中核二二：中核科創園施工階段BIM技術的綜合應用

BIM的全稱為“Building Information Modeling”，意為建筑信息模型，BIM技術是建筑信息集成的重要工具，為項目相關方提供工程信息共享平臺，在建筑領域發揮巨大的作用。通過運用魯班BIM技術，讓項目建設的總體規劃更加系統、具體設計更加合理、施工過程更加精細。下面將以中國核工業第二二建設有限公司承建的中核科創園工程為例，詳細介紹項目建設中BIM技術的綜合應用效果。

一、項目簡介

 

本項目用地位于上海市青浦區，總用地面積27431.4㎡，由5棟樓組成，其中A1總部辦公樓18層（高為79.9m），A2總部辦公樓12層（高54.7m），A3核文化展示廳2層（高度為13.95m）、A4酒店11層（高為42.3m)，A5酒店6層（高30.9M）及整體兩層地下室（含人防部分深度約10m）構成，總建筑面積115898.11㎡，其中地上建筑面積68812.81㎡，地下建筑面積47085.3㎡。其中基礎為竹節樁和普通管樁、地下二層鋼筋混凝土框架剪力墻結構，地上主體為鋼結構。

 

二、BIM技術應用情況

1、模型建立

BIM小組根據項目應用目標與需求，完成了整個項目土建、鋼筋、鋼結構等全專業模型。其中鋼結構模型精度達到零件級（LOD400），其它專業模型精度為構件級（LOD300)。

 

2、圖紙審查

通過BIM模型發現各專業之間的碰撞問題、標注問題、尺寸問題等一系列圖紙疑問，疑問發出后由甲方組織圖紙會審，將提出問題反饋至設計單位，再由設計單位出具相應的圖紙變更或澄清。本項目至今共通過BIM建模及深化設計發現圖紙問題374處，設計確認變更256處，澄清118處。

 

3、工程量統計

建立BIM模型，可以通過模型導出對應工程量，根據現場需求通過施工段以及樓層進行劃分。

 

4、場地布置

本項目場地狹小，存在工作界面相互干擾等問題。在場平布置工作中，基于BIM的場布軟件對現場道路、建筑、堆場、設備等的空間位置進行三維規劃，根據不同施工階段動態調整，一鍵生成場布平面圖和臨建材料清單。在提高項目場布科學、合理性的同時，大幅提升了場坪布置的工作效率。

 

5、進度管理

通過精細到構件級的進度計劃安排，形成項目建造全過程進度模擬，實現橫道圖、網絡圖與三維模型相結合的可視化進度展示。為項目進度管理提供了更加直觀、科學的依據與數據支撐，為項目各關鍵節點實現提供了重要保障。

 

6、質安管理

質量安全管理應用方面，主要是通過BIM系統平臺，將傳統的線下質量安全檢查方式轉變為線上方式，同時與BIM模型掛接，實現閉環管理，并在BIM系統中形成可追溯的記錄，大幅度提升項目協同管理效率。

 

7、任務巡檢

根據本項目作業面多，質量安全管理風險點多的特點，利用基于BIM技術的任務巡檢功能，對需要定點、定期檢查觀測的設備或部位，利用BIM系統平臺設置巡檢任務，生成二維碼在現場張貼。巡檢任務責任人按照設定檢查周期對指定部位或設備進行檢查、觀測，并通過拍攝現場影像、錄入實時檢查結果等完成巡檢任務。

 

應用可以在系統中形成可追溯記錄，且具有任務提醒功能，避免重大風險點出現漏檢、少檢甚至記錄造假等情況。提升了安全管理工作的信息化、精細化水平。

 

8、二維碼應用

在BIM模型中將重要機械設備信息、操作人員信息以及重要構件、重點區域的關鍵信息、資料等進行完善，通過BIM系統平臺自動生成二維碼，現場可以隨時通過BIM系統移動端及微信、QQ等第三方軟件掃描二維碼查看相應信息，并可反查模型，為現場重要設備、構件信息查詢提供高效管理工具。

 

在本項目施工過程中，通過將施工過程資料上傳至BIM系統并與模型關聯，結合BIM系統平臺，實現資料的電子化歸檔和云平臺共享。使項目施工過程資料的歸集、管理、傳遞、查詢工作效率產生質的提升。

 

9、料單審核

基于BIM下料軟件，自動按段生成鋼筋清單、骨架排列圖、施工圖、加工單，在有效避免鋼筋浪費的同時，下料人員的工作效率提升近1倍。

 

10、節點深化

項目中存在大量型鋼混凝土及復雜鋼筋節點，BIM小組通過對復雜節點進行篩選、建模，利用三維模型深化鋼筋排布方式，確定型鋼預留洞口，并反饋至鋼結構加工車間，提前對其進行開孔，避免現場二次加工，為節約現場安裝工期、提升鋼筋施工質量提供了重要保障。

 

11、砌體排布

在項目二次結構施工階段，利用BIM模型及相關軟件，批量對二次結構砌體進行排布，提前模擬砌塊排布方案，自動生成立面排布及平面分布圖，自動統計各種規格砌塊用量。避免了現場砌塊隨意切割產生的浪費，提升了二次結構施工質量。

 

12、碰撞檢查

項目需要安裝的專業管線錯綜復雜，基于施工圖BIM模型對安裝不同專業管道之間、管道與結構之間進行碰撞檢查，提前預警會出現的碰撞問題，為后續管線綜合排布方案制定提供了基礎依據。

