BI M技术在项目进度管理中的应用——以元阳高级中学为例

1 引言

传统的进度管理模式中工程项目信息容易丢失及缺少信息交换、进度计划可能存在冲突、进度计划优化调整难、进度实时跟踪分析难等。 解决工程项目进度管理方面的问题时，需要采用新的技术。 而BIM 技术被赋予了极大的期望，来解决现阶段工程项目进度管理所面对的问题[1]。

BIM5D 系统是基于BIM 模型的集成应用平台，通过三维模型数据接口集成土建、钢筋、机电等多个专业模型[2]，将施工过程中的进度、合同、质量、安全、材料和劳动力等信息集成到同一平台，为施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理提供准确的构件几何位置、工程量、资源量、计划时间等。

鉴于以上问题，利用BIM 技术及BIM5D 平台，以元阳中学项目为例，进行进度计划编制及进度计划优化及模拟，解决在进度管理中存在的问题。

2 BI M技术在进度管理的优势

BIM 技术在进度管理过程中的优势， 主要体现在以下几个方面：（1）工程进度可视化，提升协同效率。 基于BIM 的3D模型可视化程度更高，可提高沟通效率；基于BIM 技术建立的协同平台， 通过一对多的信息传递方式及移动终端的拍照功能，使得效率提升。 （2）碰撞检查，减少返工。 BIM 技术强大的碰撞检查功能，有利于确保施工进度[3]。 利用BIM 技术实时跟进设计，及时发现问题在施工前解决问题。 （3）支持“先试后建”，优化施工进度计划。 在传统的施工管理中，很难发现潜在的施工缺陷和冲突，大部分都是在实际建造过程中发现问题，由此造成的工期延误和成本增加时有发生。 而BIM 技术可以综合各专业之间的信息，对施工过程进行模拟，提前发现施工过程中的问题，制订更加科学的技术方案[4]。 （4）优化资源，做出决策。 传统工程进度管理大多是依赖经验，很难形成规范化和精细化的管理模式。 而BIM 技术结合了工程的实际信息，通过可视化环境进行模拟优化， 有利于管理者对工程中出现的材料浪费、物资采购、质量缺陷、安全管理等多个方面的问题进行决策，主动进行资源的优化配置。

3 GTJ 建模及工程量统计

3.1 工程概况

元阳高级中学位于云南省红河州元阳县， 由1 栋6 层教学综合楼组成，为二类多层教学楼建设项目，总建筑面积约为4 723.69 m2，抗震类别为重点设防类（乙类），抗震设防烈度7度；结构类型为框架结构，基础采用旋挖钻孔灌注桩基础。

3.2 GTJ 建模

广联达GTJ 2021 是一款专业强大的BIM 土建计量软件，可以准确高效地完成工程算量的全部过程，并且能高效率地建造模型、迅速计算。本项目通过GTJ2021 软件进行绘制和工程量的计算， 绘制和计算内容包括：基础、基础梁、柱、梁、板、墙、楼梯、构造柱、门窗及过梁的钢筋、混凝土、砌块和模板等。 通过软件建模的三维模型，能快速计算工程量，得到汇总整理后的工程量。

4 基于BI M的进度计划编制

4.1 进度计划编制程序

进度计划的编制是在项目结构分解并确定施工方案的基础上进行的，分为如下过程：工程活动列项（WBS）→计算劳动量→分析资源投入量→计算工程活动的持续时间→划分施工段→确定逻辑关系→绘制网络图→网络图分析， 计算工期→输出横道图。

4.2 施工段及开展程序确定

4.2.1 施工段

土方工程施工、垫层混凝土施工不分施工段。 地上主体施工分为一区和二区，一区、二区工程量基本相等。 室内装饰施工，每个楼层作为一个施工段，流水方向为自上而下的方式。

4.2.2 施工开展程序

本单位工程的分部、分项施工总体原则为：先地下，后地上；先主体，后围护；先结构，后装修；先土建，后设备的程序组织施工。 本工程施工分4 个阶段进行，各阶段划分如下。

第一阶段：基础工程施工阶段。 第二阶段：地上主体施工阶段，包括主体结构、二次结构。 第三阶段：内外装饰装修、专业设备安装施工阶段。 第四阶段：竣工验收阶段。 其中，暖通、给排水、电气、煤气等专业设备安装在地下结构验收完后即可插入土建专业施工，并随土建施工的进度计划交叉作业。 在施工过程中坚持计划先行，预控为主，制度明确，精心组织施工，总承包全面负责。

4.3 工序持续时间计算

计算劳动量和确定各项施工过程持续时间， 采用定额计算法。

项目工序的持续时间T 按式（1）计算：

式中，Q 为项目的工程量；R 为拟配备的人力或机械的数量；S 为产量定额，S=1/H；C 为每天安排的工作班制；H 为时间定额，可查施工定额或者根据企业水平确定；P 为劳动量（工日）或者机械台班量。

例：场地平整持续时间=9.145×0.162/1，约1.5 d。

土方开挖及护坡持续时间=4.636×0.15/1，约1 d。

垫层施工模板持续时间=66.95×0.352/25，约1 d。

类似方法计算其他所有工序的持续时间， 表1 展示部分施工过程持续时间。

表1 部分施工过程持续时间表

4.4 斑马梦龙进度计划的绘制

根据确定的逻辑关系， 利用斑马进度计划编制双代号时标网络图，计算工期，编制进度计划。 图1 为斑马梦龙进度计划双代号时标图。

图1 斑马梦龙进度计划双代号时标图

4.5 计算劳动不均衡系数

劳动力不均衡系数K1=最大工人人数/ 平均工人人数（控制在1~2）；

平均工人人数=该工程总劳动量（工日）/图上总工期（日）；

该工程劳动力不均衡系数K1=63/31.7959=1.98。

因此，劳动力不均衡系数满足要求

4.6 基于BI M5D平台的模拟及优化

通过BIM 5D 平台，导入施工进度计划，完成进度关联，进行施工模拟。 施工模拟是将施工进度计划写入BIM 集成模型后， 将时间信息和空间信息整合在一个可视的4D 模型中，就可以直观、精确地反映整个施工过程。 在进度模拟的过程中发现部分工序逻辑关系存在问题，对进度计划进行调整，再次进行施工进度模拟。

根据已完成进度实际时间录入进度计划，进行计划进度和实际进度的对比分析。通过BIM 5D 和云空间对进度进行管理。

工期保证措施：（1）加强与业主、政府职能部门及监理单位的联系与协调，及时安排进场事宜。 （2）合同签订后，队伍立即进场，并在业主的协调下做好现场清理工作，进行临时设施的建设，同时周转材料、施工机械及部分施工材料等也陆续组织进场，以确保工程按期开工。 （3）及时进行施工技术准备工作，对模板方案设计及制作、混凝土配合比设计等工作均应超前进行， 同时根据施工组织总设计的要求及时编制详细的施工作业方案。 （4）选择素质较高且有良好的合作基础的劳务队伍，不会因节假日或季节性农忙而导致劳动力缺乏的施工队伍。

5 结语