BIM視界 | BIM在成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用（成都市工程造價(jià)協(xié)會(huì) 2018年優(yōu)秀工程造價(jià)學(xué)術(shù)論文 一等獎(jiǎng)）

一等獎(jiǎng)

BIM在成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用

摘要：以成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的BIM 技術(shù)應(yīng)用為例，介紹了在機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目BIM實(shí)施的組織架構(gòu)和各參與方關(guān)鍵職責(zé)；施工準(zhǔn)備階段的碰撞檢測(cè)、施工圖深化設(shè)計(jì)、方案模擬等BIM 應(yīng)用；在施工階段的BIM 三維交底、現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)、4D進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管理、變更管理等BIM應(yīng)用，總結(jié)了各板塊BIM應(yīng)用的價(jià)值，供類似項(xiàng)目全過程BIM 應(yīng)用借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)；BIM；全過程；價(jià)值

        引言

      成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)一期項(xiàng)目總投資718.6億元，規(guī)劃總面積約為49.2km2。規(guī)劃飛行區(qū)等級(jí)為4F級(jí)，建成后旅客吞吐量將達(dá)到9000萬(wàn)人次/年以上，貨物吞吐量達(dá)到200萬(wàn)/年噸，飛行起降達(dá)到75萬(wàn)架次/年。新機(jī)場(chǎng)將建設(shè)兩縱一橫3條跑道，東西跑道間距2400米，為國(guó)內(nèi)最寬；設(shè)計(jì)年旅客吞吐量4000萬(wàn)人次、貨郵吞吐量70萬(wàn)噸、飛機(jī)起降量32萬(wàn)架次。遠(yuǎn)期目標(biāo)，機(jī)場(chǎng)將規(guī)劃建設(shè)四縱二橫共6條跑道，航站樓總面積126萬(wàn)平方米的規(guī)模，規(guī)劃總用地52平方公里，可滿足年旅客吞吐量9000萬(wàn)人次、貨郵吞吐量200萬(wàn)噸的需求。一期建設(shè)內(nèi)容包括：約67萬(wàn)平方米的航站樓、17萬(wàn)平米停車樓、8萬(wàn)平方米的綜合交通換乘中心、3萬(wàn)平米運(yùn)行指揮大樓、進(jìn)出港高架橋以及航站區(qū)范圍內(nèi)的下穿隧道、軌交工程、各類管廊、登機(jī)橋、APM、PRT等設(shè)施。

圖1成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)全景效果圖

       成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目在建設(shè)過程中面臨著以下難點(diǎn)：

       (1)項(xiàng)目建設(shè)工期緊張，進(jìn)度管理壓力大；

      (2)施工環(huán)境條件復(fù)雜，緊鄰工程施工影響大，管理要求高；

      (3)工程安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)眾多，安全管理點(diǎn)多面廣，難度極大；

       (4)參建單位多，協(xié)調(diào)管理難度高；

      (5)智能建筑工程與民航弱電信息系統(tǒng)，智能、信息、集成化程度高；

       (6)機(jī)電設(shè)備安裝相互關(guān)系復(fù)雜，動(dòng)態(tài)控制和聯(lián)動(dòng)調(diào)試要求高；

       成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)單位結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，決定在項(xiàng)目的實(shí)施過程中采用BIM 技術(shù)，對(duì)BIM 的應(yīng)用進(jìn)行了整體策劃，通過合同對(duì)設(shè)計(jì)單位、施工單位等明確各主要參建方的BIM 實(shí)施職責(zé)和具體要求，在不改變項(xiàng)目的發(fā)包模式的情況下，以BIM 技術(shù)解決項(xiàng)目的重難點(diǎn)，提升項(xiàng)目的精細(xì)化管理水平。

       1   BIM技術(shù)應(yīng)用的組織架構(gòu)

       根據(jù)該項(xiàng)目BIM實(shí)施的總體架構(gòu)如圖2所示，由BIM咨詢單位作為指揮部項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)的一部分，專職輔助業(yè)主開展該項(xiàng)目整體BIM工作的策劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、實(shí)施管理、協(xié)調(diào)、成果審查和交付工作。各參建單位配置專職的BIM負(fù)責(zé)人，作為項(xiàng)目整體BIM工作組成員參與各項(xiàng)BIM會(huì)議，管理和協(xié)調(diào)本單位內(nèi)的BIM工作開展，交付相應(yīng)的BIM應(yīng)用成果，由指揮部和BIM咨詢單位共同管理。

