徕卡测量机器人与BIM数据的融合及在施工中的运用

练志兰 邹胜 张滨

（1苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215004；2中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215131；3苏州吴中经济技术开发区建设局，江苏 苏州 215004）

1 BIM技术在工程施工中的应用现状

BIM应用于项目的全生命周期，但因实践中各技术的制约，国内BIM的应用大多在设计阶段，主要用于建筑、结构和机电各专业设计图的碰撞检测和三维模型的渲染可视化，而施工建造阶段的使用非常薄弱，其难点正是三维模型数据与施工现场无法完成良好的数据交互，这种技术的缺乏使得BIM数据与施工现场脱节，限制了BIM的推广与创新。

而《2016-2020建筑业信息化发展纲要》明文规定：施工类企业开展施工阶段的BIM基础应用。有条件的企业应研究BIM应用条件下的施工管理模式和协同工作机制，建立基于BIM的项目管理信息系统。《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》规定：改进传统项目管理方法，建立基于BIM应用的施工管理模式和协同工作机制。

2 徕卡测量机器人与BIM数据的融合

近年来，测量技术在BIM领域实现了重大突破，徕卡测量机器人iCON robot60实现了与BIM数据的交互，使BIM技术在施工现场的落地成为可能。本文以苏州市第二工人文化宫项目为例。本项目规模包括场馆、报告厅、电影院、游泳池等，建筑面积80748.33m2，最大单跨42.2米，地下1层，地上4层，工程造价约48860万元。在项目中，采用徕卡测量机器人iCON robot60，结合BIM模型、Leica Building Link插件和Autodesk BIM360 Glue软件，创新性地实现BIM在施工现场应用与质量反馈，为全生命周期的BIM应用找到具体的实现路径与方法。利用徕卡测量机器人iCON robot60与BIM技术的数据交互，浏览三维数据，可视化地理解设计，连接BIM设计和施工，进行场地轴网建立，基础桩位快速放样，规划验线复核，开挖边线快速放样，施工现场机械、电气、管道和暖通工程的BIM施工放样、精准定位和实现BIM竣工测量。本项目采用了徕卡测量机器人对施工现场精细扫描的关键技术，目标是将模型数据与施工现场无缝对接，实现BIM技术在施工现场中的应用。

3 徕卡测量机器人与BIM数据融合及在施工中的应用

徕卡测量机器人与BIM数据融合的应用解决方案包括了校核建筑系统、BIM施工现场放样（Revit三维模型的数据准备、现场的控制测量和放样、MEP自动化放样）、BIM竣工测量和施工检查验收等。

3.1 校核建筑系统

各专业整合的三维模型的BIM应用有效避免了管线碰撞，使得机电管线的综合排布技术变得形象直观。通过徕卡测量机器人对现场预留门窗、楼梯、电梯孔洞的标高及位置，结构梁底标高等关键部位的监测，将实测数据与BIM模型的数据对比，及时修正BIM模型中建筑结构的三维数据，完成BIM模型机电综合管线的调整和优化，解决碰撞问题。

图1 数字化施工

图2 模型机电管线排布

3.2 施工现场放样

1）Revit三维模型的数据准备：将BIM模型的坐标系与建筑施工现场的坐标系保持一致，使用Revit软件对BIM模型进行处理，通过隐藏模型中不需要的部分，合理减少过大的数据量，并将三维模型数据导入iCON robot60和iCON CC66单人放样系统中。

2）现场的控制测量和放样：利用BIM快速放样翻模插件Leica Building Link插件，通过Autodesk BIM360 Glue软件，将外业使用的BIM数据同步到iPad端的Autodesk BIM360 Layout应用程序中，然后利用iPad控制iCON robot60放样。

图3 可视化放样

图4 施工复核

3）MEP自动化放样：施工现场机械、电气、管道、暖通等不同工程都需要大量的放样工作。放样程序提供多种引导方式，截面清晰直观，且对每个放样点进行精读检核，以不同颜色标记，确保放样零失误。使用iCON robot60单人放样系统，放样速度倍增。

图5 在A2区预留空调系统地送喷口

3.3 BIM竣工测量

利用iCON robot60进行施工检查或竣工测量，只需一人即可完成平整度、垂直度、面积、体积等测量，测量点成果通过Leica Building Link导入BIM设计软件，进行限差分析，并生成质量验收报告。在利用测量机器人辅助施工检查验收时，施工现场测量成果也反馈到BIM模型中，保证与施工现场一致，为后期的运营维护打好基础。

图6 文化宫C2承台复核

4 结论和建议

通过测量机器人将BIM设计数据用于指导现场安装施工，保证了设计对施工更有力的控制和机电管线的安装精度，也提高了放线的速度。本项目中BIM技术与无人机、放样机器人等新技术进行结合，拓宽了BIM的应用范围，从而完善了BIM的应用管理和体系建设。测量机器人在机电综合管线施工中的应用是BIM指导现场施工应用的重要发展方向，未来在大型机电设备安装领域的应用值得继续研究。

图7 文化宫放样机器人内业部分