BIM視界 | BIM在成都天府國際機場項目中的應用（成都市工程造價協(xié)會 2018年優(yōu)秀工程造價學術論文 一等獎）

一等獎

BIM在成都天府國際機場項目中的應用

摘要：以成都天府國際機場項目的BIM 技術應用為例，介紹了在機場項目BIM實施的組織架構和各參與方關鍵職責；施工準備階段的碰撞檢測、施工圖深化設計、方案模擬等BIM 應用；在施工階段的BIM 三維交底、現(xiàn)場協(xié)調、4D進度管理、質量安全管理、變更管理等BIM應用，總結了各板塊BIM應用的價值，供類似項目全過程BIM 應用借鑒與參考。

關鍵詞：機場；BIM；全過程；價值

        引言

      成都天府國際機場一期項目總投資718.6億元，規(guī)劃總面積約為49.2km2。規(guī)劃飛行區(qū)等級為4F級，建成后旅客吞吐量將達到9000萬人次/年以上，貨物吞吐量達到200萬/年噸，飛行起降達到75萬架次/年。新機場將建設兩縱一橫3條跑道，東西跑道間距2400米，為國內最寬；設計年旅客吞吐量4000萬人次、貨郵吞吐量70萬噸、飛機起降量32萬架次。遠期目標，機場將規(guī)劃建設四縱二橫共6條跑道，航站樓總面積126萬平方米的規(guī)模，規(guī)劃總用地52平方公里，可滿足年旅客吞吐量9000萬人次、貨郵吞吐量200萬噸的需求。一期建設內容包括：約67萬平方米的航站樓、17萬平米停車樓、8萬平方米的綜合交通換乘中心、3萬平米運行指揮大樓、進出港高架橋以及航站區(qū)范圍內的下穿隧道、軌交工程、各類管廊、登機橋、APM、PRT等設施。

圖1成都天府國際機場全景效果圖

       成都天府國際機場項目在建設過程中面臨著以下難點：

       (1)項目建設工期緊張，進度管理壓力大；

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

      (3)工程安全風險點眾多，安全管理點多面廣，難度極大；

       (4)參建單位多，協(xié)調管理難度高；

      (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)機電設備安裝相互關系復雜，動態(tài)控制和聯(lián)動調試要求高；

       成都天府國際機場項目建設單位結合項目的具體情況，決定在項目的實施過程中采用BIM 技術，對BIM 的應用進行了整體策劃，通過合同對設計單位、施工單位等明確各主要參建方的BIM 實施職責和具體要求，在不改變項目的發(fā)包模式的情況下，以BIM 技術解決項目的重難點，提升項目的精細化管理水平。

       1   BIM技術應用的組織架構

       根據該項目BIM實施的總體架構如圖2所示，由BIM咨詢單位作為指揮部項目管理團隊的一部分，專職輔助業(yè)主開展該項目整體BIM工作的策劃、標準制定、實施管理、協(xié)調、成果審查和交付工作。各參建單位配置專職的BIM負責人，作為項目整體BIM工作組成員參與各項BIM會議，管理和協(xié)調本單位內的BIM工作開展，交付相應的BIM應用成果，由指揮部和BIM咨詢單位共同管理。