圖2成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)BIM應(yīng)用組織架構(gòu)

       此組織架構(gòu)下，該項(xiàng)目各主要參與方的BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵職責(zé)如下。

       建設(shè)單位主要職責(zé)：

      (1)接受BIM咨詢單位開展的各項(xiàng)調(diào)研工作；

      (2)提出各項(xiàng)BIM應(yīng)用具體需求及平臺(tái)開發(fā)需求；

      (3)確認(rèn)項(xiàng)目BIM協(xié)同平臺(tái)及相應(yīng)軟硬件資源；

      (4)審定BIM實(shí)施規(guī)劃及各項(xiàng)相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃；

       (5)審定實(shí)施過程中的方案及各項(xiàng)成果；

      (6)協(xié)調(diào)推進(jìn)、監(jiān)督執(zhí)行、整體把控與協(xié)調(diào)。

       BIM咨詢單位主要職責(zé)：

       (1)總體策劃，制定實(shí)施規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，職責(zé)界面劃分；

       (2)配合業(yè)主建立BIM應(yīng)用組織體系和管理制度；

       (3)審核該項(xiàng)目統(tǒng)一坐標(biāo)體系、模型原點(diǎn)、各專業(yè)計(jì)量單位等模型基礎(chǔ)文件；

       (4)協(xié)助業(yè)主編制施工和監(jiān)理等單位的BIM技術(shù)應(yīng)用相關(guān)招標(biāo)和合同條款；

      (5)監(jiān)督、審查和協(xié)調(diào)施工過程中的BIM應(yīng)用，提供專業(yè)的BIM技術(shù)支持；

       (6)對(duì)施工準(zhǔn)備、施工實(shí)施階段的BIM模型及應(yīng)用成果進(jìn)行審核；

      (7)組織和整合竣工模型及各類BIM竣工資料；

       (8)完成項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)的部署；

       (9)提供BIM培訓(xùn)。

       設(shè)計(jì)單位主要職責(zé)：

       (1)編制設(shè)計(jì)階段BIM實(shí)施方案；

       (2)定期提供設(shè)計(jì)圖紙、BIM模型及BIM應(yīng)用成果，進(jìn)行技術(shù)配合，創(chuàng)建、更新模型，并參與研討B(tài)IM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用；

       (3)完成數(shù)據(jù)信息的收集、集成、更新和完善等工作；

       施工單位主要職責(zé)：

       (1)接收施工圖設(shè)計(jì)模型，對(duì)總包范圍內(nèi)的施工圖設(shè)計(jì)模型進(jìn)行必要的校核和調(diào)整，完善成為施工圖深化設(shè)計(jì)模型，并在施工過程中及時(shí)更新，保持適用性，創(chuàng)建和更新施工過程BIM模型；

      (2)對(duì)于總包范圍內(nèi)的其他區(qū)域進(jìn)行施工BIM模型創(chuàng)建、應(yīng)用和更新；

       (3)統(tǒng)籌管理總包范圍內(nèi)各分包方BIM團(tuán)隊(duì)施工深化設(shè)計(jì)模型和施工過程模型，方便各專業(yè)間模型互用；

       (4)提供施工組織方案、進(jìn)度安排等，完成BIM在施工階段的應(yīng)用并按業(yè)主方要求提交應(yīng)用成果；

       (5)組織分包單位進(jìn)行施工階段BIM模型專業(yè)信息收集、更新和完善；

       (6)接受BIM咨詢團(tuán)隊(duì)的相關(guān)平臺(tái)培訓(xùn)，在協(xié)同平臺(tái)上開展有關(guān)工作。

       2   BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

       2.1基于BIM的碰撞檢查

       該項(xiàng)目工程體量大，專業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜，整個(gè)建筑體涉及到土建、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻、屋面、暖通、給排水、電氣、行李系統(tǒng)等20幾個(gè)專業(yè)和系統(tǒng)。面對(duì)這樣龐大的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師應(yīng)用傳統(tǒng)的方法無(wú)法對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)都花費(fèi)很多的精力去實(shí)現(xiàn)相互間的協(xié)調(diào)。該項(xiàng)目充分發(fā)揮BIM 技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，將創(chuàng)建好的各專業(yè)模型通過Navisworks模型進(jìn)行整合，并應(yīng)用軟件的自動(dòng)檢測(cè)功能進(jìn)行專業(yè)間的碰撞檢測(cè)，從而將傳統(tǒng)二維圖紙中不易發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)漏碰缺問題暴露出來(lái)，并尋求協(xié)調(diào)解決的辦法。目前已發(fā)現(xiàn)各類有效碰撞進(jìn)千余處，按單體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3各單體有效碰撞數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

