基于BIM 技术的工程创优管理应用研究

杨 鹏，苏霁康，伍 平，盛 卓

（湖南省第二工程有限公司，长沙 410000）

安全生产标准化是施工企业实现高质量发展的必要条件，其不仅展现了项目的精细管理，同时也塑造了企业的良好形象，是保证施工安全的科学措施、治本之策。“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”是我国建筑施工安全领域的最高奖项，旨在规范施工安全生产工作，保障建筑职工生命安全与健康，被业内誉为安全文明施工方面的“鲁班奖”。该荣誉的获得，标志着项目的安全生产预防措施、管理工作的质量、职业健康安全管理体系的运行和环境文明施工等综合管理水平达到了行业领先水平。

BIM 技术无论是作为工程技术手段还是项目管理手段，理论上都在智能建造和项目信息化管理过程中发挥了不可忽视的促进作用。从现有研究情况来看，BIM 作为技术手段的论述主要是围绕BIM 综合应用、BIM 管线综合优化、碰撞检查、可视化交底、三维场地策划和智慧平台等技术手段应用进行研究。闫俊武等[1]以津滨时代卫南洼H4 地块房地产项目为例，阐述了项目运用BIM 技术合理优化施工准备阶段、主体阶段的三维施工场地布置方案。在管线综合优化设计方面，吴京戎等[2]以上海海昌极地海洋公园为例，研究了BIM技术在管廊机电工程中的综合应用。周相等[3]提出了一种基于BIM 的地下洞室三维可视化地质预报的方法，实现了三维可视化的超前地质预报，辅助现场安全施工。纵观众多的BIM 技术应用，多数是以解决工程技术难题、探索和挖掘更新颖的技术应用点为研究对象，而如何提升项目管理手段、促进项目工程创优的论述较少。而在实际工程实施过程中，BIM 技术在助力工程创优、促进工程质量和安全精细化管理工作中具有突出的作用。

BIM 技术助力工程创优，是在优秀经验中总结出来的最具价值的应用之一，其作为一种技术和管理手段，从项目开工之初贯穿到项目竣工交付，作为管理手段价值凸显在项目创优策划、样板交底、过程控制以及评奖汇报等方面，为项目创优目标顺利推进保驾护航。本文以运达滨河广场项目为载体，以创建“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”为目的，从创优方案策划、质安过程管理、观摩工地创建等几个方面论述了BIM 技术在项目工程创优中发挥的作用和效果。

1 项目情况介绍

运达滨河广场项目为建安工程施工项目，包括1栋超高层商住楼和北区地下室工程，建筑高度149.7 m，位于湖南省长沙市雨花区长沙大道与万家丽路交会处，总建筑面积为85 280.93 m2，地上建筑面积为56 476.23 m2，地下建筑面积28 804.7 m2。

本项目质量安全目标定位高，要确保获得湖南省质量最高奖“芙蓉奖”、争创鲁班奖和“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”，致力于打造成企业的精品工程和标杆项目，项目前期运用BIM技术完成了超高层建筑与结构模型，如图1 和图2 所示。

图1 建筑BIM 模型

图2 结构BIM 模型

运达滨河广场项目地下室紧邻建筑红线，场地布置具有较大的局限性，施工组织管理、现场平面布置极为被动和不利；同时，项目建设进度压力较大，需一次性投入的人材机较多，且现场多专业工种穿插施工，施工组织难度较大，施工场地内交通状况复杂。为能顺利地完成项目建设任务，项目部运用BIM 技术进行工程目标策划和场地动态布置，并结合工程创优目标，针对性编制了施工部署方案，有效解决了项目的难点。

2 BIM 先行——方案策划

根据项目组织难度大、工期紧的特点，要如何在紧张的工期内达到精品工程的高标准和高要求，以确保项目工程创优目标的实现呢？项目部在施工准备阶段就开始进行创优策划，大力应用BIM 技术，贯彻执行“策划先行、样板引路、过程管控、一次成优”的管理思路，采用诸多先进工艺打造安全质量特色，形成策划指导书，为争创“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”以及质量奖项提前确定指导思想、工作思路和方法。

