BIM 技术在青岛市民健身中心体育场项目中的总承包管理应用

张志国，翟正杰，宋 浩（中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250022）

随着国家建筑行业的快速发展，我国体育事业已经到达一个新的发展阶段，其中大型体育场的建设更是突飞猛进，BIM 技术是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目全生命周期过程中相关信息的工程数据模型。通过对 BIM 技术、应用流程及国内外先进应用经验进行研究，归纳总结了具体的实施路线与技术要点，很好的提高了生产效率，增强了企业核心竞争力。

1 工程概况/研究的目的

青岛市民健身中心项目位于红岛经济开发区，建筑总面积约 14 万 m2，6 万座次。项目定位于具备承担国际体育单项赛事和国内综合性体育赛事能力，集全民健身、大型赛事、大型公共活动、社会体育辅导、商业演艺以及配套商业于一体的国内一流大型综合体育设施，承担 2018 年第24 届山东省运会主会场。本项目采用 PPP（Public-Private Partnership，政府和社会资本合作） 模式运作方式，建设期为 3 a，运营期为 10 a。建成后将成为青岛有史以来规模最大的体育场。BIM 技术应用的目的是建立基于 PPP 模式下的 BIM 总承包管理模式，结合“DB World”（一种协同管理云平台）与“BIM＋实测实量”的协同管理平台对各专业分包单位进行有效的管理，从而提高总承包对工程设计、进度、质量、安全等方面更加科学、信息化的管理水平。

2 应用 BIM 技术原因

（1）结构形式复杂：本工程钢结构体育场钢罩棚为马鞍造型，南北长 296 m，东西长 282.9 m，钢罩棚投影面积3.84 万 m2，罩棚最高点标高为 49.6 m，罩棚最低点标高为27.5 m，采用空间管桁架结构体系。结构形式复杂，常规技术手段很难保证安装的精度。

（2）屋盖及外立面幕墙定位难：幕墙为螺旋上升曲线铝板幕墙，对深化设计及采用传统的现场焊接龙骨的方式,现场基本无法满足安装精度和施工进度。

（3）专业分包众多，协同各分包单位合理施工是难点。

（4）工期紧张，人力分散，管理低效。

3 基于 BIM 技术的总承包管理应用

3.1 机电专业分包综合管线管理

首先，预先发现各专业管线（包含地下管网）之间的碰撞点进行管线综合排布优化，确定预留洞、预埋件以及支吊架。然后，对 BIM 模型进行净高分析，将存在的设计净高不合理处检测优化，例如：管线高度能否满足吊顶高度、楼梯间净高是否满足使用要求、车库卷帘门与人防门高度能否满足管线排布等问题。最后，由 BIM 团队向决策层提出图纸变更要求，决策层协调管理设计方、监理方与总承包方进行BIM 例会，对 BIM 提出的变更优化方案进行讨论，然后定案图纸变更方案，最后，由总承包方协调管理各专业分包用以现场指导施工。

3.2 DB World 工程管理平台应用

基于局 DB World 管理平台的协同作业，管理现场监理、各分包方队伍、现场 BIM 团队，进行施工进度的追踪管理以及各方信息的实时传递与共享，将企业决策层、项目负责人和各分包负责人聚集在同一个平台上进行办公，大大提高了企业总承包管理的信息化水平。

3.3 “BIM＋实测实量”质量管理应用与系统开发

制定总承包“BIM＋实测实量”实施策划方案→基于Revit（一种可提供支持建筑设计、MEP 工程设计和结构工程的工具软件） 建立 BIM 模型→基于BIM 模型添加实测实量参数→现场实测实量数据收集与录入→数据提取整理与统计分析→挖掘基于 BIM 模型实测实量数据的应用→基于“互联网＋”技术，研发“互联网＋BIM＋实测实量”系统→试运行系统，调调试与改进系统→实测实量数据提取与应用→实测实量系统的拓展应用与完善。通过此应用，将传统管理提升为信息化管理；体现 BIM 可视化应用的价值；信息化工具应用，提高精度和质量；充分挖掘实测实量数据的价值，提高精益化管控，从而提高总承包质量管理水平。

