基于BIM技术的工程施工管理应用研究

吴嘉琦

（山西汾西工程建设有限责任公司，山西 介休 032000）

1 BIM技术应用背景

以我国经济发展和“一带一路”发展战略为背景，我国建筑行业竞争力水平有了质的飞跃，越来越多的建筑企业施工管理水平不断提升，积极参加国内外大型工程建设施工。多样化、大型化、集约化的工程使得传统的工程管理形式和施工过程已不能满足现实要求。为了提高施工管理竞争力，企业引进BIM建筑模型。其主要将招投标、施工和运营过程各种参数统一连接、整合，建立可视化3D建筑模型，识别、提取和应用到项目碰撞检查系统中［1］。BIM具有建筑模型可视化、较强的模拟性、沟通协调性好，可实现施工进度、质量、造价等全方位管理［2］。

2 项目概述和BIM技术组织流程

山西汾西矿业公司棚改区三期项目位于晋中市介休市，本项目占地面积约50万平米，总建筑面积9万平方米。其中7号楼地下2层，地上18层，地下1层为车库，采用BIM技术进行项目四个管理。BIM技术的建模任务分总包BIM团队和专业分包BIM团队。总包BIM团队将设计单位图纸、文档和自己的施工方案、各种计划等信息进行建筑总体建模，利用碰撞检查、虚拟施工、进度模拟、安全管控等技术，提前对项目进行施工预判，提出科学有效的改进预案；专业分包BIM团队利用分包项目文件进行深化设计，进一步完善混凝土工厂化预制精度、小样制作可靠性；总包BIM团队和专业分包BIM团队互享模型进行信息传递，有效控制材料管理、工程量统计，实现有效地成本控制，同时完善竣工资料，实现闭合管理，如图1。

图1 BIM技术在建筑施工组织流程图

3 BIM技术在施工管理应用方向

3.1 虚拟技术

在BIM技术中利用3D和4D虚拟技术并通过动态可视化的方式，从施工进场准备到工程竣工交付全过程，将建筑产品从虚拟到实际建造过程进行全覆盖动态模拟，从基坑开挖、基础工程、主体工程再到设备安装工程全面模拟演示，从设计图纸、招标过程再到施工全程动态管理。在土建过程中，及时准确统计混凝土浇筑时间、浇筑量和养护时间等参数；在安装工程中，提供构件、设备的安装位置、顺序及碰撞检查技术等模型；分析和检测现场可能出现的情况，提前进行预防质量问题，完善安全管理预案。对施工中遇到的技术难点、施工重点进行详尽的可视化技术交底，有利于安装人员掌握施工顺序和环境，加强安全的自我防范和质量自查，减少施工变更发生，降低造价投入，提高资源利用水平，为工程施工提供有利保障，如图2。BIM虚拟技术的在工程施工的应用作用如下：

1）利用空间三维方式建模，发现图纸问题及进行设计交底；

2）准确定位地下室预留洞口，便于设备、管道安装；

3）建立工程数据库，实现数据共享及云端查询；

4）多专业图纸结合，提高工程预、结算精度。

BIM虚拟技术的应用流程步骤：①根据招标文件、施工图纸及合同，编制虚拟方案；②依靠鲁班BIM软件，建立施工全程BIM动态模型，进行模型评审、修改；③制定虚拟的施工方案，检查施工质量、控制施工进度、保证施工安全；④施工过程及时统计数据信息，更新维护模型。

图2 BIM技术在施工过程管理动态模拟

3.2 碰撞检查技术

在传统的工程施工中，土建、机电及水暖专业各自为政，按照土建结构、机械及电暖安装平面图，汇总各结构、管道的标高及管径大小参数，才能发现管道碰撞。BIM技术以工程参数为基准，构建三维空间里构建建筑模型，挣脱平面图纸设计束缚，实现提前预防硬碰撞、软碰撞发生［3］。碰撞检查技术步骤：①搭建碰撞检查的BIM模型，按同一原点分专业进行碰撞检查的构件归类，形成管件碰撞、梁与门窗碰撞以及结构与安装管道碰撞等子系统；②添加测试条件，忽略不必要的错误碰撞数据。各项构配件、材料、设备的名称、尺寸、数量等参数；③点击运行检测，查看结果并将问题分配给相关负责方，生成、分发碰撞报告，进行查看和解决，如图3。

图3 碰撞检查技术在地下室管道安装优化图

3.3 BIM算量技术

BIM算量技术不仅将施工员、统计员和材料员从大量数据中解脱，而且有效地控制材料计划和现场料单复核。BIM算量技术的应用步骤：①搭建LOD300的BIM模型；②添加各项构配件、材料、设备的名称、尺寸、数量等参数；③建立明细表并筛选组件；④建立数量计算公式，统计出计划明细表、下料清单。如遇相关设计变更，各种表格自动链接改变。

3.4 质量问题、安全事故检查、处理［4］

安全员、质检员通过构建的模型确定质量问题的难点、关键节点，根据进度模型计算的施工时间，及时的现场质量、安全检查；他们利用iBan移动端拍摄现场安全防护、施工节点照片，与BIM后台系统进行详尽对比、分析，确定质量、安全问题对应BIM模型的具体线位置；软件及时将可能造成重大质量、安全问题分类、统计，警告项目管理人员及时采取措施。

4 结语

以山西汾西矿业公司棚改区应用案例，BIM利用3D和4D虚拟技术构建空间三维模型，实现多专业、全工程数据融合；BIM提取模型信息数据形成可视化的碰撞检查系统，自动编辑出各管件、结构等的碰撞报告；BIM添加各材料、构件参数，统计计划明细、下料清单；实现工程造价、质量、安全管理。BIM技术实现从设计、招标、施工到竣工的信息进行3D可视化，能使所有参与者在同一个平台上实现资源共享，简化工程施工管理的组织流程，增强工程施工管理的效果。