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1、走马湖水系综合治理工程是鄂州花湖机场的先导项目,是设计施工总承包EPC项目。项目用地面积约528.7万r2,且湖泊区域面积约占全场面积的1413,土石方填筑约3OOO万m3,工程工期紧,工程量巨大。本项目施工内容主要有围堰、边坡、清淤换填、强夯置换、排水板、碎石桩施工等,具有地质条件复杂、施工难度大等特点。为解决上述问题,研究了BIM技术在设计阶段与施工阶段的应用流程,构建了B1M技术在深化设计、造价管理、质量安全管理、施工进度管理等方面的应用内容,为今后相关工作的开展提供参考。1 BIM技术在设计阶段与施工阶段的应用1.1 设计阶段在机场土石方与地基处理工程设计阶段,项目采用BIM技术对设计
2、图纸进行部分翻模、部分正向设计、部分辅助设计出图,BIM技术主要用于场地分析、排水分析、路线分析、土石方填挖量计算、方案比选等。1.1.1 场地排水分析通过勘察数据,利用B1M+GIS技术进行场区内排水分析、坡度分析、高程分析、填挖方分析等,辅助设计进行方案优化。以排水分析为例,根据原地势数据利用Civi13D软件建立专项排水分析模型。模型体现坐标信息、地势信息、流域信息、水位信息、坡向信息及流向信息,并结合原有排水管网,建立项目临时围堰工程模型。根据模型出具排水分析报告。报告体现排水分析模型图像、排水分析结果,其中包括地势分析、流域分析、坡向分析及江水位分析,以及对场地设计方案或工程设计方案
3、的排水分析数据对比,辅助确定排水方案、围堰方案等。根据原始场地三维模型,建立场地坡率分析图。由于本场地地势较平坦,根据CJJ832016城乡建设用地竖向规划规范,为满足地面排水的规划要求,地面自然排水坡度不宜小于0.3%,故将本场地坡率总体分为3组,00.3%为第一组;0.3%100%为第二组;100%以上的坡率为第三组,见表1o由表1可见,本场区坡率大于0.3%的区域面积占整个场区的90.5%。坡率小于0.3%的区域在湖积区,属于填方处理区域,因此整个场地的竖向高程满足排水要求。表1排水坡率分析表分组编号最力战率/%最大坡率/%面积/11f占比/%分组占比/%1100.3498269.299
4、.439.4320.31730226.6413.823151381285.4626.1145101136696.7521.51510782650.9614.8161520354098.226.7072030276795.745.2428304082949.381.5790.549405025036.850.471050607406.690.141160704056.80.081270801771.550.03138090506.030.011490100678.440.013151001629.511718.070.030.03合计5284146.871001001.1.2土石方计算通过BIM
5、+GIS技术进行场区内土石方计算,通过图纸翻摸,审核图纸工程量,对出现的工程量差进行调差,减少设计误差,提高工程量的准确性,降低成本风险。利用Civi13D和ReVit软件进行工程量计算统计工作,根据原地面数据、设计面生成土石方挖填方实体,利用创建土方施工图功能,可以生成土方施工网格图,利用网格图统计出每个网格的挖填方量。利用验槽测量数据与清淤泥前测量数据在Civi13D中生成曲面,导出淤泥体图纸,在revit软件中利用淤泥体图纸建立淤泥族,最后在revit生成淤泥模型,统计淤泥工程量等。1.1.3围堰路线设计根据勘察院提供的原始地质模型,在Civi13D软件中进行围堰、便道等设计优化,以起到
6、辅助设计出图、降低成本、优化设计的作用。施工现场对原地面进行复测,根据复测数据在Civi13D建立原地面曲面模型,结合料源、地质条件、天气条件、业主要求、抽水要求、施工组织条件等现场施工条件,对设计路线进行重新设计。利用CiVi13D中的路线设计功能,将围堰或者施工便道路线转化为深化设计道路路线,通过Civi13D部件编辑器创建各个路线断面的横纵断面,自动生成围堰曲面或者道路曲面,将围堰或道路曲面与现场原始地形曲面进行放坡,生成实体如图1所示。1.2施工阶段1.2.1 施工方案模拟利用BIM模型辅助完成工程施工方案,通过BIM模型,进行方案模拟及方案优化,验证施工方案的合理性;对各专业模型进行
