BIM技术在GTC工程建设中的应用

朱小磊，林细桃，莫 凡

（1.广西机场建设工程有限公司，广西 南宁 530048；2.中国建筑第八工程局有限公司，广西 南宁 530048）

近几年，各大机场逐渐兴起GTC工程建设，促进临空经济建设发展。GTC工程因其涉及航空、高铁、地铁、房建等领域，专业繁多、结构复杂、建设难度大、要求高。当前各类工艺技术正不断创新，BIM技术成为了现代化GTC工程的重要组成部分，其不仅可以在设计中进行数据建模，还可以建设实时动态数据库，结合当前的智能技术、传感技术等，以建模的形式将工程呈现出来，打破了传统建设项目设计体系的局限性，其在应用中可以对设计方案进行整合处理，明确各个方面的成本以及损耗，保证技术能多专业协同，提前发现问题、解决问题，高效建造，被广泛应用于GTC工程建设中。

1 工程概况

南宁GTC工程位于南宁吴圩国际机场既有T2航站楼前，是广西第一个集民航、国铁、地铁、公路、城市交通等功能于一体的大型现代综合交通枢纽。项目建成后将成为集航空、地铁、国铁、市政公路于一体的综合枢纽中心，极大地完善南宁交通体系，提高南宁作为东盟窗口的服务功能和品质，是一项重点利民惠民工程。

本工程包括机场停车库、城市轨道交通机场站、南崇铁路机场站、公共换乘空间及配套服务设施等，总建筑面积30万m2，其中地上建筑面积3万m2，地下建筑面积27万m2。负二层为国铁、地铁的站台层，负一层为国铁、地铁的站厅层及停车库，建筑结构形式为框架结构，设计使用年限100年。

2 BIM技术在GTC工程中的应用概述

2.1 技术概述

BIM主要是指建设项目的信息化模型，使工作人员可以更直观地了解整体工程结构，因此其在当前我国GTC工程行业中被广泛应用。BIM技术需要以信息技术作为载体，通过计算机技术将相应的建筑信息进行展现，通过对路桥数据的分析完善设计方案，将GTC工程信息模型与现代化技术相结合，为技术工作人员提供全方位建模，使信息可以更直观地表现，从而优化后续工程建设。

2.2 技术应用

随着我国科技水平的不断提高，BIM技术已经成为了GTC工程的重要组成部分，其能够协调各类设计内容，从而提高工程建设效率，使管理能够贯穿在设计全过程中，其特点主要为以下几点。

2.2.1 可视化

BIM技术拥有可视化这一特性，将其应用在GTC工程中可以使信息更加明确，如通过BIM技术将二维平面展示的信息进行连接，将设计图纸中的特殊部分进行标识，使设计处理更加方便快捷。

2.2.2 直观性

BIM技术的模型性特点明显，实际应用中可以模拟建立现场三维模型，找出GTC工程设计阶段存在的造价隐患，且可以使各类问题更加直观，方便了应急方案的制定，使GTC工程能够顺利开展。

3 GTC工程中应用BIM技术的作用

3.1 提升工程量计算率

BIM技术可以使GTC工程量计算更加精确，在实际应用中可以先建立三维模型，通过三维模型分析当前建设工程的各项数据，获得工程量自动变化的情况，杜绝重复的工程量计算，随后确定GTC工程的内容。通过BIM技术的工程造价管理模型可以及时反映出建设情况，结合信息系统处理获取信息，不仅增加了工程计算的客观性，且能够有效统计工程变更量，节约人力、物力、财力，使工程设计计算不再复杂，从而提高工程建设质量，满足上述机场工程的建设需求。

3.2 加快工程设计进度

GTC工程项目规模较大，且所受影响因素较多、工艺和结构复杂、建设时间长，GTC工程设计是机场后续施工的首要环节，如某一环节出现问题将会导致施工出现偏移，降低工程建设质量与社会效益。将BIM技术应用在GTC工程中，则可以有效避免此类问题的发生，全面分析和预测市政工程设计的不利因素与有利因素，以此制定相应的预防措施。同时BIM在GTC工程中，可以总结出各类风险因素，针对机场现存现场问题制定有效的进度控制策略，缩小施工计划和实际进度的差异，避免因干扰影响工程建设进度。