        2.2基于BIM的施工圖深化設(shè)計(jì)

       基于BIM的施工圖深化設(shè)計(jì)工作是該項(xiàng)目施工準(zhǔn)備階段內(nèi)的主要工作內(nèi)容，由BIM咨詢單位總體組織和審查、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位過程配合、施工單位負(fù)責(zé)實(shí)施、指揮部負(fù)責(zé)最終成果的確認(rèn)和接收。本項(xiàng)工作主要包括：設(shè)計(jì)成果整合及移交、施工圖深化設(shè)計(jì)、施工圖深化設(shè)計(jì)審查及確認(rèn)、深化設(shè)計(jì)BIM模型創(chuàng)建、深化設(shè)計(jì)BIM模型審查、深化設(shè)計(jì)BIM模型檢查報(bào)告編制、深化設(shè)計(jì)BIM模型修改及更新。

圖4 土建深化設(shè)計(jì)模型

圖5 機(jī)電深化設(shè)計(jì)模型及圖紙

圖6 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型

圖7 金屬屋面深化設(shè)計(jì)模型

        2.3基于BIM的施工方案及施工工藝模擬

       基于BIM的施工方案模擬工作是基于深化設(shè)計(jì)BIM模型開展的，在經(jīng)審核修改后的深化設(shè)計(jì)BIM模型的基礎(chǔ)上附加建造過程、施工順序、施工工藝等信息，對(duì)施工過程進(jìn)行可視化模擬，提高方案審核的準(zhǔn)確定，實(shí)現(xiàn)施工方案的可視化交底。如圖8所示為該項(xiàng)目開展一些方案模擬視頻。該場(chǎng)項(xiàng)目由于規(guī)模大專業(yè)眾多，項(xiàng)目施工重難點(diǎn)很多，有眾多的專項(xiàng)方案需要評(píng)審，在施工專項(xiàng)方案評(píng)審中，結(jié)合BIM的方式，通過文字加模擬動(dòng)畫的形式使得方案內(nèi)容的展現(xiàn)形式更加生動(dòng)具體，比如在T1航站樓深基坑施工方案評(píng)審會(huì)中僅僅用時(shí)2小時(shí)就完成了方案評(píng)審，調(diào)高了方案評(píng)審效率。

圖8 施工方案模擬

       3   BIM技術(shù)在施工實(shí)施階段的應(yīng)用

       3.1施工階段的現(xiàn)場(chǎng)組織與協(xié)調(diào)

       在項(xiàng)目的施工階段，BIM咨詢單位將根據(jù)本實(shí)施方案中制定的組織管理機(jī)制以，應(yīng)用BIM模型和BIM協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行施工階段的現(xiàn)場(chǎng)組織與協(xié)調(diào)工作，充分利用BIM技術(shù)可視化、信息化的手段解決現(xiàn)場(chǎng)的各類工程實(shí)際問題。

       3.2專業(yè)模型3D協(xié)調(diào)與交底

       BIM咨詢單位應(yīng)聯(lián)合監(jiān)理單位，組織基于專業(yè)模型的三維環(huán)境下的協(xié)調(diào)與交底，在不改變傳統(tǒng)交底模式的前提下，充分發(fā)揮BIM模型三維可視化的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)該項(xiàng)目各施工區(qū)域、各單位及各專業(yè)間的問題；同時(shí)組織相關(guān)參建單位召開三維交底周例會(huì)，利用三維BIM模型及相關(guān)BIM技術(shù)應(yīng)用成果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行施工交底。傳統(tǒng)的技術(shù)交底都是以文字的形式表達(dá)，基于BIM的形式表達(dá)更加直觀高效，是傳統(tǒng)方式的一個(gè)有力補(bǔ)充。

圖9 行李系統(tǒng)模型交底會(huì)

