BIM技术在上海路发广场项目中的应用实践

上海南汇建工建设（集团）有限公司 上海 201399

BIM（Building Information Modeling）技术已被国际工程界公认为建筑产业革命性技术，在项目精细化管理、施工过程模拟、空间碰撞检测、现场质量安全管理等方面可以发挥巨大价值，是一项非常重要的绿色建造技术[1-5]。住建部在《2011～2015建筑业信息化发展纲要》中将BIM技术列为“十二五”重点推广技术。《纲要》的颁布，拉开了在我国施工企业全面推进BIM技术应用的序幕。

1 工程概况

路发广场位于上海市浦东新区龙阳路地铁站附近，总建筑面积约118 070 m2，是由甲级办公楼和五星级酒店组成的综合性建筑群。建筑由法国顶级建筑设计师设计，注重建筑体的功能性设计，但也带来了不断调整设计方案的问题，是典型性的“三边工程”。同时，本工程紧邻轨道交通7号线花木路站～龙阳路站区间，围护结构距离隧道最近处仅14.768 m，基坑面积大、深度深，最深达23.8 m，基坑施工时周边环境的变形较难控制。

正是存在诸如此类的施工难点，集团公司和项目部充分利用BIM的可视化、协调性、模拟性 、优化性、可出图性的特点，在工程项目施工管理中，从施工技术管理、质量安全管理、造价成本管理3 个方面深度应用BIM技术，为项目顺利实施保驾护航。

2 施工技术管理

2.1 基坑的支撑围护施工方案模拟与优化

本工程基坑面积大、深度深，又紧邻轨道交通7号线，基坑施工时周边环境复杂。在传统的施工过程中，基于二维平面图纸的基坑施工方案评定审核，不能更好地发现可能存在的施工风险及隐患。通过BIM技术，可以快速、多次模拟建立基坑支撑围护模型（图1、图2），从而找到最佳的施工方案。

图1 项目基坑支撑围护整体

图2 局部栈桥及支撑模型

项目的深基坑有多处格构柱偏离支撑的情况，配合深化设计图纸优化施工方案，通过BIM模型查看设计方案是否满足使用功能、效果美观等，通过反馈、修改直到形成最优方案。钢格构柱通过2 次方案调整、3 次模型调整，最终确定最优方案。

2.2 支撑钢格构柱与主体结构梁的碰撞预防

支撑体系中的钢格构柱，存在与主体结构梁碰撞的情况，一旦数量过多，会影响结构梁的施工。通过建立支撑模型并与地下结构主体模型的碰撞检查（图3），可以预知有哪些钢格构柱与结构梁碰撞、具体位置在哪，有助于施工前提前预知并定制处理方案。

2.3 墙体预留洞口定位

本工程的设计，是典型的中西结合，建筑由国外设计师设计，结构与机电部分由国内设计师设计，设计上的协同存在较大问题。如地下空间机电错综复杂，管线与混凝土墙体的交错多而密集，通过传统的二维图纸审图，很难发现全部的可能遗漏的预留洞口。而通过BIM技术，整合机电管线模型和结构模型，智能判断预留洞的位置，通过详细的报告，让施工人员提前预知预留洞位置，防止事后凿洞，破坏结构。在项目一区地下施工前，通过BIM Works系统，共计检查出103 个预留洞口，其中有23 个是图纸上未标注遗漏的预留洞口。即时图纸上有标注，再通过三维模型的提示，可以让技术人员更加清晰地了解预留洞口的详细位置。

图3 一区的钢格构柱与主体梁的碰撞

2.4 高大支模区域位置定位

高大支模的区域，需要有针对性的制定施工方案，需要通过专项审核。在工程体量大、图纸错综复杂的情况下，按照一定条件要快速查找到高大支模的区域，需要花费大量时间和精力。现在通过BIM技术，可以很快查找并且定位到有需要高大支模的位置，而且通过立面的三维显示让施工人员更加形象直观地知道具体轴线的位置以及周边的工况。

2.5 下料优化管控

现场的钢筋下料的有效管理，对材料采购、成本管理、施工进度也有着不小的影响。如果下料班组的下料数据有误，势必会影响到施工。通过BIM模型，施工前分析出钢筋下料数据，对班组的钢筋料单进行复核，防止出现浪费钢筋、翻错钢筋的情况。项目上现场钢翻的准确度进而不断提升，现在精度已经控制到0.1%的误差以内。

3 质量安全管理

3.1 图纸问题发现

传统的图纸会审方式是基于二维平面蓝图，可以发现大量图纸问题，但有些涉及到空间位置关系，详细节点等问题时，传统方式的优势表现的就不够明显了。而创建BIM模型的过程，就是设计图纸问题发现的过程。通过建模，可以发现大量图纸问题，及时反馈设计部门，将问题消灭在设计阶段。本项目仅在地下一区建模过程中，就发现了160 多个图纸问题。

