BIM技术在京哈改扩建工程管理中的应用

（黑龙江省建设科创投资集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150046）

将BIM技术应用到建筑工程施工管理中，不仅是推动建筑行业稳定健康发展的重要途径，也是时代发展的客观要求，其为建筑工程全过程管理提供决策，实现不同专业的协同及数据共享，促进施工管理水平的提高。本文将结合不同软件特点出发，分析其在建筑工程施工管理中的应用情况。

一、项目应用概况

京哈高速公路改扩建项目起于吉黑省界拉林河大桥南侧，与建设中的京哈高速长春至拉林河段终点顺接，项目利用既有四车道拼宽扩建，路线全长71公里，为设计时速120公里的双向四车道高速公路，路基宽42米。

（一）项目管理必要性分析

在项目实施过程中，项目管理不但能够大幅度降低工程的成本造价，而且能够有效控制项目的各类风险。BIM技术不仅包含了项目所有的信息数据模型，也涵盖了项目信息之间组织的行为，通过信息数据模型与行为模型的结合，使数据由信息层经过行为层到达管理层，数据的运动产生了动态的关联。

BIM参数化模型为项目各方的协同交流提供平台，有效链接各个集成阶段的资源和数据实现，通过智能化和参数化的手段将项目信息以数字化的方式表现出来。

实现对整个项目的动态控制。基于BIM技术下的工程项目信息管理模式，实现对传统图纸化设计中专业间的协调性不足的优化，而在项目施工过程中对节能减排问题、施工进度、工程成本控制、施工安全管理、管线碰撞问题所涉及到的重要参数数据或信息，也同样能实现模拟化管理，以保证对整个项目的动态化控制管理。

用4D的BIM协同模式对不可预期的现场状况做快速反应项目。基于Synchro 4D软件标注施工过程中模型，动态碰撞检测、安全检测、进度模拟等，实现对工程施工的4D动态模拟。基于ProjectWise软件对项目进行协同管理，实现不同专业人员、不同部门之间组织协同，保证对施工现场的快速反应。

（二）项目管理目标

设计阶段：通过搭建BIM协同设计平台，形成协同设计工作模式，以提高沟通效率；协调项目中各个专业人员、不同部门人员，通过创建BIM设计模型与设计交互工作，设计阶段应用BIM技术提前发现潜在设计缺陷，克服传统设计沟通不及时、不通畅带来的弊端。

施工阶段：通过搭建Synchro 4D进度管理平台，形成施工进度模拟，把控项目进度，将模型区分办公区、施工区、材料区等，规划车辆行进路线，减少物料的损耗、施工人员工时、机器油耗，克服传统的进度管理。

运维阶段：通过搭建CSC项目管理平台，形成数字化资产，接入BIM软件模型信息，用于进度管理、安全管理、智慧工地，提高项目人员沟通效率，并实时监控项目进展，降低运营成本。

二、规划阶段项目管理

京哈高速公路改扩建项目在招投标阶段，优化使用施工资源，科学布置场地，统一管理和控制整个工程的施工进度、资源和质量。根据每个路段、桥梁需要的构件、钢梁、土方的尺寸确定项目运输方案。利用OpenRoadsDesigner、BIM Review、Synchro 4D软件分析了物资、存储空间与项目内道路的位置关系，并规划出综合运输路线，预先按照产品工艺流程安排好进、出场路线、避险路线及物料堆放位置，与传统规划方式相比，车辆因错车导致的停车等待情况大幅下降，车辆利用率提高。同时，还借助STAAD.Pro优秀的前后处理模块及中国本土化规范，设计及验算施工现场的临时结构，利用桁架单元分析静力和稳定性，节约了设计时间。

在设计初期，项目组与设计方使用ProjectWise搭建了工程内容管理平台，对暖通专业、给排水专业、道路桥梁专业、地质专业、建筑工程专业等多专业文件高效管理，并且形成统一协同环境。各专业在该环境下协同工作，辅以Synchro4D使用三维模型作为信息的中心枢纽，与所有的利益相关方密切沟通，资料浪费率大幅降低。

图1 OpenRoadsDesigner设计构件

三、设计阶段项目管理

使用MicroStation快速方案设计，依据功能分区将规划方案中原料区、办公区、仓储区、生活区、构件展示区的建筑物布置在三维实景模型中，确定了各功能分区建筑物的位置和轮廓尺寸。借助Synchro Pro将BIM模型“自动匹配”到日程表，自动更新4D施工计划。与传统方式相比，通过识别活动，工作区域和设备的视觉报告，减少日程安排差异，有效节省时间。

使用ProStructures对桥梁上部钢箱梁创建模型并深化设计钢箱梁关键节点，其在关键节点的处理上采用了国内规范的参数化钢结构节点。模型导入Synchro 4D软件中进行四维空间静态和动态分析与冲突检测，对施工阶段的构件和管线、建筑与结构、结构与管线碰撞检查，提前设计施工方案模拟并优化进度。使用Synchro Open Viewer标记绘图和视图、摄影机角度、项目日期和标记及3D过滤器和切割平面共享文件，项目时间和成本得到降低。结合Synchro 4D协调施工现场进度，结合现场交叉作业工况模拟与分享，分析项目进度，分析穿插作业的滞后对工作面交接的影响，并辅以进度分析的数据报表，降低项目时间和成本。

四、建设阶段项目管理

使用Synchro pro建立人力、物力、设备和位置并将资源分配给任务，使用生产率规则自动计算工作可持续时间，查看每个工作和项目级别的经济附加价值（EVA）数据，辅以“资源利用率”图来展示，项目资料消耗率得到下降。使用OpenBuildings Designer优化收费站、服务区等设计方案，方便直观地展示立体效果。使用CNCCBIM OpenRoads软件正向设计道路路线，出具符合国家规范的道路平面图、纵断面图等。利用CNCCBIM OpenRoads软件创建各种复杂平交路口、互通式立交等三维模型。使用Synchro Pro针对工作区域和设备产生的视觉报告减少日常安排差异，有效节约时间。

结合Microsoft HoloLens 2使用Synchro XR连接操作在云中运行的施工数字孪生模型数据库，通过iPad或HoloLens上的4D模型监控，节省追踪进度的时间，通过全息计算能力实现其工作方法的可视化，管理现场质量、安全、进度，同时将进度更新同步回Synchro Pro中的CPM计划，并快速分析报告计划到实际进度。

在建设期间，结合Synchro Scheduler分配工作的生产率和数量计算任务持续时间，数量或预测生产率发生变化，工作持续时间自动更新。结合Synchro CPM引擎，影响整个范围或劳动力变化，实现及时检查计划，节约了施工时间。

结合项目Excel计划表，用于桥梁和路基模型、管控项目进度计划变更，在不影响模型划分的情况下，修改进度计划并同步软件中。如影响模型的划分，记录变更部位、划定变更范围，逐项修改模型划分与匹配信息，完成后将进度计划与模型重新同步至Synchro 4D中匹配，每次记录变更部位、变更范围、时间、版本，以及项目节能时间和成本变化。

五、验收阶段项目管理

结合自主研发CSC项目管理系统，统一EBS项目编码，提升协调效率，运用数字化监控设备，实时有效检视项目的设计、施工、采购、进度，利用所有信息均可包含在同一个4D模型中的特性，显著提升施工质量。

项目验收之时能够提供更可靠、更安全的报告（工作内容经过数字化排练，充分共享信息，降低项目未知情况），减少项目风险和浪费，施工工艺效率得到提升。另外，利用Synchro 4D导出施工进度甘特图及其他标准报告（支持以PDF格式导出），与传统方式对比，有效减少了资料浪费。