3.3 完善GTC工程

随着社会经济的高速发展，我国机场GTC工程建设取得了较好的成绩，结合BIM技术可以让设计时刻处于可控制范围内，考虑基础各系统的安全性以及使用时间，遵循建设因地制宜的原则，从而在设计中突出地区性质。同时BIM技术可在采集层中根据要求获取数据，以此实施深层次剖析；在数据传输层中实现信息传递与共享，并自动筛选错误采集的数据；存储数据层则能够对各类招投标信息进行备份，在此基础上提高数据采集准确性；最后的处理层则是数据处理完成后传输至存储数据层，满足GTC工程的实际需求。

4 BIM在技术管理中的应用

我国对于BIM技术的研究开始于2009年，2009年清华大学成立BIM研究组，并与多家单位合作制定了中国BIM标准，香港特区政府大力推广BIM技术发展，并在大学开设了BIM课程，推动落实BIM人才储备。2011年住建部提出了加快建筑信息模型建设，2015年上海市政府投资工程将加强BIM技术的应用，至此我国BIM技术被广泛应用于各类建设中。

4.1 图纸会审

应用BIM技术可建立GTC工程的三维立体模型，从而实现对项目全生命周期进行管理管控。首先BIM技术具有可视化的特点，通过BIM技术将以往的2D平面图通过3D立体模型的形式展现出来，从而使得项目技术人员能够更加直观地了解到整体情况，便于进行全过程成本控制。GTC工程涉及国铁、地铁、房建领域，涵盖建筑、结构、电气、暖通、给排水、消防、接触网及人防等专业，因其工程体量巨大、涉及专业众多、交叉作业多等特点，所以做好施工图纸会审工作尤为关键。利用BIM技术，创建本项目的建筑、结构、机电等BIM模型，对多专业模型进行集成、复核、设计协同，通过BIM技术使施工图纸更加容易理解，从而使得施工团队与技术团队的工作更加协调，实时模拟真实场景，从而节约施工方案制定的时间，在数字信息不断变化的情况下不断进行更新，直观地反映图纸问题，查漏补缺，提前发现问题、解决问题，避免因返工造成的浪费和工期延误。

4.2 碰撞检测

碰撞检测中，需采用Navisworks软件，包含了GTC工程项目的几何属性、功能属性以及关于工程项目的全生命周期信息，其可以对检查规则进行设置，并在运行中短时间内找到碰撞点，同时自动生成碰撞报告。碰撞深度、类型等都会包含于碰撞信息中，对碰撞点链接进行双击，可以以三维形式对碰撞进行查看，为相关工作人员有针对性地展开方案调整，为更加高质量、高效地开展机电设计提供保障。

根据本项目结构的特殊性，碰撞检测需对以下几个方面加强复核：消火栓立管与结构梁柱碰撞情况；结构开洞尺寸是否满足管线安装需求；结构梁下净高在敷设机电管线后管底净高、减去支吊架及吊顶龙骨高度，是否满足车位净高需求；复核消火栓管道、排水管与动力桥架路由经与梁预留孔洞位置是否对应。

4.3 深化设计

设计及计算不当容易在签证获得之后产生临时的设施费用，如部分单位为了自我利益与单位联合降低设计标准，对企业造成了巨大的经济损失，该情况不利于我国建筑工程行业的发展，因此可通过BIM技术在采集数据层中根据要求采集所需数据；在数据传输层中对招投标信息进行全过程输出和输入；最后的处理层则是数据处理完成后传输至存储数据层，且必须在GTC工程建设中通过BIM技术掌握第一手签证内容资料，公正处理签证中的各类问题。而针对土建结构部分，利用BIM模型可实现设计深化处理，构建更加完善的施工图纸，包括预埋件位置、预留洞口等部位。同时，还能实现放样分析钢筋的节点、劲性钢结构的目标，确保钢筋绑扎、顺序的合理性。对国铁、地铁集水井进行深化、防水细部做法深化等，应用BIM系统处理信息，将数据整理后存入数据库中，以此实施深层次剖析，高效解决现场问题，保障工程顺利进行。

