基于BIM的政府质量安全监管模式的应用研究

郑玉梅

(光明食品集团上海置地有限公司，上海 200040)

引言

随着经济发展，建设工程质量安全生产问题愈发突出，政府对建设工程质量安全的监督管理必不可少。随着管理水平的日益提高，政府职能的转变，建设工程质量安全监督的内涵也越来越广，监管方式的要求也越来越高。上海市政府明确提出转变监管方式，探索实现模型化一站式并联审批，探索数字化监管方式，提高行政监管和审批效率。本文主要结合具体案例研究基于BIM模式下的政府质量安全监督模式，对已有的模式进一步拓展和完善。

1 政府质量安全监管内容

1.1 政府质量监管内容

建设工程质量监督工作，是指监督机构依据有关法律法规及工程建设强制性标准，对涉及工程主体结构安全、主要使用功能的工程实体质量情况，以及工程建设参与各方人员在施工现场的质量行为实施监督的行政执法活动[1]。

1.2 政府安全监管内容

建设工程安全监督工作，是指监督机构对工程建设各相关参与方及人员在施工现场执行有关安全生产法律法规和工程建设强制性标准情况实施监督的行政执法活动。

2 基于BIM的各方监管职责

(1)政府质量安全监管部门相关BIM职责：依据现有质量安全监管规定，结合BIM技术应用要点，提出有效的质量安全监管手段，主导试点实施基于BIM的质量安全监管；

(2)建设单位相关BIM职责：建立基于BIM模式的管理体系，提出应用诉求，明确应用目标，监督各参与方的实施情况；

(3)BIM咨询单位相关BIM职责：负责BIM应用策划、确定技术标准、审核模型、组织成果应用、落实应用效果；

(4)设计单位相关BIM职责：配合审核模型，对于模型问题协助答疑；

(5)监理单位相关BIM职责：审核模型、辅助落实应用效果；

(6)施工单位相关BIM职责：负责建立项目整体模型、专项施工方案模型、关键节点模型等； 组织成果应用，指导施工，提交验收资料。

3 基于BIM的政府质量安全监管的应用

3.1 基于BIM的质量安全监管的总体应用

基于BIM的质量安全监管应用包括：整体模型的应用及节点模型的应用。

(1)整体模型的应用：施工阶段对于BIM的运用已从传统应用转向管理，利用BIM模型合理安排施工工序、管控施工进度以及质量成本等，通过对BIM模型的量化分析及实施模拟，向精细化施工管理迈进；

(2)节点模型的应用：项目实施过程中为保证工程质量，强化对施工现场的把控，需在工程的关键节点部位进行重点抽查，如：底板浇筑、首层钢筋、钢结构节点、外挂墙体、幕墙节点等。节点模型的应用包括：关键节点施工方案模拟、复杂节点的施工工艺模拟。

3.2 基于BIM的危险性较大工程的监管应用

基于BIM的危险性较大工程的监管应用包括：安全生产行为可视化监管及安全专项方案的可视化模拟[2]。

(1)安全生产行为可视化监管：针对项目所涉及的重大危险源，采用BIM技术进行专项施工方案模拟，通过模拟直观反映工程实体、现场安全作业环境及所采取的安全防护措施的合理性和有效性。政府质量安全监督机构结合模型对比现场采取的安全措施，检查安全生产行为是否到位，并对模型中采取的安全防护措施进行预审；

(2)安全专项方案的可视化模拟：项目实施过程中可利用BIM模型检索功能，检查施工单位对危险性较大分部分项工程的辨识情况，根据专项施工方案进行模型预演，检查方案的合规性与合理性，结合项目实际与场地情况等进行方案优化[3]。

3.3 基于BIM的分部工程政府监管应用

分部工程验收过程中可通过BIM模型与现场实际进行比对，查阅现场施工情况，验收完成后同时要求施工方提交分部工程验收BIM模型。通过对分部工程的验收监管可明确验收范围、为竣工验收做好基础资料整理与储备，确保工程质量。

4 基于BIM的政府质量安全监管方式

(1)提前编制监督计划：政府质量安全监督机构，可基于施工单位提交或上传的BIM模型，提前预览项目整体情况，提前识别项目施工过程中所涉及的危险性较大的分部分项工程； 同时，结合施工进度计划，提前编制监督计划，在后续监督过程中重点排查，加强对关键节点的监督，提高监督效率[4]，确保工程质量；