2.1 施工场地布置策划

在策划方案过程中，为解决场地狭小、场内交通不便的问题，运用BIM 技术分别在施工基础阶段、主体阶段、装修阶段创建施工场地虚拟模型。BIM 模型按照企业安全文明标准化图集的要求，对施工出入口、现场围挡、场内道路、安全环保设施、材料堆场、办公区、生活区、消防设施、临边防护设施、材料加工区防护、起重机械设备、临水临电及观摩区等方面进行布置，模拟出各个阶段最优的布置方案，如图3（a）（b）所示，充分利用场地空间，合理安排施工场地内交通组织，确保安全施工。

图3 场地布置模型示意图

2.2 精品工程工艺节点策划

打造企业标杆项目，促成项目精品工程，安全施工为首要，质量保障是前提。质量安全管理贯穿项目全寿命周期，全面质量安全管理受到“人机料法环”五方面因素影响，要从根本上消除质量安全隐患，则需要在工序施工前形成有效的控制手段和措施，形成具有实际参考价值的策划方案或者指导文件，以此作为实施标准，对标施工，消除人、材料、方法和机械方面的质量安全隐患。运达滨河广场项目为确保项目质量过程精品、一次成优，在创优策划方案过程中，根据项目超高层的特点收集汇总了一般通用工艺标准和项目特有细部节点工艺，对照施工图纸，梳理关键工艺、工序节点，运用BIM 族构件功能，创建精品工程工艺族库。族库包含地下室工程、主体工程、屋面工程和装饰装修工程等分部分项工程的关键工艺、工序节点的BIM 模型，如图4（a）（b）（c）所示。在项目实施过程中，针对每项复杂、关键节点以三维漫游、工艺动画及文本分析等形式相结合展开交底工作，让施工管理人员、施工班组人员等从传统的二维图纸中抽离出来，使每一个关键工艺要点在他们头脑中形成具象。除此之外，项目利用精品工程工艺族库进行项目全员培训，以提升项目管理团队的专业水平和素质，以便在日常工作中能更好地解决质量安全管理难题。

图4 工艺模型示意图

3 BIM 助力观摩

举办质量安全标准化观摩工地是申报“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”的重要条件，为在规定的时间内具备观摩条件，项目采用BIM 技术结合生产进度管理，完成进度计划和进度过程管控。

3.1 进度分析

运达滨河广场项目工期要求紧，总工期为427 d，要求同年11 月份主体封顶，为确保同年6 月份达到主体形象进度70%的观摩条件，项目部应用BIM 技术完成项目进度管理与控制，将各专业BIM 模型整合，导入信息化平台中进行5D 模拟分析。

制作进度计划表，导入5D 平台，设定工程里程碑事件、施工段以及各分部分项工程进度的时间节点，将模型节点与相应时间节点事件关联，形成完整的流水施工模拟。在此模拟过程中首先可以全面了解到工序的开始与结束时间以及工序的搭接时间，在计划进度与实际进度出现偏差的情况下，可以提前进行进度管控，查摆问题、调整计划，使工期尽量控制在合同工期以内。其次，基于不同专业BIM模型的整合模拟分析，可判断专业间交叉作业时间节点，提前准备施工工作面，合理安排工程所需的人材机等。

基于BIM 5D 技术的工程进度管理，可监测项目工期进度，确保工程进度偏差始终维持在可控范围内[4]，力保在要求时限内达到观摩条件等作用，其在此项目中得到了有效的实践与应用。

3.2 过程管控

质量安全标准化观摩活动，除了对工程本身的工程质量有严格要求，还对施工现场的安全文明施工有严格要求，观摩活动既是评选“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”的关键所在，也是企业形象宣传的有利机会。

在传统的安全文明施工准备工作中，首要工作是进行二维的现场施工布置平面图。二维平面图主要是以平面形状、图层颜色和图例示意来表达平面布置图中的场地构件，虽能满足主要的表达意图，但是其表达方式较为抽象，难以传达出场地布置的空间感知效果。在项目体量大或面积大的情况下，项目难以从二维平面图中对场地规划进行全面把控。