3.4 进度管理

（1）利用 Navis works（一种可视化和仿真软件）平台软件进行 4 D 施工模拟（将空间三维模型与时间维度进行结合），对现有的施工进度方案进行模拟论证，进行可视化的调整优化。

（2）利用 DB World 协同管理平台对各分包的进度有效管控，缩短工期，提高管理效率。

（3）现场定期采用无人机航拍制作 VR（Virtual Reality，虚拟现实技术）全景，进行现场实景进度监控。通过以上信息化手段，提高总承包进度计划管理能力。

3.5 物资管理

根据各区段 BIM 模型提取混凝土、模板等工程量，与现场物资部门的材料进场发票单进行比对分析，降低材料的损耗率。另外，在现场张贴二维码技术交底卡进行可视化交底，现场人员可以根据移动端扫码读取该区段的人（班组分配、负责人及联系方式）、材（材料进出场、厂商、型号）、机（机械运作与租赁）情况。

3.6 安全分析及紧急人员疏散模拟

利用专业软件对 BIM 模型进行安全分析，将模型存在安全隐患的地方进行安全检查，根据安全管理方案布置安全防护措施构件，对分包进行 BIM 可视化安全交底。再根据人员疏散模拟软件进行紧急人员疏散模拟，针对设计的逃生方案进行模拟论证。

3.7 钢结构应用

从钢结构 Tekla（一种钢结构详图设计软件） 模型中导出构件坐标点，利用放样机器人现场放样。同时，利用三维激光扫描仪对已安装构件进行实体扫描，仪器可以精确的捕捉到实测物体的三维坐标，以“点云”的形式反映到软件中，通过计算机处理，去掉一些安全网或者作业人员等干扰“点云”，快速准确的构建出整个钢罩棚的三维实体模型，对整体的安装精度进行现场检验，从而及时发现结构偏差，采取可靠的纠偏举措。

3.8 深化设计

对施工难度大、结构复杂的地方进行局部模型深化，将施工工艺流程导入模型中，对现场进行可视化交底。

3.9 幕墙应用

主要流程：主体结构三维扫描复核误差，双模对比，调整模型→提取 BIM 模型坐标数据→放样机器人现场测量放样（主结构钢桁架安装→单元板块拼装→单元板块吊装）→扫描仪校核调整→打胶清理→自检→验收。通过 BIM 技术与放样机器人的综合应用，辅助深化设计，对幕墙单元进行合理分块，转接件合理布置，进而准确快速的辅助定位胎模、幕墙龙骨钢桁架、转接件、大跨度双面弧形铝板幕墙单元板块等，实现快速现场拼装、定位安装，最终达到节约成本，节省工期的目的。

3.10 装饰应用

通过 BIM 技术建立多种虚拟装饰样板代替实体样板，不仅实现了快速方案修改、比对，更为项目节约了工期与成本。同时，使用 VR 技术，进行交互展示，视觉性、实操性更强。

4 结 语

BIM 技术 介入的越早越能发挥更大的应用价值，比如：在设计方案阶段，利用 BIM 模型进行方案的优化。在施工前期的场平布置阶段，利用 BIM 模型进行方案优化和可视化分析。建立自己的 BIM 团队，制定完善的 BIM 实施方案与 BIM 标准，这样能更好的发挥 BIM 协同作业的优势，避免信息的传递失真、信息安全等问题。如今，BIM技术越来越多的被应用在工程项目中，因此也诞生了很多“BIM＋”的技术，比如：“BIM＋物联网”“BIM＋绿色建筑”“BIM＋3D打印”“BIM＋VR”等，近年来，这些因BIM擦出的技术火花正在以星火燎原之势波及全国。总之，在中国的 BIM 发展道路上，虽然面临着一些诸如BIM软件上的功能缺陷问题，但是纵观这些年来的中国 BIM 发展史，BIM 技术的应用面越来越宽，普及性越来越大。