BIM技术在机场建设工程中的应用研究

王克俭， 李怀建， 胡成军， 韩应祥， 冶明军

（1. 海东市住房和城乡建设局；2. 中国建筑第八工程局有限公司西北公司）

1 引言

机场作为一个城市的重要名片，随着经济快速发展，居民生活水平不断提高，更多的人选择飞机作为出行的首要交通方式，为不断提升旅客的幸福感，机场的扩建就变得尤为重要。四型机场作为中国机场未来的发展理念与战略方向，既是促进我国机场从量优式发展转变为质优式发展的实施对策，也是筑牢民航安全底线、夯实智慧民航建设基石的重要载体[1]。机场建设项目不同于其他常规的项目，机场项目具有专项性强、组织难度大、建造要求高等特点。在实际施工过程中，可能还存在多家单位交叉施工，各家单位存在不同的要求和标准，造成信息收集困难，效率低下，信息的实用性也较差，缺乏系统全面的管理。因此建筑信息模型技术（简称“BIM”）借助三维模型在信息工作平台上能够有效实现多专业的交流和信息共享，能够为工程设计、施工及后期的运维提供良好的平台和管理思路[2]。

2 BIM技术特点

2.1 形象可视化

BIM技术可以将管理工作涉及的数据信息立体化，使得管理工作具有可视性，三维立体模型便于项目管理人员检查管理过程中出现的纰漏与存在的问题[3]，在进度、质量、安全等方面进行有效管控。

2.2 协调性

机场建设工程存在多专业施工且与多家单位形成交叉作业，项目协调难度大。BIM 技术对内可协调各专业，编制合理的施工计划，形成流水施工，节约过程成本，确保项目工期；对外，可统筹全局，协调各方，对存在交叉的施工区域，重点显示并分析，结合实际情况，确定各方的先后施工顺序。

2.3 模拟性

BIM 技术可以收集工程项目的材料、空间位置和尺寸等信息，将这些信息汇总整合，动态模拟分析，进行施工模拟，及时改进方案不足，优化施工工序、有效控制施工成本，指导现场施工。

3 BIM技术在机场建设中的应用

以西宁曹家堡机场三期扩建工程（见图1）为例，项目综合交通中心工程（GTC）总建筑面积17.3万m2（含公共用房、设备用房、配套用房、停车库等），其中换乘大楼3.8 万m2，东停车楼6.81 万m2，西停车楼6.68万m2。单体纵向总长度约为432m，其中停车楼长度约为151m，宽度约为86m～93m，换乘大楼长度约为102m，宽度约为93m，均属于超长结构。

图1 西宁曹家堡机场三期扩建工程效果图

3.1 进度管理

BIM技术应用于西宁曹家堡机场三期扩建工程航站楼前交通系统工程的建设进度管理上，从整体上和各阶段对GTC工程的进度进行动态模拟分析，实时反映各工序的施工进度。

通过Fuzor 软件制作的4D 施工模拟动画（见图2）与实际进度进行对比，形象地展现了计划工期与实际工期之间存在的差异，便于项目管理层更直观地了解实际进度情况，指导变更计划节点，避免关键节点的滞后风险[4]。

图2 4D模拟施工动画

3.2 质量管理

GTC专业较多，存在较多的细部节点做法，传统的施工图纸难以将这些节点清楚地表达。项目利用BIM 将复杂的结构施工节点进行建模，辅助现场的施工技术交底，并指导现场的质量验收，对比把控关键节点、过程至关重要，同时对于各个工序创建BIM虚拟样板间（见图3），结合工程实体样板，为现场施工人员提供施工过程指导和质量对照标准，提高施工质量。直观的效果更有利于管理人员对比验收。

图3 BIM虚拟样板

3.3 指导施工

将多专业管线在BIM 模型上集合，可以进行管线碰撞检测，排查其中的疏漏问题，实现管线优化改良，模拟分析后改善其中存在的问题，提升方案合理性。通过管线碰撞检测，避免后期管线敷设时出现碰撞损坏情况，管线设计合理、规范，保证后期施工质量[5]。项目建立了GTC 区域的完整管综模型，并进行分层管理，导出漫游视频，查看末端排布及整体分布情况，确保机电各专业管线的布置满足规范要求，配合土建进行预留预埋，地下室净空满足要求，并根据各专业管线排布确定施工顺序，进行可视化交底[6]。在机电管线综合深化设计完成后，项目对深化后的施工图进行设计校核计算（见图4），通过调整环路上部分管径及附件，满足最不利环路的压力降损失，以此保证深化设计的合理性和准确性。

图4 校核计算

对施工现场主要出入口、临时施工道路、材料堆场、周转场地、机械设备等进行阶段管理[7]，合理有效地安排场地，进行动态的平面管理，提高了项目安全生产、文明绿色施工的标准[8]，避免交叉作业相互影响带来的施工延误。并利用BIM模型进行各阶段施工总平面布置的协调管理（见图5）。

图5 BIM模型进行的平面布置模型

4 重难点分析及措施

4.1 协调管理问题及措施

项目体量大、专业多，信息繁多，造成资料整理收集困难，可使用性较低。多方间存在交叉作业，对项目工期造成巨大挑战，因此，统一协调管理就变得尤为重要。

措施：建设单位牵头制定本项目BIM 工作实施标准，各参建单位依据标准制定本项目BIM 实施及应用方案，BIM 咨询单位做好过程中的审核、监督、指导管理工作。通过BIM平台很好地解决了资料整理的问题，相关人员可随时通过手机、电脑查阅资料，提升工作效率。同时，项目结合西宁机场三期数字化施工管理平台，通过赋予不同人员账号的权限，让参建方都融入到机场扩建项目的整体框架和工作流程中，达成整体管理目标。

4.2 实际应用落地效果问题及措施

项目部分BIM 技术应用点多，部分方面华而不实，不能做到有效落地实施，未能推动现场管理的有效提升。

措施：智慧机场建设不是简单的新技术应用和智能设备的堆砌[9]。BIM 应用点的策划应该根据项目量体裁衣，需结合实际整体考虑，突出亮点，总体考虑BIM 应用的实施可行性、投入产出比和集群效应[10]。

4.3 BIM技术使用单一的问题及措施

实施BIM应用的只是局限于项目某些人员和部门，使用时也往往只是简单快速地解决单个问题，造成BIM应用碎片化，BIM目标难以实现。

措施：将本项目的BIM实施方案进行全员交底，基于C8BIM等平台实现“轻量化”快速应用，营造全员参与的氛围，共同推进BIM应用目标的实现。

5 结语

综述，BIM技术在机场建设工程中，能够解决项目协调难、信息多、要求高等难点。本文以西宁曹家堡机场三期扩建工程航站楼前交通系统工程为例，项目依托于智慧建造管理平台，应用数字化施工、BIM等新型技术，合理进行施工组织安排，减少施工对现有机场正常使用的影响，在保证工期、质量和安全的同时，对机场的建设具有重要的现实意义和推广价值。