本项目在实施过程中，首先运用精品工程工艺族库和安全文明施工布置BIM 模型对项目技术人员、班组长以及作业人员，进行三级技术交底，为后续现场实施打下了坚实的基础。其次，为了有序组织观摩人员进行现场学习交流，项目创新工作思路和方法，利用BIM 模型动态模拟人流量，完成了科学合理的观摩路线。再次，为使观摩者在现场能学习到项目的优秀经验和做法，项目运用BIM 技术完成了项目基坑支护工程、地下室工程、钢筋混凝土工程、砌体工程、抹灰工程、机电管综排布、楼梯间、卫生间、变形缝、墙地面排砖及屋面防水等部位复杂节点及质量精品节点模型达30 余个，打印成展板20 余张，展示在观摩通道长廊两侧、施工现场以及实体样板对应位置，如图5（a）（b）所示。

图5 现场观摩展示

3.3 线上云观摩

2022 年3 月—7 月，湖南长沙反复受新冠感染疫情影响，各类场所对人群聚集有规定，项目观摩现场人数每日受限，运达滨河广场项目采取线上观摩和线下观摩相结合的方式进行。云观摩方式有2 种，一种是运用全景相机拍摄项目每个展区场景，再通过PTGui 图像软件处理后形成可发布浏览的图片格式，导入云平台，形成实体云观摩；另一种是运用三维BIM 场地模型，创建1∶1 的虚拟实体样板、安全文明布置、观摩通道等在Iumion 软件中制作各展区的全景图片导入云平台，形成虚拟云观摩。2 种观摩方式都是在云平台中按照实际观摩路线设置热点，在热点处添加相关的视频、语音、图片等介绍，并制作成线上云观摩二维码。观摩者扫开二维码，从视觉、听觉和感觉上进行全方位点击查看，透过手机屏幕就感受现场的真实情况，像置身于现场进行观摩学习。

4 BIM 助力验收、评奖

BIM 模型的意义在于信息数据的收集、整理，模型涵盖建筑物的基础信息，也包括了建造过程信息。项目将工程建造过程资料挂接于BIM 模型相应构件，形成内涵丰富、信息完善、数据完整的信息化模型，使BIM模型的应用不止于施工过程，而将其延续到项目竣工验收、项目运维管理以及项目创优评奖工作。

工程竣工验收工作中所需的大量数据表单、管理痕迹材料等只需打开模型数据平台下载即可。如竣工验收所需的质量监督报告、质量验收文件、隐蔽工程验收报告和过程检查表单等均可从模型中定位下载，避免了纸质资料容易遗失、损毁等弊端。另外，在项目工程创优申报以及创奖汇报材料的收集工作中，BIM 信息模型同样能发挥其数据信息的特点，工程创优评奖所需的施工过程资料、影像资料、复杂节点模型和精品工程工艺展示资料等，均可以十分便利、快捷地从模型中获取，节约了大量的资料收集与整理时间。

从本项目运用BIM 技术的实际经验发现，以施工过程充分运用BIM 技术管理为前提，BIM 模型无论是在分部分项工程验收、竣工验收还是工程创优评奖工作中都能发挥其数据信息价值，具有促进提升项目管理效益的实际意义。

5 结束语

首先，本文基于工程实际按需在项目的质量、安全等管理工作中应用BIM 技术，将BIM 技术深度与项目管理融合，协助项目打造精品工程作出了努力，为企业强化创新体系和创新能力建设作出了贡献。其次，BIM技术作为运达项目的一种管理手段，为项目创新工作思路、方法、提升项目管理效率以及工程创优评奖工作提供了技术支撑。再次，本项目借助BIM 技术指导“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”的创建，实现工程创优工作的策划先行、过程管控等环节，有力地证明了BIM 技术在项目实施中的指导意义。最后，BIM 技术为项目工程资料、数据信息归集提供了模型载体，将庞大的数据资料加载于模型之中，为项目竣工验收、工程创奖工作做好了信息储备、为项目的运维工作提供了数据基础，实现建造信息化数字赋能。