BIM 技术在医院工程项目管理中的应用

薛 强（上海容基工程项目管理有限公司， 上海 200023）

0 引 言

上海市胸科医院是我国最早建立的集医疗、教学、科研为一体的三级甲等专科医院之一。其胸外手术量保持全市第一，胸外科机器人手术量及个人手术量在全国名列前茅；医院开展的各种心脏复杂诊治、心胸外科手术质量等均居国际先进水平。

为了体现了党和国家在广大人民群众最为迫切的专业医疗领域为民造福的理念，由国家财力全额投资建设的上海市胸科医院科教综合楼项目（以下简称“本项目”），是集科研、实验、教学、培训等功能于一体的公共医疗建筑。

本项目位于上海市徐汇区淮海西路 243 号上海市胸科医院院内，地面以上为 13 层钢筋混凝土框架剪力墙结构高层建筑，地下为 3 层重列式平面移动类立体车库；总建筑面积为 24 208 m2，建筑高度约为 60 m。

本项目施工自开工建设至竣工投入使用，实际施工时间为 18 个月，为迎接医院建院 60 周年大庆献上了一份大礼。

1 项目建设的难点

（1）建设工期紧张。受医院前期准备的影响，本项目施工开始时间较计划安排延误了 2 个月，但是医院方面希望仍能按照原定竣工时间完成项目施工。为此，现场所有施工计划必须全部推倒重来，重新调整和优化各项资源配置，以满足医院方面的需求。

（2）施工场地狭小。现场可以提供的施工场地和空间非常有限，大型货运汽车不能在施工区域内调头，水泥桶仓等设施需要在不同施工阶段进行搬迁；大型塔吊吊臂工作时可能会碰到周围既有建筑，存在一定的安全隐患。

（3）既有地铁保护要求极高。本项目所处的上海市胸科医院北临淮海西路红线约 12 m，其地下即为不能中断运营的地铁 10 号线，施工基坑距地铁隧道最近约 10.9 m，远远小于地铁施工安全保护距离要求，变形控制要求非常高。

（4）周围环境复杂。除了上述地铁保护要求以外，施工场地东临医院老建筑约 3.7 m，南临医院 3 号楼约 5 m，西侧为车水马龙的医院正大门；四周边界附近的建筑、道路、地面和地下管线情况复杂，有的由于时间久远、资料缺失，保护要求普遍较高，施工期间必须维护好医院院内机动车、非机动车和行人的安全通行秩序。总之，项目建设受周边环境影响较大。

（5）作业难度难以想象。其一，地下 3 层结构施工工艺复杂，对周围建筑、管线尤其是地铁隧道的变形控制要求相当高，必须采取有效的组织、技术控制措施进行保护。其二，新建项目与医院既有建筑之间设计由钢结构连廊联通，在进行钢结构梁的吊装施工作业时，需要考虑实际操作回转空间和地下室结构顶盖承重荷载的限制。

2 解决项目建设难点的对策

面对如此复杂工程的建设，要想确保达到项目建设目标，除了提高项目建设管理人员的素质和责任心以外，还必须采取切实可行的技术控制手段，即运用 BIM 技术。BIM 技术是目前工程建设领域中最有前瞻性的技术，应用贯穿于建设项目的全生命周期，将革命性地改变建设项目从设计、建造到运维全过程的管理模式，同时可在一定程度上缩短建设工期，通过模拟解决重大技术难题，获得较好的建筑品质质量。

在项目建设过程中，按照合同约定，各参建方的全部项目管理工作，都要通过基于 BIM 的应用平台—“漫拓云”管理系统在线上和线下同时进行，以便监控、督促和辅助项目管理，保证项目的有效推进。

2.1 建设工期的管控

根据施工工期的实际控制目标要求，在施工工期安排比较紧张的情况下，采用 BIM 技术细化模拟施工计划，设计一条关键路线开展工作；优化施工人员、场地、机具、材料和工艺等资源的安排布置，特别对深基坑围护施工方案进行模拟和优化，以降低对周围建筑和管线等的影响；模拟机电设备管线的安装标高、走向及空间，提出优化与控制要求，避免返工。在全面优化施工计划，减少周折、优化搭接的同时，开展技术革新，改进施工工艺，多管齐下，始终把握项目建设的关键路线，落实关键工作，推进项目建设，实现施工计划的控制目标。