(2)设置关键节点标签：监督机构可基于施工单位提交或上传的BIM模型，结合工程特点、规模及监督管理相关要求在整体模型上标记建设工程监督控制的关键节点，可相应增加现场监督频率，加强对施工现场的把控能力；

(3)在线巡查：监督机构可基于施工单位提交或上传的BIM模型，包括整体模型，关键节点模型及相关质量安全资料进行在线巡查，相关工作人员可通过办公室在线查阅施工现场动态，并进行在线审批、批注，提出整改意见，要求相关单位进行整改[5]，提高监管效率，随时了解现场施工情况；

(4)手持终端现场对比：监督机构可基于施工单位提交或上传的BIM模型导入手机或客户端，手持客户端与现场对比，检查现场施工情况是否与模型相符，包括材料属性信息、几何尺寸信息及节点工艺等。同时，监督机构可结合监督计划及项目进度，手持导入模型的客户端与现场施工实际情况进行对比分析，有针对性地进行现场抽查保证工程质量。

5 基于BIM的政府监管流程

本文结合政府质量安全的监督流程、项目审批流程及BIM应用流程，对现有流程体系进行整合，融入BIM技术应用，主要总结了监管总流程、关键节点监管流程、重大危险源监管流程、竣工验收监管流程等。

5.1 监管总流程

监管总流程图如图1所示。

图1 监管总流程图

(1)施工单位通过政府质量安全监管机构开工验收完毕以后，收到监督告知书后，结合项目特点完成该项目的重大危险源清单、重大节点清单、专项施工方案清单，提交监督机构，以备抽查；

(2)政府质量安全监管机构首次监督会议召开以后施工方及时提交项目进度计划及施工图整体模型；

(3)政府质量安全监管机构根据施工图整体模型进行检查、批注，反馈至施工方整改；

(4)施工方根据项目进度及时提交关键节点模型、专项施工方案模型、重大危险源模型及质量安全行为与质量实体资料，政府质量安全监管部门根据提交资料模型进行检查并提出整改意见，反馈至施工方整改；

(5)竣工验收阶段施工方同时提交竣工模型及竣工资料，供检查验收。

5.2 关键节点监管流程

关键节点监管流程如图2所示。

图2 关键节点监管流程图

(1)政府质量安全监管部门依据《上海市建设工程质量安全监督工作手册》结合项目特点明确施工过程中关键节点及监督重点；

(2)施工方根据施工图、施工组织设计、专项施工方案及相关节点资料按照相关规范、标准创建施工关键节点模型，并将现场施工资料与模型挂接或标注；

(3)施工方完成的模型进行自检完成后提交政府质量安全监管部门审核，对满足要求后进行后期应用，对不满足要求的进行工艺及方案调整，直至满足规范及现场实施要求；

(4)符合规范及实施要求的模型可用于现场作业的指导，政府质量安全监管部门可根据模型进行监督应用。

5.3 重大危险源监督流程

重大危险源监督流程如图3所示。

图3 重大危险源监督流程

(1)政府质量安全监管部门根据《上海市建设工程质量安全监督工作手册》与《危险性较大分部分项工程质量安全管理办法》，结合项目特点明确监督重点，结合施工方提交的施工进度计划编制监督计划；

(2)施工方根据施工图、施工组织设计、重大危险源专项施工方案等资料按照相关规范与标准完成重大危险源的施工模型，并将现场施工资料与模型挂接或标注；

(3)完成的模型提交政府质量安全监管部门审核，满足要求后可进行实施，对不满足要求的进行工艺及方案调整，直至满足规范及现场实施要求；

(4)符合规范及实施要求的模型可用来进行现场作业指导，政府质量安全监管部门可根据模型进行监督管理。

5.4 竣工验收监管流程

竣工验收监管流程如图4所示。

图4 重大危险源监督流程

(1)竣工验收资料应符合现行《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300和《建筑工程资料管理规程》JGJ/T185等标准规定要求；

(2)在竣工验收BIM应用中，施工单位应在应用模型的基础上进行补充与完善，预验收合格后及竣工验收合格后应将竣工验收形成的验收资料与模型关联，并提交政府质量安全监管部门进行审核，审核合格后组织验收，形成竣工验收模型。

6 案例分析

6.1 工程概况及特点

上海某大型国际旅游度假区位于上海浦东中部地区，规划面积约24.7km2，试点项目一期内某建筑，总建筑面积约3 229m2。该项目在施工阶段全过程采用BIM技术配合现场施工管理，包括全专业建模、管线综合、方案模拟、节点优化、配合施工等。政府质量安全监督机构对于该项目尝试试点了基于BIM的政府质量安全监管，优化政府部门工程质量安全监督的方法及流程。