4.4 机电设计

机电BIM深化设计，包括综合布管图深化。使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式进行机电专业深化设计，应用BIM技术解决水、暖、电、通风与空调系统等各专业间管线、设备的碰撞，优化设计方案，为设备及管线预留合理的安装及操作空间，减少占用使用空间。在下沉广场、扶梯、楼梯等特殊区域，应用BIM技术，进行三维管综调整，解决狭小复杂空间管综排布问题。调整管线排布，解决风管出机房后上翻，风管弯绕过多，影响风量的难题；调整补风口尺寸，解决满足墙体开洞及风口安装的难题。通过BIM技术可以及时反映支出情况，不仅增加了工程计算的客观性，且节约了人力和时间成本，使工程机电设计不再复杂，从而提高GTC工程建设质量，使机电设计更加合理。

5 BIM在工程管理中的应用

5.1 进度计划

在深入分析施工进度计划的基础上合理利用Navisworks软件，可以将时间信息加入三维模型中，以实现四维施工模拟。这一过程中，可以合理整合多样化施工信息，包括管线、设备、设施等，同时对空间与空间之间的冲突进行检查，从而在施工前解决施工中可能发生的各种问题；另外其还可以更加有效地指导施工，为相关管理和施工人员制定科学的人力资源配置方案和施工方案奠定基础。将造价信息加入模型中，能够实现5D模拟，提升成本控制合理性。BIM也能够更加便捷地展开施工协调管理。在这一信息交流平台中，可以实现施工远程监控、信息数据共享，对于提升管理、协作和沟通合理性具有重要意义。

针对项目工程体量大、工期紧的难点，项目采用跳仓法流水施工，BIM划分流水施工段，并模拟施工顺序及施工进度，动态调整进度计划。BIM技术所有信息数据都可以实现电子形式保存，将静态成本控制转变为动态实时控制，将GTC进度计划控制的责任由单一部门转变为全过程参与，从而控制工程所需人工、材料以及机械用量，方便了日后对于数据的调取应用。

5.2 现场管理

传统现场管理更多的是事后控制、静态控制，并且控制的责任只在某个部门，导致现场管理效果并不明显，基于事后控制，很难对已经发生的施工成本消耗事件进行挽回。现场施工场地平面布置中的各种问题可以利用BIM技术来解决，包括现场场地划分问题等，这是由于BIM技术可以在深入分析《施工平面布置图》的基础上，指导施工人员对临时设施进行搭建，同时还可以确保施工人员在展开装饰和修整工作的过程中严格遵守安全文明施工方案，并按照施工要求标准开展临时施工用水、用电、道路施工。为构建条理性良好的施工平面，将施工占地面积减少，保障道路畅通等目标。利用BIM技术展开现场管理工作，可以确保在整个施工过程中都能有专门的负责人展开各个环节的管理工作。分析历史数据数值，建立现场管理控制的相关模型，以此进行全过程检测。如出现异常情况，大数据平台会核查投标人或招标人信息，并提供趋势图，通过数据的呈现了解招投标人的详细情况，为后续工作提供有力依据。

针对项目建筑面积大、占地范围广、基坑深度深，且地铁、国铁站位于负二层，沿着行车方向横跨于整个基坑，属于典型的坑中坑结构、施工难度大、工序繁多的特点，应用BIM技术进行科学策划，设置中央临时通道解决场内南北两侧的交通阻断问题，模拟天泵架设位置，保障现场施工顺利完成。BIM提前模拟，调整施工部署，月度总平无缝切换，能带来不可估量的工期和生态效益。

5.3 数据修正与补充

BIM可以通过甄别保留有效数据，排除各类招投标中的异常情况，提高GTC工程项目开展的效率。在建设开展的过程中，需要保证各类参数的准确性，上述工程要求对可支持的工程、货物、服务类招标投标进行数据提取，对有用数据进行修正并剔除无用数据，这样的方式可以有效提高施工建设的效率，大量节省建设成本。

6 结束语

BIM技术助推GTC工程高效建造，可以构建高质量设计图纸，从现场施工实际角度出发展开图纸设计，减少图纸变更量；借助BIM技术更进一步辅助工程施工现场管理，每一个施工工序都尽可能充分地从人、机、料、法、环各方面考虑，更高效率展开现场管理工作，将返工量减少；在对BIM技术进行应用的过程中，还可以建立数据库、工程模型等，为建筑运营维护数字化提供保障。