2.2 采用 BIM 技术进行动态管理

本项目施工紧贴医院用地红线和周围既有建筑，使用空间和场地非常有限，采用 BIM 技术可分阶段地实现动态模拟。从精细化分析塔吊吊臂回转情况并采取安全避让和报警防护措施，到分析水泥桶仓位置在不同施工阶段对施工可能造成的影响并制订相应的搬迁方案，再到混凝土浇灌时运输车辆进出、走向的交通组织，都可以非常准确地进行模拟、分析和优化。彻底改变过去那种“毛估估”，或者先试直到紧急关头实在不行再作调整的粗放型管理模式。

2.3 既有地铁的保护措施

本项目挖土普遍开挖深度约为 10.3 m（局部区域开挖深度达 12.3 m）。在基础围护施工阶段，采取组织措施、管理措施和技术措施，综合运用 BIM 技术进行模拟，以优化工程桩和围护桩的施工流程。在挖土阶段，根据信息化监控监测数据，同步汇总分析，及时指导优化施工工艺，实时调整相关技术参数，有效控制基坑北侧地铁 10 号线隧道的沉降变形，并对周边既有医院保护性老建筑的沉降和倾斜进行同步控制。这些措施取得了比较好的效果，施工期间没有发生超过设计许可的变形、裂缝、倾斜和沉降等情况。社会反映良好。

2.4 周围复杂环境的信息化处理

在地铁近距离侧边的围护施工实践过程中，总结出一套应用 BIM 技术控制项目基础围护施工对地铁等周边敏感保护目标影响的防护措施，特别是控制和减小加固围护槽壁对地铁的影响程度。按照这种施工流程及技术参数控制要求组织项目施工，不仅提高了施工质量和效率，而且没有对项目周边环境特别是历史保护建筑等产生不利影响。观测与监控数据表明，相关变形基本控制在许可范围内。

目前上海中心城区新建工程的周边环境越来越复杂，如果在围护施工开始前综合考虑对周边环境的影响，预先采取有效措施，应用 BIM 模型进行细化考量，就能对项目建设的保护目标起到很好的保护效果，就能为控制项目后期挖土和地下结构施工等可能引起的周边环境变形，提供良好的前期技术准备和相关预防措施的应急储备。

2.5 作业难度较高的应对措施

在安装新建项目与医院既有建筑之间的 2 个钢结构连廊时，存在选择整体吊装方案还是散件安装方案的问题。由于周围施工场地条件不宽裕，需要考虑实际操作的回转空间及对地下室结构顶盖承重荷载的影响。

经分析各方面利弊关系，确定采用整体吊装方案后，第一时间组织施工单位，运用 BIM 技术对最初报审的拟用100 t 吊车方案进行模拟、分析和评估。结果发现，虽然吊装机械性能富裕度比较高，但是实际施工场地及地下室顶盖的承重荷载不容许。专业监理工程师应用 BIM 技术进行多次模拟和比较，细致论证采用 50 t 吊车实施起吊的可能性。经各方面评估获得成功，体现了监理应用 BIM 技术的成效。

3 施工监理工作的特色

（1）实行重点建设项目“双总监”制度，即项目总监和总监代表都由注册监理工程师担任，旨在强化项目监理力量，加强 BIM 管控力量。

（2）项目监理工作引入“互联网＋”和“BIM”思维。项目监理规划要高瞻远瞩，项目监理实施细则要细致入微；二者实现有机结合，全面指导项目监理工作。

（3）安排专职 BIM 工程师承担项目监理的 BIM 管理工作，对海量的项目建设信息进行科学处置。重点围绕项目进度、安全、质量和造价等控制目标展开动态监督管理，及时纠偏，实现建设目标的有效控制。

（4）注重组织机电设备的管线综合。组织多轮不间断的沟通、深化和改进，落实安装管线的优化路径，现场核对确定施工方案，创建合理的布局和走向，提升有效空间，为安装工程创优打好技术基础。

（5）加强施工进度控制。应用 BIM 技术对比施工单位的计划安排和实际执行情况。若发现有偏差现象或趋势，特别是关键线路的工作偏差，则及时督促施工单位进行优化和调整，并采取合理措施，及时弥补被延误的工期。本项目由于前期准备的延误，开工时间晚了 2 个月，但由于应用 BIM进行模拟优化调整，本项目的实际竣工按原计划的时间得以实现。

