基于BIM技术的地下室综合管线安装进度控制QC活动成果

□ 代端明 庞毅玲

1 工程概况

广西机电工程学校新校区工程3标段（6#、7#、8#）位于广西南宁市武鸣区，该工程建筑面积为51371平方米，其中地下室面积为7688平方米，地下1层，地上6层。地下室设计有大型设备房，有建筑给排水、通风空调、消防、建筑电气及智能化等专业工程，管线错综复杂。工程主体结构为框架结构，使用年限为50年，施工工期为300天。

2 课题选择

项目面临工期紧、专业协同困难和项目质量要求高3个方面的困难。该工程工期原定375天，现压缩为300天，工期压缩超1/5，且涉及建筑、结构、给排水、暖通、电气、消防等专业，各专业协同施工过程中难免出现“错漏碰缺”，这将直接影响项目进度、质量和成本。同时，该项目为创优重点，以“全国安全文明标准化工地”“绿色施工安全文明工地”，以争创“鲁班奖”为质量目标。

为实现工程施工质量、工期和成本控制的目标，项目组决定应用BIM技术进行项目管理，并进行QC小组活动。由于地下室管线综合体量大，给排水、暖通、电气和消防等各专业管线密集，交叉碰撞点较多，容易造成返工，最终影响施工工期、工程质量和观感，因此确定课题名称为“地下室综合管线安装进度控制”。

3 现状调查

2017年11月4日至6日，QC小组成员针对影响地下室综合管线安装进度和质量问题进行现场调查统计，具体情况如表1和表2所示。

表1 影响地下室综合管线安装进度和质量问题调查表

表2 地下室综合管线安装进度频数统计表

从现状调查和数据分析得知管线施工图错漏存在碰缺，管线安装质量不合格是影响地下室综合管线安装进度的主要因素，是QC小组主要解决的问题。根据施工进度计划，机电安装工期为100天，管线施工图错漏存在碰缺和管线安装质量不合格对工期的影响为计划工期的25%，通过计算将工期缩短16天。

4 设定目标

QC小组成员结合项目部对工程合同工期目标的分析，确定本次QC活动的目标为：运用BIM技术指导地下室综合管线的施工，缩短工期16天，施工质量提升达95%以上。

5 原因分析

2017年11月10日，QC小组成员针对施工图错漏存在碰缺、管线安装质量不合格问题，采用“头脑风暴法”，从人员、机具、材料、方法、环境、测量6大方面进行原因分析，如图1所示。

根据图1得知10条末端因素分别为：（1）审图方式单一；（2）施工技术交底不详；（3）材料采购计划不准确；（4）孔洞预留位置不正确；（5）测量方法不合理；（6）测量仪器不合格；（7）没有做好工序交接；（8）施工员业务水平不足；（9）各单位缺乏沟通；（10）管理人员责任不明确。

图1 施工图错漏存在碰缺和管线安装质量不合格原因分析关联图

6 要因确定

6.1 要因确认计划

从关联图得出10个末端因素，分别进行调查分析、现场验证，逐一确认，具体确认情况如表3所示。

6.2 要因确认情况

根据要因确认计划表对上述10个末端因素逐一确认，找出4个主要因素，分别是审图方式单一、施工技术交底不详细、材料采购计划不准确和孔洞预留位置不正确。

表3 要因确认计划表

表4 对策制定表

7 制定对策

通过对4个主要因素进行分析、研究讨论，采用“头脑风暴法”对要因设定对策、目标及措施，具体如表4所示。

8 对策实施

8.1 利用BIM技术解决图纸错漏碰缺问题

首先需要组建BIM技术团队。BIM技术团队分别由建筑、结构、电气、给排水、暖通及消防专业人员组成，负责BIM建模、虚拟审图、图纸查错、工法模拟及优化报告等工作。其次进行碰撞检查。BIM技术团队将地下室结构、电气、给排水、暖通等分专业建模后进行碰撞检查、模型漫游，差错报告共有257个碰撞点。最后进行方案优化。对发现的碰撞点，各专业协同工作共同解决图纸错漏碰缺问题，在BIM模型上精确定位水箱、水泵、空调机组、通风机等设备的安装位置，将与设备连接的管道进行排布优化，为制定材料采购计划、管道预制加工和快速安装提供帮助。在机电管线排布优化时，应充分理解设计意图，参照各专业施工质量验收规范和施工标准图集相关内容，遵循管道安装的避让原则进行优化。

方案优化后重新出图建立模型，经检查统计出现图纸错漏碰缺的问题仅为2处，且对施工进度影响不大，该实施方案缩短工期12天。

8.2 利用BIM技术实现三维交底

运用BIM三维模型进行施工技术交底，使施工人员在施工前对管道管道安装质量要求、管道避让有一个透彻、清晰的认识，在保证施工质量的同时缩短了工期。同时定期组织相关人员进行BIM技术学习，以提高BIM技术应用能力，确保施工员能熟练运用BIM三维模型进行技术交底。经检查统计，实行三维交底后，工人工作效率明显提升，缩短工期3天。

8.3 利用BIM技术协助制定材料计划

由BIM工程师应用BIM三维检索技术，提取材料工程量，并依据BIM系统提供的数据，结合施工现场情况制定材料采购计划初稿。QC小组成员对材料采购计划初稿进行审核，提出问题并与BIM技术团队进行沟通完善。根据完善后的材料计划进行材料采购，工人得以如期施工。经检查统计，制定准确的材料计划能有效减少施工等待时间，缩短工期3天。

8.4 利用三维可视图进行洞口预留位置的定位

机电人员与土建施工人员利用三维可视剖切大样、结合平面定位，指导砌筑工人预留准确的孔洞位置和尺寸，避免安装工程施工对砌体洞口的二次施工，保证墙体的美观，方便开展后续工作。

经检查统计，在管道的后期安装中，没有因为管道孔洞预留位置不对而重新凿墙打洞，造成返工及破坏墙体结构和美观。

9 实施效果

9.1 经济效益

通过此次QC活动解决工期紧、综合管线安装质量不合格等施工难题。运用BIM技术进行地下室管线方案优化、施工技术交底等，在确保项目提高施工质量的同时还缩短了工期。经过统计，缩短工期16天，节约费用约15万元。

9.2 技术效益

本次开展QC小组活动培养一批懂BIM的优秀管理人员，锻造一支质量意识强、技术操作熟练的施工管理队伍。QC小组成员认真归纳活动经验及成果，编制《BIM技术实现管线施工技术交底的实施指南》在公司内部实施，提升企业的整体管理水平。

9.3 社会效益

开展QC活动确保该项目的施工工期和施工质量，在安全、质量、进度、成本、文明等方面获得业主、监理单位的高度评价，为企业树立良好的社会形象，提高企业的市场竞争力。

10 结语

实践证明，充分应用BIM技术并通过QC小组活动，能有效解决地下室综合管线安装过程中出现的施工进度和安装质量问题。在经济效益、技术效益和社会效益3个方面均达到QC小组的活动目标，其研究的课题“地下室综合管线安装进度控制”在2018年广西工程建设QC小组活动成果评比中获得优秀奖。