6.2 基于BIM的政府质量安全监管的应用

该试点项目BIM监管实施的各参与方主要包括：建设方、监理方、设计方、施工方、咨询方等。基于BIM的政府质量安全监管应用主要包括：基于BIM的质量安全监管总体应用、分部工程应用、危险性较大工程应用以及竣工验收监管应用。

(1)基于BIM的政府质量安全监管的总体应用

1)整体模型的应用：项目以4D模拟技术对建设工作进度进行可视化监管，结合整体施工方案及场地情况分析，控制分包进场进度，预知施工中可能遇到的冲突，有效降低工程实施风险。政府质量安全监管部门可通过施工方提交的整体模型应用成果通过信息系统平台进行在线浏览，预判项目难点，审查施工方案的合理性,如图5所示。

图5 试点项目整体模型

2)关键节点施工方案模拟：可通过关键节点模型的模拟和分析应用，直观了解施工现场的布置、关键节点的施工工艺，找出施工难点与监督重点[6]。该项目的施工技术人员在施工过程中根据施工进度编制4D节点样板，如外挂墙体的分层施工模拟，如图6所示，施工人员可以根据模拟快速布置施工任务，充分表达设计意图，减少工人对图纸不理解而造成的损失，提高政府质量安全监管部门的监管效率。

图6 外挂墙体分层示意详图

3)复杂节点的施工工艺模拟：施工过程中对于复杂节点及采用新材料新技术的关键节点，可通过施工模拟优化各节点构件尺寸、连接方式和空间要求，以及节点的施工顺序，并进行可视化展示与施工交底(如图7所示)，明确现场施工的质量安全注意要点，确保工程质量。试点项目在施工过程中针对非常规节点，采用3D加实物样板相结合的方式展示细部节点，通过4D模拟使现场工作人员充分理解设计意图，提高建筑产品的质量。

图7 幕墙安装与节点模型

(2)基于BIM的危险性较大工程的监管应用

1)安全生产行为可视化监管：试点项目在建设过程中根据项目施工方案利用4D模拟现场重大危险源[7]，如屋面钢结构吊装时的位置、时间节点、具体工况(吊车吊装位置，钢构堆放位置、安全防护措施：生命线的布置位置、满堂脚手、临边围护等)，保证参建各方能直观地对现场进行管控与验收，确保施工过程中重大危险源可控,如图8所示。

图8 屋面钢结构吊装现场及模拟

2)安全专项方案的可视化模拟：项目实施过程中可利用BIM模型检索功能，检查施工单位对危险性较大分部分项工程的辨识情况，根据专项施工方案进行模型预演，检查方案的合规性与合理性，结合项目实际与场地情况等进行方案优化[8]。同时，提交或上传施工方案、检查各类审批状态，以及提交或上传过程中质量控制情况资料，以便检查和验收时随时调阅,如图9所示。

图9 安全专项方案的可视化模拟

3)危险性较大分部分项工程的文件与审批：借助BIM技术与相关的信息平台，政府质量安全监管部门可随时查阅方案等文件的审批状态与施工过程中的相关资料，加强对现场施工监管的事前控制。

(3)基于BIM的分部工程政府监管应用

分部工程验收过程中可利用模型辅助现场全面验收，施工过程中不断细化模型深度(模型包括具体构件规格尺寸、连接方式、材质属性信息等)，将模型与平台连接，政府质量安全监管部门可以通过平台查询材料、进场报监资料、材料复试报告、工艺复试报告等，各方验收时，直接全面地了解现场质量情况[9]。通过模型全面了解构件、节点等施工工艺、材料参数与相关的质量安全过程资料，提高了验收效率,如图10所示。

图10 模型辅助现场全面验收

7 结论

通过调研分析，整理了政府基于BIM的质量安全监管的内容，分析了基于BIM的政府质量安全监管体系的有效形式及参与各方的实施职责，系统地梳理了基于BIM的政府质量安全监管的应用点，包括：基于BIM的质量安全监管中的整体模型的应用、节点模型的应用，基于BIM危险性较大工程中的安全生产行为的可视化、安全专项方案的可视化以及危险性较大分部分项工程的管理等[10]；并结合实际列出基于BIM的政府质量安全监管的方式，包括：提前编制监督计划、设置关键节点标签、在线巡查、手持终端现场对比等方式。各应用点及监管方式均结合项目实际案例得以验证，将政府审批平台向监管平台延伸，提高了监管效率。