BIM技术在大型游乐项目中的管理及应用

田厚仓 郜 雨 刘冲亚 陈 宇 张顺利 闫丽璐 崔瑞康 王 灵

(中国建筑第八工程局有限公司,上海 200135)

1 工程概况

1.1 项目概况

无锡融创室外主题乐园项目占地60公顷，由同济大学建筑设计研究院设计，结合无锡当地文化特色，融合全球顶级游乐设备，为游客打造丰富的游玩体验。项目位于无锡市滨湖区太湖新城，东临缘溪路，南临新开河道，西临南湖北路，北临具区路，总建筑面积9.8公顷，总投资35亿元。分为6个主题区：运河人家、泥偶仙踪、霞客奇旅、蒸汽时代、紫砂传奇和吴越春秋， 2个后勤区，南北分区，我司承担南区施工任务，紫砂传奇和吴越春秋，合计19个小单体， 4个大单体。

图1 项目效果图

建设单位为无锡融创城投资有限公司，施工单位为中国建筑第八工程局有限公司。

1.2 工程特点与难点

本工程是无锡市重点工程，对于项目的技术含量、工程质量和工期都有相当严格的标准及要求。结合项目特点，无锡融创乐园项目工程特点难点体现在以下几点：

(1)工期紧。全园区占地面积广，单体多，工期紧。

(2)管理困难。园区专业多，单体多，现场有多家分包，合计达67家，管理困难。

(3)施工难。园区设计复杂，现场多处高支模、深基坑等危大工程。

(4)品质高。园区设计异形结构较多，结构为包装的基础，成型品质要求较高。

鉴于以上工程特点难点，我项目部拟采用BIM技术可模拟施工，避免减少施工碰撞，快速建造等优点应对。

2 BIM组织与应用环境

2.1 BIM应用目标

BIM应用目标：项目总体以减少设计变更—提升施工品质—加快施工进度—优化项目成本—实现虚拟建造—运营信息化为目标。如表1所示。

表1 目标措施

2.2 实施方案

施工前进行方案编制，并进行交底。如图2所示。

图2 方案交底

2.3 团队组织

根据项目特点组建4人项目团队，项目总工全面负责BIM标准建立及实施，监督项目BIM应用进程及成果转换； 设置一名BIM专业负责人，负责制定BIM实施方案并监督、组织、落实； 沟通、协调各专业建模和BIM应用； 分别设置土建与安装BIM工程各一名，负责BIM模型完善、维护以及解决施工问题。

2.4 应用措施

为推进BIM应用，项目利用公司协同云平台，通过手机App实现全员时刻参与。

2.5 软硬件环境

为确保工程顺利进行，项目为团队人员配备了专门的台式工作站、移动工作站、3D打印机等硬件； 配有Revit2016、NavisworksManage2016、CAD2016等软件。

3 BIM应用

3.1 BIM建模

本工程异形结构众多，涉及仿古建筑、特种游乐设施基础、假山等多种复杂施工节点，对施工操作人员的要求较高，因此利用BIM在工人施工前进行专项施工模拟交底，更有利于工人对施工过程复杂节点的把握，减少错误和疏漏。如图3-4所示。

图4 利用BIM进行交底

3.2 可视化展示

“你站在桥上看风景，看风景的人在楼上看你，明月装饰了你的窗子，你装饰了别人的梦”，想想如果因为视线遮挡而破坏了这份美好，是多么令人遗憾的一件事，所以设计阶段的视线分析就显得尤为重要，如：原设计设置景观船增加游客体验度，然而BIM分析时发现船上炮台高度达到1.91m，无炮台区域高度1.21m，高处高于一般成年人身高、低处低于一般儿童身高，最终决定降低，满足观测作用。如图5所示。

图5 炮台高度不合理，遮挡视线

施工前基于完整的全专业BIM模型，根据人体工程学以及相关的游览习惯以人的视角进行视线分析，确保设置的合理性，减少浪费和不必要的成本输出。

3.3 性能分析

(1)动感影院单体通过BIM模型分析模拟及验证，在模型上进行关键区域与非关键区域的剥离(见图6)，剥离后根据新的施工方案进行施工模拟分析，有效地剥离了花车库、排练厅等结构附属部分，优先施工中庭主体结构，提前两个月满足了动感影院屋面钢结构的安装节点需求。

(2)吴越剧场单体，通过BIM技术模拟工序倒置，验证了方案的可行性，有效地剥离了排队等候区、演艺库房、办公区、服装间、卫生间等结构附属部分，优先施工舞台及看台区主题结构，提前三个月满足了屋面钢结构的安装节点需求。如图7所示。