7、三维可视化交底,同时对施工重难点、安全风险点、工序工法、工程量计算等内容进行专项模拟分析,最终根据试验段报告和BIM优化分析,走马湖水系综合治理项目将部分区域强夯置换工艺换为排水板工艺。1.2.2 施工进度模拟为精细化控制施工进度,利用Fuzor和Navisworks软件对走马湖三工区湖区进行4D施工进度模拟,与实际进度进行对比和偏差分析,有助于快速展开进度偏差分析和采取纠偏措施,控制工期延误的风险。1.2.3 施工计量与成本核算通过ReVit构件明细表功能,对模型构件进行构件数量、体积等统计工作,通过ReVit建模实现对盲沟、集水井、监测、土石方等工程量进行快速核算。每月按照生产进度,建立施
8、工模型,完善模型属性信息、试验资料信息。每月计量计价应有对应的模型量。每月收方模型应与资料、数字化数据相对应(图2)。I走马湖收方模型=三二g;=r-走马湖第次收方图2B1M计价模型走4湖综合治理工程土石方工程三工区走为湖石方填筑T程值计算表通过BIM在施工阶段的成本应用,可大大提高建设方对已施工工程量的核算效率及准确性,为计量支付提供必要的决策依据,实现成本管理的精细化。针对地基处理工程,排水板、碎石桩、强夯置换桩数据巨大,项目应用数字化施工技术,通过数字化施工平台生成数据信息表,利用Dynamo软件将施工数据自动生成BIM施工模型,实现数字化施工与BIM施工模型转化,为计量计价奠定基础,如
9、图3所示。图3排水板计量计价模型1.2.4 BIM5D协同管理基于BIM5D平台,通过BIM技术的三维可视性化优势,为后期各工区BIM技术应用提供基础。通过BIM5D电脑PC端,将BIM模型导入平台,在平台中划分流水段,上传进度计划,导入方案、标准,实现施工模拟、工艺库关联等功能。通过B1M5D手机移动端,对现场安全、质量、生产进度现场进行把控,将施工影像资料上传收集等。通过BIM5D网页端,实现公司、项目部领导远程了解项目安全、质量、生产进度、资料等完成情况。根据已经审核过的进度计划进行周计划设置,监督现场施工进度。基于BIM协同平台有效提升了项目安全质量隐患整改效率和整改水平,提高了项目进
10、度管理及信息整合水平。在质量、安全管理中,利用网页端汇总的数据,可统计质量安全管理过程中的各类问题。针对项目场区范围大、车辆多、爆破等危险源较多,项目部采用BIM5D定点巡视功能,在场区危险源处张贴危险源二维码,每天定点巡视,提高安全意识,加强项目安全管控。2BIM技术应用总结走马湖综合治理工程通过BIM技术在EPC项目中的综合应用,极大地加快了项目整体施工进度,提高了施工质量和施工管理效率。在设计方面,将大大降低设计成本和管理成本,减少设计人员的工作强度,由传统的二维审图变为三维模型立体审图,优化设计方案,对设计审图方面工作效率提高50%以上,缩短了设计优化的时间,降低了设计成本;在施工管理
11、方面,通过BIM5D平台的协同管理,增强现场管理人员对现场安全、质量、进度的把控,实现对现场情况的实时监督指导;在工程计量方面,将极大地提高结算效率,大幅提高建设方对已施工工程量的核算效率及准确性,为计量支付提供必要的决策依据,实现成本管理的精细化。2.1 软件应用技术路线项目采用Civi13D对场地原始场地进行建模,通过设计完成面和原始地质面形成实体模型,导出为族,以族的形式插入Revit中,通过在ReVit建立项目,导出构建明细表。地基处理工程通过Dynam。软件,将施工数据自动生成ReVit模型。通过revit转换到BIM5D平台中进行协同应用管理的技术路线,并协助进行算量和分析。2.2
12、 BIM5D平台协同管理采用1UmiOn、FuzorsNavisworkssB1m5D等软件实现项目可视化、仿真性、协调性、优化性等功能;基于BIM协同平台的安全、质量、进度、成本管理,有效地提升了项目安全质量隐患整改效率和整改水平,强化了以日保周、以周保月、以月保年的进度管理体系,推动了项目进度管理反馈机制的改良,弥补了日常劳动力、机械、问题原因等基础数据统计不足的短板,提升了项目进度管理水平及信息整合水平。2.3 基于BIM技术三维可视化对复杂节点、施工工艺、施工节点等进行施工模拟、三维技术交底、行走漫游、碰撞检查等,有效提高了项目技术管理水平,对项目图纸会审、方案编制、技术交底、技术交流
13、等技术管理行为起到了良好的辅助作用。3结束语项目自开工以来,积极努力推行,应用各种信息化管理平台及软件。各个信息管理平台的联合应用,实现了施工管控、施工计量、资料同步一体化,做到施工现场可视化、虚拟化的协同管理,实现施工进度、安全质量、成本全过程的信息化管理。项目BIM技术的应用做到施工任务有迹可循,实现质量情况可追溯的动态管理。通过施工进度的虚拟控制与优化,计划进度与实际进度的对比,更直观地找出差异,分析原因。BIM技术在EPC项目中的应用将为后期机场工程建设提供宝贵的BIM应用经验,同时项目采用的BIM施工计量计价技术,将为BIM计量的转型提供宝贵的试验经验,同时项目在机场BIM技术的应用,为推动四型机场的建设提供了强有力的支持。