       3.3基于BIM的4D進(jìn)度管理

       基于BIM技術(shù)的4D進(jìn)度管理主要是通過建立基準(zhǔn)施工圖設(shè)計(jì)模型以及基準(zhǔn)4D進(jìn)度模擬，利用模型以及進(jìn)度模擬的形式將方案進(jìn)度計(jì)劃和實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行定期比對(duì)，找出差異并分析原因，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的合理控制與優(yōu)化。項(xiàng)目占地面積約49平方公里，進(jìn)度管理如果通過傳統(tǒng)的管理方式進(jìn)行進(jìn)度取證，工作量是非常大的，實(shí)施4D進(jìn)度對(duì)比和全景式進(jìn)度查詢和跟蹤，通過無(wú)人機(jī)航拍照片與基準(zhǔn)4D進(jìn)度模型進(jìn)行比對(duì)，分析滯后原因，如圖10所示。全景式進(jìn)度查詢?yōu)楣芾砣藛T全面的了解現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度提供了便利，如圖11所示。

圖10 4D進(jìn)度靜態(tài)對(duì)比

圖11全景式進(jìn)度查詢及跟蹤

       3.4基于BIM模型和平臺(tái)的質(zhì)量安全管理

       基于BIM技術(shù)的質(zhì)量與安全管理是通過現(xiàn)場(chǎng)施工情況與模型的比對(duì)，通過BIM協(xié)同平臺(tái)及時(shí)有效的暴露施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量安全問題，從而提高質(zhì)量檢查的效率與準(zhǔn)確性，并有效控制危險(xiǎn)源，如圖12所示。

圖12 協(xié)同平臺(tái)質(zhì)量安全巡檢

       3.5 BIM施工模型更新維護(hù)及變更管理

       在施工進(jìn)行的過程中，BIM咨詢單位根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合變更和現(xiàn)場(chǎng)情況，組織各專業(yè)施工單位定期（月度、季度、半年度）將施工過程中產(chǎn)生的變更、過程信息、設(shè)備信息、運(yùn)維所需信息等加載到三維模型中，隨工程進(jìn)度定期更新。按照要求定期更新三維模型，加入相關(guān)工程信息，如圖13所示。BIM咨詢單位聯(lián)合監(jiān)理單位對(duì)定期更新的施工BIM模型安排專人進(jìn)行成果審核，確保施工BIM模型與現(xiàn)場(chǎng)情況的一致性，以及施工單位更新的工程資料信息及設(shè)備信息的準(zhǔn)確性。

圖13 模型變更維護(hù)

       4   結(jié)論

       作為全國(guó)少有的在設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工全過程全面應(yīng)用BIM技術(shù)的機(jī)場(chǎng)類項(xiàng)目，成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)建立起了以BIM咨詢?yōu)楹诵?，參建單位全面配合的BIM輔助設(shè)計(jì)及施工的工作模式。在過程中編制了實(shí)施方案，各應(yīng)用點(diǎn)實(shí)施細(xì)則，BIM工作管理制度等技術(shù)及管理文件，形成了一套完整的大型基礎(chǔ)設(shè)施類項(xiàng)目BIM應(yīng)用管理體系。

       在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等各階段開展的各類BIM應(yīng)用，給項(xiàng)目帶來(lái)了在質(zhì)量、工期、成本、管理上的各種價(jià)值創(chuàng)造，總結(jié)如下：

      (1)在設(shè)計(jì)板塊，通過專項(xiàng)分析輔助設(shè)計(jì)決策及方案比選；管控設(shè)計(jì)深度和設(shè)計(jì)質(zhì)量；通過機(jī)電管線綜合，控制室內(nèi)設(shè)計(jì)凈高；工藝流程驗(yàn)證；

      (2)在成本板塊，為招標(biāo)提供工程量清單參考，過程工程量提取，招標(biāo)要求及工程量變更分析；

      (3)在工程板塊，模擬施工演示施工組織策劃，核校施工單位的資源投放及工程組織，施工過程中輔助設(shè)計(jì)變更決策、減少返工，進(jìn)度監(jiān)督與預(yù)警。

       此外項(xiàng)目還采用了720全景技術(shù)、VR安全質(zhì)量教育、3D掃描、傾斜攝影、智慧工地管理系統(tǒng)等擴(kuò)展新興技術(shù)。平臺(tái)開發(fā)考慮到了后期的兼容性，能不斷的升級(jí)改進(jìn)，滿足了業(yè)主的創(chuàng)新性管理需求。為類似項(xiàng)目BIM應(yīng)用的實(shí)施提供了參考。

       [參考文獻(xiàn)]

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