圖2成都天府國際機場BIM應用組織架構

       此組織架構下，該項目各主要參與方的BIM 技術應用的關鍵職責如下。

       建設單位主要職責：

      (1)接受BIM咨詢單位開展的各項調研工作；

      (2)提出各項BIM應用具體需求及平臺開發(fā)需求；

      (3)確認項目BIM協(xié)同平臺及相應軟硬件資源；

      (4)審定BIM實施規(guī)劃及各項相關BIM標準規(guī)劃；

       (5)審定實施過程中的方案及各項成果；

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

       BIM咨詢單位主要職責：

       (1)總體策劃，制定實施規(guī)劃和標準，職責界面劃分；

       (2)配合業(yè)主建立BIM應用組織體系和管理制度；

       (3)審核該項目統(tǒng)一坐標體系、模型原點、各專業(yè)計量單位等模型基礎文件；

       (4)協(xié)助業(yè)主編制施工和監(jiān)理等單位的BIM技術應用相關招標和合同條款；

      (5)監(jiān)督、審查和協(xié)調施工過程中的BIM應用，提供專業(yè)的BIM技術支持；

       (6)對施工準備、施工實施階段的BIM模型及應用成果進行審核；

      (7)組織和整合竣工模型及各類BIM竣工資料；

       (8)完成項目協(xié)同管理平臺的部署；

       (9)提供BIM培訓。

       設計單位主要職責：

       (1)編制設計階段BIM實施方案；

       (2)定期提供設計圖紙、BIM模型及BIM應用成果，進行技術配合，創(chuàng)建、更新模型，并參與研討B(tài)IM技術在設計階段的應用；

       (3)完成數據信息的收集、集成、更新和完善等工作；

       施工單位主要職責：

       (1)接收施工圖設計模型，對總包范圍內的施工圖設計模型進行必要的校核和調整，完善成為施工圖深化設計模型，并在施工過程中及時更新，保持適用性，創(chuàng)建和更新施工過程BIM模型；

      (2)對于總包范圍內的其他區(qū)域進行施工BIM模型創(chuàng)建、應用和更新；

       (3)統(tǒng)籌管理總包范圍內各分包方BIM團隊施工深化設計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、進度安排等，完成BIM在施工階段的應用并按業(yè)主方要求提交應用成果；

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

       (6)接受BIM咨詢團隊的相關平臺培訓，在協(xié)同平臺上開展有關工作。

       2   BIM技術在施工準備階段的應用

       2.1基于BIM的碰撞檢查

       該項目工程體量大，專業(yè)系統(tǒng)復雜，整個建筑體涉及到土建、鋼結構、玻璃幕墻、屋面、暖通、給排水、電氣、行李系統(tǒng)等20幾個專業(yè)和系統(tǒng)。面對這樣龐大的系統(tǒng)，設計師應用傳統(tǒng)的方法無法對每一個系統(tǒng)都花費很多的精力去實現(xiàn)相互間的協(xié)調。該項目充分發(fā)揮BIM 技術具有可視化、協(xié)調性的特點，將創(chuàng)建好的各專業(yè)模型通過Navisworks模型進行整合，并應用軟件的自動檢測功能進行專業(yè)間的碰撞檢測，從而將傳統(tǒng)二維圖紙中不易發(fā)現(xiàn)的錯漏碰缺問題暴露出來，并尋求協(xié)調解決的辦法。目前已發(fā)現(xiàn)各類有效碰撞進千余處，按單體統(tǒng)計數據如圖3所示。

圖3各單體有效碰撞數據統(tǒng)計

        2.2基于BIM的施工圖深化設計

       基于BIM的施工圖深化設計工作是該項目施工準備階段內的主要工作內容，由BIM咨詢單位總體組織和審查、監(jiān)理單位和設計單位過程配合、施工單位負責實施、指揮部負責最終成果的確認和接收。本項工作主要包括：設計成果整合及移交、施工圖深化設計、施工圖深化設計審查及確認、深化設計BIM模型創(chuàng)建、深化設計BIM模型審查、深化設計BIM模型檢查報告編制、深化設計BIM模型修改及更新。

圖4 土建深化設計模型

圖5 機電深化設計模型及圖紙

圖6 鋼結構深化設計模型

圖7 金屬屋面深化設計模型

        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計BIM模型開展的，在經審核修改后的深化設計BIM模型的基礎上附加建造過程、施工順序、施工工藝等信息，對施工過程進行可視化模擬，提高方案審核的準確定，實現(xiàn)施工方案的可視化交底。如圖8所示為該項目開展一些方案模擬視頻。該場項目由于規(guī)模大專業(yè)眾多，項目施工重難點很多，有眾多的專項方案需要評審，在施工專項方案評審中，結合BIM的方式，通過文字加模擬動畫的形式使得方案內容的展現(xiàn)形式更加生動具體，比如在T1航站樓深基坑施工方案評審會中僅僅用時2小時就完成了方案評審，調高了方案評審效率。