图6 动感影院剥离图

图7 吴越剧场剥离图

3.4 施工管理

因工期节点需求，整体施工过程中存在施工工序倒置，以及安装、包装单位的提前介入施工，主题乐园的成品保护要求高，难度极大。通过BIM的工序模拟，确定安装与包装完成后需要防护的部位以及需要防护的程度，避免交叉施工及工序倒置造成破坏返工。如图8-9所示。

图8 激流勇进特设保护

图9 激流勇进特设保护

3.5 方案优化

(1)激流勇进单体，对水滑道弧墙及所有非常规清水混凝土构件建模，在模型的基础上进行蝉缝分割，强化结构的分析视角，通过常规尺寸模板进行清水模板配模，并统计工程量，从而能够更加切合实际地指导现场施工配料，减少材料浪费。如图10所示。

图11 吴越剧场钢结构屋顶深化

图10 清水混凝土蝉缝分割

(2)利用Takla软件对吴越剧场钢结构屋顶进行三维深化设计，统计工程量，并输出加工图指导工厂加工。见图11。

3.6 特设埋件精度控制

本工程特种设备、假山结构较多见图12，预埋件不同于普通埋件，精度要求特别高，利用BIM技术在施工前进行模拟安装，更有利于控制精度和减少错误。

图12 大摆锤

(1)动感影院小火车轨道设计要求轨道1/10 000偏差且轨道预埋件较多存在异状弧形，传统混凝土结构施工工艺无法满足，采用超平金刚砂自找平，灌浆料浇筑预埋件位置免振捣，经过对现场三维扫描与BIM模型相结合验证了预埋件位置的准确性。见图13-14。

图13 小火车轨道模拟

图14 小火车轨道完成图

(2)动感影院高大桅杆自重大，单节重量达14吨，总高度38m，前期屋顶顶板预埋螺栓要求精度高，且预埋深度长垂直度要求高，利用BIM机器人测量放线保证精度。如图15-16所示。

图15 桅杆埋件放线

图16 桅杆完成图

3.7 解决各专业碰撞问题

由于乐园涉及专业与单位比较多，很容易出现管线碰撞、工序颠倒的现象，比如室外园建，绿化设计施工图滞后，易造成外网大部分管道井、阀门井与园建绿化设计冲突，产生返工。见图17。

4 项目应用效果

BIM作为一种控制手段，应用于无锡融创乐园施工全过程，经过多方协同工作、共同努力，高品质、高效率地完成了乐园项目，取得了很大的成效。

(1)图纸审查与核图：发现结构问题271条，机电图纸问题216条，市政及景观围墙问题69条。虽然后期仍然存在光路干涉的变更调整，但确实起到了极大的减少变更的作用。

(2)视线优化分析，优化不合理单体5个，机房排队区位置调整3个，墙体栏杆高度调整、景观苗木调整数量众多。

(3)机电深化设计：调整曲线管线加工精度，确保整体建筑造型需求，减少返工、提高施工质量。

(4)施工方案模拟：设备选型和施工部署，节约工期65天。

(5)工序倒置模拟：优化施工流程，穿插施工，节约工期135天。

(6)安全管理应用：施工流程模拟，安全防护。

(7)质量管理应用：手持移动端(中建八局BIM协调管理平台)查看关键主控项目，管理过程清晰可见。

(8)直接经济效益：已实现直接经济效益280万，产值效益率约2.71%。

5 项目应用心得体会及改进方向

BIM所产生的效益，来自其强大的前瞻性与合理性的分析，通过这两个特性来降低过程中的失误与组织不合理造成的损失，不论在设计还是在施工阶段都有巨大的经济和工期效益，建筑业也需要不断的进步革新，墨守成规始终会被淘汰，未来的建筑业BIM必能大放异彩。本工程通过BIM引用取得了很多的经验：

(1)打破了传统的交底模式，复杂节点利用BIM进行技术交底，更加直观易懂；

(2)合理的抢工分析，通过BIM模拟分析工序倒置是否可行，实现了工程快速建造，大大缩短了工期；

(3)利用BIM对于复杂工艺与节点，进行深化设计，打破传统施工的束缚，减少返工与浪费；

(4)施工前进行特种设备模拟安装，更有利于控制特设埋件精度和减少错误；

(5)通过无人机倾斜摄影，保证了结构的成型质量；

(6)提前模拟施工； 解决各专业碰撞问题，减少了不必要的返工。

总结本项目实际应用BIM技术改进方向如下：

(1)BIM应用跟踪检查评比制度应完善；

(2)BIM人才培养应全面发展。