成果对现场技术人员进行施工交底。传统的技术交底都是以文字的形式表达，基于BIM的形式表达更加直观高效，是传统方式的一个有力补充。

    3.3基于BIM的4D进度管理

    基于BIM技术的4D进度管理主要是通过建立基准施工图设计模型以及基准4D进度模拟，利用模型以及进度模拟的形式将方案进度计划和实际进度进行定期比对，找出差异并分析原因，实现对项目进度的合理控制与优化。该项目占地面积约49平方公里，进度管理如果通过传统的管理方式进行进度取证，工作量是非常大的，实施4D进度对比和全景式进度查询和跟踪，通过无人机航拍照片与基准4D进度模型进行比对，分析滞后原因，如图10所示。全景式进度查询为管理人员全面了解现场施工进度提供了便利，如图11所示。

    3.4基于BIM模型和平台的质量安全管理

    基于BIM技术的质量与安全管理是通过现场施工情况与模型的比对，通过BIM协同平台及时有效地暴露施工现场的质量安全问题，从而提高质量检查的效率与准确性，并有效控制危险源，如图12所示。

    3.5 BIM施工模型更新维护及变更管理

    在施工进行的过程中，BIM咨询单位根据工程实际情况，结合变更和现场情况，组织各专业施工单位定期（月度、季度、半年度）将施工过程中产生的变更、过程信息、设备信息、运维所需信息等加载到三维模型中，随工程进度定期更新。按照要求定期更新三维模型，加入相关工程信息，如图13所示。BIM咨询单位联合监理单位对定期更新的施工BIM模型安排专人进行成果审核，确保施工BIM模型与现场情况的一致性，以及施工单位更新的工程资料信息及设备信息的准确性。

    4 结论

    作为全国少有的在设计、招标、施工全过程全面应用BIM技术的机场类项目，成都天府国际机场建立起了以BIM咨询为核心，参建单位全面配合的BIM辅助设计及施工的工作模式。在全过程中编制了实施方案、各应用点实施细则、BIM工作管理制度等技术及管理文件，形成了一套完整的大型基础设施类项目BIM应用管理体系。

    在项目设计、施工等各阶段开展的各类BIM应用，给项目带来了在质量、工期、成本、管理上的各种价值创造。相关工作总结如下：

    (1)在设计板块，通过专项分析辅助设计决策及方案比选，管控设计深度和设计质量；通过机电管线综合，控制室内设计净高；工艺流程验证；

    (2)在成本板块，为招标提供工程量清单参考、过程工程量提取、招标要求及工程量变更分析；

    (3)在工程板块，模拟施工演示施工组织策划，核校施工单位的资源投放及工程组织；在施工过程中辅助设计变更决策，减少返工，进行进度监督与预警。

    此外该项目还采用了720全景技术、VR安全质量教育、3D扫描、倾斜摄影、智慧工地管理系统等扩展新兴技术。平台在开发中考虑到了后期的兼容性，能不断地升级改进，满足了业主的创新性管理需求，并为类似项目BIM应用的实施提供了参考。

    参考文献：

    [1]何关培.业主BIM 应用特点分析

    [2]查尔斯·伊士曼.美国佐治亚州亚特兰大市梅纳德机场新国际航班楼BIM应用案例

    [3]胡华锋.BIM在某国际机场航站楼项目中的应用

    [4]陈继东，胡灿，林文敏.BIM技术在全过程工程咨询企业中的应用初探