 

通過管綜深化設計，解決了現場DN50以上管道全部碰撞問題。

 

13、預留洞口

在深化設計成果的基礎上，利用BIM集成應用軟件，對地下室區域預留洞口及預埋套管進行了檢查定位，共計檢查并重新定位直徑150毫米以上預留洞口或預埋套管563處，大量避免了后續因洞口及套管錯位或遺漏造成的反工、二次開洞等問題，節約施工成本5萬余元。

 

14、綜合深化

項目地下室及辦公樓、酒店區域機電各專業管線錯綜復雜，安裝凈高及質量要求高。在緊張的工期中，項目BIM小組通過魯班BIM集成應用軟件將各專業模型整合后進行綜合碰撞檢測。結合碰撞檢測結果及施工驗收規范，并綜合考慮現場施工及后期維護需要，完成了整個地塊近11.6萬平米管線綜合深化設計工作。

 

項目共出具機電專業深化平面圖125 張，剖面圖34張（612個剖面），詳圖8張（144處），所有圖紙都經BIM咨詢單位、機電顧問、設計單位、業主審核簽字后用于現場指導施工。

 

15、凈高分析

通過BIM技術應用測量凈高。

 

16、綜合支架

通過BIM技術的統籌規劃設計，將各專業管道整合成一個統一的支吊架系統，在節約成本、加快施工進度、提高觀感質量的同時最大限度地節省空間，實現了BIM技術在管線階段的綜合優化設計。

 

17、預制加工

現場在管線支架、橋架、風管、及大直徑給排水、消防管道安裝前，嚴格按照管綜施工深化設計模型及結合模型導出的各專業深化平面、剖面圖，開展工廠化預制加工工作，待安裝工作面具備后，現場進行轉配化安裝，節約現場安裝工程工期近30%。同時通過綜合深化，提前排除碰撞干擾，合理組織分層施工和高效協同作業，避免了大量返工、窩工現象，經測算累計節約現場人工500余工日。

 

18、鋼結構深化

本項目地上部分各子項主體全部為鋼結構，在鋼結構構件加工前，利用BIM模型在碰撞檢查、受力分析等的基礎上，通過midas、tekla軟件實現鋼結構節點深化設計。

 

利用深化設計成果，快速生成節點詳圖和工程量清單報表，并以此完成采購計劃，同時基于深化設計模型輸出零件數控文件，導入數控切割機，實現鋼材自動化切割、加工。

 

本項目累計完成基于BIM的鋼結構施工深化設計6.8萬余平米，累計利用模型出具各類構件圖、零件圖及排版圖等4萬余張，從本質上簡化了鋼結構深化設計、詳圖制作、工程量統計等工作流程，減少了技術人員工作量，在保證施工深化設計出圖質量的同時提升工作效率。

 

19、工藝模擬

針對本項目特點與施工、管理重難點，對本項目超過一定規模的危險性較大專項、主體鋼結構吊裝施工、設備機房安裝等進行模擬，在對施工方案模擬、優化的同時，通過模擬動畫對作業工人進行可視化交底，提高施工質量和施工安全性，為本項目危大專項順利實施提供重要支撐。

 

20、三維交底

三維交底在施工的全過程普及，保證施工前對每一個作業班組進行三維交底，作業人員可通過BIM平臺電腦端、手機端隨時查看三維模型和相關資料，真正實現了BIM模型指導施工。

 

通過將本項目管線綜合模型導入VR設備，實現了管綜深化設計成果的VR漫游，使三維交底更加形象、生動，加深了三維可視化交底的效果。將三維可視化交底應用于安全管理工作中，通過VR三維可視化安全體驗技術，使被交底人與虛擬安全場景互動，提升交底的效果的同時進行安全教育。

 

三、綜合效益

1、經濟效益提升

通過BIM技術，對項目進行精細化管理，累計在項目中產生經濟效益約310萬，同時對項目管理效率提升提供了重要支撐。

 

2、其他效益提升

首先是成本管理提升，通過BIM應用高效地對工程量進行統計，同時可以根據實時錄入的進度及成本數據，對產值和效益等數據進行分析；其次是質安管理提升，通過任務巡檢、質量安全管理、安全交底等應用，可以大幅度提高管理效率和管理水平，對質安管理提供有效的數據及平臺支撐；最后是技術管理提升，基于圖紙問題審核、場地布置、三維交底、管線綜合、鋼結構深化、砌體排布、可視化模擬、料單審核等應用，加強了技術管理水平，提高了技術交底質量。

項目通過任務巡檢、管綜、砌體排布等方面對質量進行管控。

 

項目通過各類BIM技術應用，減少現場發生錯、漏、碰、缺等情況，同時通過進度計劃模擬等應用，減少整個項目工期約22天。

 

項目BIM應用連續兩年被業主方BIM顧問公司評價為非常滿意，多次收到業主方BIM顧問公司的來函感謝，同時項目通過BIM技術對質量安全進行管控，榮獲上海市文明工地榮譽。

 

四、結語

中核科創園項目在建設中運用BIM技術對全過程進行控制，BIM技術所提供的三維模型和數據資料可以使各方信息對等，有效進行數據交互；可以使建設單位及時發現設計問題，節約建設材料支出；可以對施工過程進行監管，提升項目的建設效率，在保質保量的基礎上完成對項目的精細化要求，為公司創造更高的價值和更好的效益！