3.2 机电与结构部分碰撞检查

运用BIM模型，施工前进行结构和机电管线的碰撞检查，及时排除项目施工中遇到的碰撞点，提高了工效。地下部分查出碰撞点167 处；大底板查出碰撞点25 处，其中影响较大的碰撞点52 处（图4）。

图4 碰撞节点

3.3 4D可视化虚拟交底[6]

传统的施工交底，是通过二维蓝图加上人的空间三维想象能力去接受交底。但人的三维空间想象能力毕竟有限，而通过4D可视化的模型，虚拟展示施工工艺，三维技术交底，提升各部门协调沟通效率；优化施工过程管理。通过BIM模型，使施工人员更直观地了解管线走向，提高工效。

通过三维可视化的鲁班BIM模型，沟通的效率大大提高，BIM模型代替图纸成果施工过程中的交流工具，在实施过程中通过鲁班BIM模型发现地下部分图纸问题162 处，大大提升了施工的质量与效率。

3.4 质量安全协同管理

iBan主要用于工程现场质量缺陷管理，快速将现场质量、安全等问题直接反映到项目管理层，避免质量、安全隐患[7]。项目现场人员对现场的质量、安全隐患问题拍照，并且根据实际问题的不同选择系统中不同选项、轴线、工程项目等参数，将照片通过WIFI或者3G网络传送到系统中。

项目管理人员无论在什么地方，只要打开系统点任何一个“图钉”，即可以了解项目现场的即时问题，从登陆到系统查阅，可以快到几秒钟，大大缩短问题反馈时间（图5、图6）。

4 造价成本管理

4.1 及时的施工资源计划调整

本工程是典型的“三边工程”，即时依据最新图纸刚做好的施工资源计划，应为最近的图纸要马上做调整。依靠传统的方式，已经跟不上这么快的变化节奏。而应用鲁班BIM技术，可以在2～4 h内（最多1 d时间）调整好变更量。依靠鲁班的数据分析系统，快速分析出下一步需要的人、材、机资源计划，为项目部及时调整部署赢得了宝贵的时间。

图5 在BE系统中查看图片资料

图6 现场照片与模型对比

4.2 采购材料的精确控制

路发广场项目上，对项目部所需材料，尤其是以钢筋、模板、混凝土等主材是项目成本控制的关键，利用鲁班基础数据分析系统及BIM浏览器，项目以及公司各岗位人员，可以随时随地调取到工程所需任何数据，同时严格控制了主材的采购量，对班组也实行限额领料，这既避免了材料的浪费，又能保证材料到场及时性，有利于公司对项目资金的调配及安排，减少资金积压和成本浪费（图7）。

图7 通过PDS系统对混凝土、钢筋等主材用量进行查询控制

4.3 成本管理

鲁班基础数据分析系统（Luban PDS）是一个以BIM技术为依托的工程成本数据平台[8]。 它创新性的将最前沿的BIM技术应用到了建筑行业的成本管理当中。只要将包含成本信息（工程量数据、造价数据）的BIM模型上传到系统服务器，系统就会自动对文件进行解析，同时将海量的成本数据进行分类和整理，形成一个多维度的、多层次的，包含可视化三维图形的6D结构化工程基础数据库。

利用该系统我们可以对本项目的项目群投资管理，特别是投资分摊起到有效的管理作用。系统可以实现工程项目快速准确按区域（根据区域划分投资主体）及按时间段（月、季度、特定时间等）进行分析统计工程量或者造价。

4.4 及时的二算对比

在地下部分的施工过程中，每次材料进场及混凝土浇筑的量及时提供给BIM技术人员，由BIM技术人员出对比表，再提交给施工部，根据BIM技术人员提供的量与实际量对比，查找分析原因，出总结分析报告。

4.5 数据的协同共享

项目管理中，工程基础数据是最重要的数据之一。做到数据的及时共享，对管理者快速做出正确决策有着重要意义。以前工程项目数据都集中在项目的预算员手上，管理者很难及时获取到这些数据，作出的决策往往也是依靠经验。应用基于BIM的鲁班数据管理系统，将完成模型后的工程量上传MC系统，各个条线的管理人员可以依据权限可以任意调取服务器端工程数据，针对施工班组的要料计划进行审核。数据形成企业数据库，达到数据共享、监控的功能；形成数据共享直接为其提供最基础的项目数据。

5 结语

总之，作为一种全新的工作方式和应用工具，BIM的应用对于提高建设单位对建设项目规划、设计、施工及成本管理水平，都发挥着其重要作用。未来一段时期内，BIM都将是推动建筑行业全面信息化和现代化的主要手段，其应用价值与发展前景也较为广阔。在后续的实施过程中项目部将继续利用BIM技术实现项目精细化管理、企业集约化经营的目标，为项目贡献更大的价值，挖掘更多的BIM应用。相信在经过不断的探索和尝试之后，BIM在我国建筑行业一定会得到更好的推广与普及。