圖8 施工方案模擬

       3   BIM技術在施工實施階段的應用

       3.1施工階段的現(xiàn)場組織與協(xié)調

       在項目的施工階段，BIM咨詢單位將根據本實施方案中制定的組織管理機制以，應用BIM模型和BIM協(xié)同平臺進行施工階段的現(xiàn)場組織與協(xié)調工作，充分利用BIM技術可視化、信息化的手段解決現(xiàn)場的各類工程實際問題。

       3.2專業(yè)模型3D協(xié)調與交底

       BIM咨詢單位應聯(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，協(xié)調該項目各施工區(qū)域、各單位及各專業(yè)間的問題；同時組織相關參建單位召開三維交底周例會，利用三維BIM模型及相關BIM技術應用成果對現(xiàn)場技術人員進行施工交底。傳統(tǒng)的技術交底都是以文字的形式表達，基于BIM的形式表達更加直觀高效，是傳統(tǒng)方式的一個有力補充。

圖9 行李系統(tǒng)模型交底會

       3.3基于BIM的4D進度管理

       基于BIM技術的4D進度管理主要是通過建立基準施工圖設計模型以及基準4D進度模擬，利用模型以及進度模擬的形式將方案進度計劃和實際進度進行定期比對，找出差異并分析原因，實現(xiàn)對項目進度的合理控制與優(yōu)化。項目占地面積約49平方公里，進度管理如果通過傳統(tǒng)的管理方式進行進度取證，工作量是非常大的，實施4D進度對比和全景式進度查詢和跟蹤，通過無人機航拍照片與基準4D進度模型進行比對，分析滯后原因，如圖10所示。全景式進度查詢?yōu)楣芾砣藛T全面的了解現(xiàn)場施工進度提供了便利，如圖11所示。

圖10 4D進度靜態(tài)對比

圖11全景式進度查詢及跟蹤

       3.4基于BIM模型和平臺的質量安全管理

       基于BIM技術的質量與安全管理是通過現(xiàn)場施工情況與模型的比對，通過BIM協(xié)同平臺及時有效的暴露施工現(xiàn)場的質量安全問題，從而提高質量檢查的效率與準確性，并有效控制危險源，如圖12所示。

圖12 協(xié)同平臺質量安全巡檢

       3.5 BIM施工模型更新維護及變更管理

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

圖13 模型變更維護

       4   結論

       作為全國少有的在設計、招標、施工全過程全面應用BIM技術的機場類項目，成都天府國際機場建立起了以BIM咨詢?yōu)楹诵?，參建單位全面配合的BIM輔助設計及施工的工作模式。在過程中編制了實施方案，各應用點實施細則，BIM工作管理制度等技術及管理文件，形成了一套完整的大型基礎設施類項目BIM應用管理體系。

       在項目設計、施工等各階段開展的各類BIM應用，給項目帶來了在質量、工期、成本、管理上的各種價值創(chuàng)造，總結如下：

      (1)在設計板塊，通過專項分析輔助設計決策及方案比選；管控設計深度和設計質量；通過機電管線綜合，控制室內設計凈高；工藝流程驗證；

      (2)在成本板塊，為招標提供工程量清單參考，過程工程量提取，招標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，施工過程中輔助設計變更決策、減少返工，進度監(jiān)督與預警。

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

       [參考文獻]

       [1]業(yè)主BIM 應用特點分析_何關培.

       [2]美國佐治亞州亞特蘭大市梅納德機場新國際航班樓BIM應用案例_查爾斯·伊士曼.

       [3]BIM 在某國際機場航站樓項目中的應用_胡華鋒.

       [4]BIM技術在全過程工程咨詢企業(yè)中的應用初探_陳繼東，胡燦，林文敏.