（6）加强事前控制。运用 BIM 进行模拟监控，加强对施工现场实际状况的检查、比较和分析，并以此作为控制手段和验收依据。

（7）施工期间，通过 BIM 应用平台进行项目建设的日常管理。在日常的现场巡视过程中，若发现施工安全、质量和进度等方面的隐患，可及时应用 BIM 平台进行信息上传，实时进行四维记录、处置、跟踪和效果验收，督促整改，取得了良好的效果。

（8）项目各参建单位都积极投入 BIM 平台的建设和应用中，相互间通过及时有效的沟通，让数据“多跑路”，实现信息共享。例如，对于基础围护的变形，可以通过实行在线监控和实时分析趋势，提前做出预判，确保项目施工得到安全和顺利的推进。

（9）实现项目建设范围内全年实时、高清和无死角的视频监控，为应对突发事件和可能的理赔等提供基础和原始的记录，最大限度地保证了真实性。

（10）保证项目的所有信息汇入 BIM 平台，能够充分体现建设期间所有的管理痕迹，对项目后期编制工程技术竣工文件，以及在项目全生命周期中的运维管理，具有非常重大的意义。

4 施工监理工作的成果

（1）本项目按照合同约定时间顺利竣工，医院医技人员提前 2 个月入驻开展专业科技研究，为不断提高医疗科技水平，取得了非常好的社会效益。

（2）在各参建单位的共同努力下，本项目先后获得“上海市建筑信息模型技术应用试点项目”“上海市文明示范工地”“上海市建设工程‘白玉兰’奖”等荣誉。本项目监理机构获得“上海市示范监理项目部”称号，监理人员获得“上海市优秀总监理工程师”“上海市优秀专业监理工程师”等荣誉。

（3）项目总监代表基于项目建设实践，编撰专业技术论文《项目基础围护施工中对地铁等环境影响的控制》，并已公开发表。

（4）本项目应用 BIM 技术，取得了非常好的效果。《BIM 在医院建筑全生命周期中的应用》一书，将各参建单位对本项目 BIM 技术的综合分析、评估和总结编入其中，由同济大学出版社正式公开出版；项目总监和主要专业监理工程师都参与了该书的编写工作，以进一步提升BIM 应用技术的可持续性及该书的推广和指导价值。

（5）通过项目管理咨询服务的锻炼，项目管理公司培养了一批骨干管理人员，并吸收了一批注册监理工程师执业资格人员。通过 BIM 技术的推广和应用，掀起了学习和应用 BIM 技术的高潮，推动了项目管理公司新一轮的发展。

（6）为了确保项目建设的成功，尤其是在深化建设工程咨询行业改革、提高营商环境质量的大背景下，探索可持续、可发展和可推广应用的监理工作新模式，项目管理公司要求项目监理机构严格规范项目管理制度，重点突出BIM 技术的规范性应用，积极提出各项合理化建议。从帮助审核专业工程招标文件到树立样板，紧抓项目建设关键路线的关键工作，有效控制前期准备、勘察、设计、施工和运维等各阶段的质量、投资和进度。最终圆满实现了项目交付医院使用的建设目标。

5 结 语

在复杂工程状况下，项目管理公司应用 BIM 技术开展监理工作，取得了以下综合成效。

（1）在项目建设过程中，监理机构积极组织协调，推行并充分应用 BIM 技术，实现项目的全方位有效管理，使项目建设成果全面显现。

（2）项目建设的综合成效给医院带来了巨大效益。例如：促进医院在科研、实验、教学和培训等方面实现可持续发展、转型升级和增强竞争力的目标，为医院提供了先进的建筑空间，为医院其他老旧楼栋的轮番改造创造了空间及条件、提供了建筑示范和施工样板，为医院彻底解决了长期停车难问题，等等。此外，上海市胸科医院这座新的标志性建筑，为徐汇区淮海西路中心区域增添了新的城市景观。

（3）基于 BIM 技术在项目建设成套先进技术中的应用，探讨城市密集区域复杂工程的项目管理经验，确保在高质量、高效率、无污染和不扰民的情况下实现建设目标。

（4）在项目档案资料方面，基于 BIM 技术的“漫拓云”管理平台成效显著。在整个项目建设过程中，从前期报建、设计、勘察文件到项目施工期间的技术方案、会议纪要、监理资料、现场工况等，再到项目管理文件、指令、批复、图片和在线监控视频信息等，收集到的资料总量已达数千份。这些资料在工程竣工后，可整体移交给项目运维单位，使项目建设全过程真正实现实时可视、可逆可溯、方便保存和异地共享。