BIM技术在EPC项目全生命周期中的一体化应用研究

2022-02-27徐敏

内蒙古科技与经济 2022年18期

徐敏

(上海市政工程设计研究总院集团新疆有限公司，新疆乌鲁木齐 830000)

在当前科学技术发展迅速的背景下，以BIM技术为代表的一系列信息化管理技术不断涌现并得到广泛应用。在工程项目承包方面，EPC模式的优势不断显现，其设计、采购、施工一体化的特点有效规避了传统承包模式中的弊端。现阶段，建筑行业在实际发展过程中将BIM技术融入EPC模式之中可以进一步突显二者的优势，形成强强联合、优势互补的局面，进而实现提升项目管理成效的目的。考虑到当前我国BIM技术发展尚处于发展阶段，统一的技术标准、高素质人才队伍等方面尚未准备完成，这也使得当前BIM技术及EPC模式之间的结合并不紧密，由此，此方面内容也成为当前行业内工作人员的重点研究内容。

1 BIM技术及EPC模式概述

1.1 BIM技术优势

作为一种依托于现代信息技术发展而来的新型技术，BIM技术对工程项目三维空间、四维时间、五维成本等进行整合，贯穿于工程项目建设整个生命周期之中。从实质层面分析，BIM技术应归属于集成性技术种类，其实际应用过程中展现出明显的可视化、模拟性、协调性等优势，为提升工程项目质量以及效率提供有力保障[1]。现阶段，该技术被广泛应用于各类工程开展之中，项目参建各方均采用BIM技术对项目生命周期内不同阶段进行管理，有效扭转了以往项目管理对二维平面图纸依赖性较强的问题，同时，规避了二维平面图纸的各种缺陷，从源头上实现了提升项目建设效率以及质量的目标。

1.2 EPC模式特征

现阶段，建筑行业内对EPC模式的定义为工程承建企业与业主之间达成合作关系，依照合同内容对项目设计、采购、施工等全过程或是某一阶段的工作进行承接，并对所承接项目内容的质量、安全、造价等因素负责的项目管理模式。具体分析，该模式主要包含以下特点：①EPC模式对项目总承包方管理技术水平具有较高要求。在此模式，总承包方需要对项目全过程负责，涵盖项目统筹规划以及项目开展涉及的设计、施工等流程。作为工程信息汇聚、处理的核心点，总承包方的管理技术水平直接对EPC模式优势发挥造成影响[2]。②在EPC项目中总承包方面临的风险更大。在此模式下，项目总造价以及工期通常在设计阶段就以明确且固定，总承包方在实际工作过程中需要对项目开展过程中涉及的全部流程进行管理，而工程项目具备周期长的特征，这就使得项目开展过程中受不可抗拒因素影响的概率大幅提升，总承包商在此过程中也需要面临更大的风险[3]。由此，总承包商更加愿意选择先进的管理理念以及方法来规避风险或是降低风险带来的损失。

2 工程概述

为详细说明EPC项目中BIM技术的应用方式，笔者选取某高架道路EPC工程项目作为案例进行分析。案例工程作为该地机场外围交通快速通道，承担机场枢纽东北城际、东南市域的快速集散交通功能，并兼顾区域发展，也是临空经济区规划发展的东西向交通要道，是支撑城市北扩、城北新区建设、发展的重要基础性设施。该工程项目路线总长度约12.9 km，桥梁主线总长约12.7 km。全线采用装配式技术，装配率达到90%以上。

本项目存在一定的特点及重难点。①本项目为EPC管理模式，设计、施工、运维一体化管理。②设计内容涉及多专业，且各专业设计界面交错。③路线范围长，空间关系复杂。④施工周期紧张，部分工程作业面复杂。

3 EPC项目中BIM技术的应用策略

基于项目的特点和重难点，本项目在建设过程中将BIM技术应用于建设的全生命周期。主要是利用BIM管理平台达到项目管理标准化、流程规范化、工作协同化的目的；利用BIM平台管理BIM模型，采集相关过程信息；共享BIM信息以支持各方更好地协同工作；支持决策机构进行决策，提高业务工作和决策的效率和质量，推进项目管理精细化管理进程。BIM协同信息管理平台以项目管理事务的实际需求为目标，以BIM技术为支撑，实施三维协同、进度管理、质量管理、安全管理、图纸文档管理、现场管理等功能[4]。

同时，基于施工协同全景3D管理模块，为施工现场提供高精度的三维地形影像基础，可以将本项目高架道路工程施工三维模型导入，直观展示施工场地与构件模型的三维空间位置关系，充分表达设计意图。各参建方在项目建设过程中可以在统一BIM平台上进行基于BIM模型的施工信息可视化、进度可视化、安全可视化及施工问题标注查看等操作，实现工程整体视角下的可视化。

3.1 EPC项目设计阶段

在设计阶段，BIM技术的应用途径主要涉及参数化建模、优化设计、协同设计等方面。

案例工程设计阶段工作开展过程采用CATIA、Revit、鸿业路易等建模软件进行参数化建模，对构件进行快速精准的搭建和放置，切实提升建模速度和模型精度。从优化设计、协同设计方面分析，案例工程在实际工作过程中利用BIM技术构建了三维可视化空间模型，后又采用Navisworks、Lumion软件对各专业不同建模软件搭建的模型进行整合，通过可视化浏览、碰撞检查、净空复核等，优化设计方案，提高设计质量。并且通过搭建的设计模型辅助设计进行施工交底，对复杂节点进行三维交底，避免由于施工步序引起的人才、机器浪费情况的出现。

3.2 EPC项目施工阶段

在项目施工阶段中，BIM技术的应用途径主要涉及产品管理、进度管理和质量管理等方面。

在产品管理方面，装配式桥梁存在着构件拆分、深化、加工、运输等多个过程，过程的增加也代表着信息传递损失的增加、构件精准度的降低，这不仅影响产品质量和施工质量，对于后期运维阶段的养护也有一定的影响。因此，本项目利用BIM技术信息集成的特点，将预制构件从生产、出厂、运输、装配等全流程进行数字化管理。

在进度管理方面，由于预制拼装构件单元众多，基于BIM协同管理平台中的预制管理、进度管理、质量管理、现场管理等功能模块，通过智能分析施工进度、堆场实时存放情况以及预制构件养护需求等，制定合理高效的进度计划，实现信息化、可视化控制目标，加快了施工进度和管理效率。

现场实际施工与BIM结合，两者相互依附，通过BIM指导施工，解决现场问题，将现场实际情况反馈给BIM人员，保证BIM模型与实际施工一致，随着工程进度的不断加快，BIM模型信息数据也要不断补充完善，将数据资料与模型信息进行关联，保证信息的一致性，才能使得工程竣工时，竣工资料随着模型信息的不断完善中形成[5]。

本项目主要研究了两方面质量问题：①预制构件生产质量；②装配式桥梁的施工质量。针对以上两方面内容，该项目结合BIM模型对施工复杂节点进行施工模拟，用以指导施工。同时借助激光扫描技术，将预制产品扫描成模后与BIM模型进行偏差分析，校准模板等提升构件质量，最后针对已吊装完成的预制构件进行扫描成模，对其进行安装分析以保证施工质量。

3.3 EPC项目运维阶段

案例工程中，BIM技术在运维阶段发展作用主要集中在运维技术管理以及构件养护管理方面。

工作人员在实际工作过程中依托于BIM平台对项目运维段进行划分，明确不同部分运维工作责任单位以及相关维护技术要点。实际开展运维工作过程中，管理人员可以通过标注的责任信息直观地明确相关责任主体，并及时对其进行相应调配，快速响应运维工作要求，针对维护要求准确地分配运维小组。同时，管理人员还可以利用BIM平台模拟运维工作开展所需工时以及运维成效，并依据此结果对其进行相应优化调整，最大限度地提升运维工作效率，降低运维工作开展对于交通出行的阻碍。

除此以外，利用BIM模型信息，可以了解道路、桥梁、照明等的使用年限、性能、运行时间及运行状态。通过BIM+物联网技术进行设施运维管理，对关键的设备进行在线监测，能够对养护及更换进行自动提醒。同时，基于 BIM 三维模型，当设备发生故障时，能够进行快速定位并进行维修，利用其自身“身份证明”二维码进行扫码登记并定位，对设备、设施进行信息化管理，提高运维管理水平[6]。