地铁bim设计，“特种地铁”如何用BIM?中建三局基础设施建投BIM应用大法

项目介绍

素有“楚中第一繁盛”之称的江城武汉，两江交汇，三镇鼎力，气势磅礴，历史悠久，是联通南北经济与文化的重要交通枢纽。在这座现代化的城市，承载着无数奇迹。在这里，被称为“特种地铁”的全国首条污水深隧（大东湖核心区污水传输系统项目）犹如一条长长的巨龙穿梭在武汉的热土上，给武汉市民带来福音。未来，武汉市近三分之一的污水将通过这条隧道送往污水处理厂进行集中处理。

大东湖核心区污水传输系统工程项目主隧部分由中建三局基础设施建设投资有限公司承建，项目包含深隧传输系统和地表完善系统两大部分。其中主隧全长17.5km地铁bim设计，由9个竖井和9个盾构区间组成。竖井断面小，最小15×11m，内支撑密集，最多达12道支撑，深度均超过32米，最大深度达51.5米，相当于地下挖了17层楼。隧道断面小，成型直径~，长度长，最长区间长度达到3.2km。具有技术创新多、施工难度大、安全风险高、工期压力大、社会关注度高等特点。

BIM组织架构

应用目标

软硬件配置

软件配置

硬件配置

项目在日常电脑配置的基础上另配置了一台专用工作站和一台高配置微型计算机。

工作站采用华硕最新一代工作站主板，搭载英特尔青铜级服务站处理器、英伟达显卡和三星高速固态硬盘，轻松处理各种bim模型运算。

微型计算机采用英特尔处理器，配合高显存显卡和硬盘，作为模型交互终端。

BIM应用

三维模型建立

1.BIM三维场地布置

对现场各施工阶段场地布置进行模拟，对现场平面分区进行三维可视化查看，便于合理指挥现场机械设备调度，减少平面布置中的隐患问题，有利于将施工现场规划及布置方案最优化。

▲施工场地布置

▲竖井井内布置

▲隧道洞内布置

2.模型建立

模型是BIM应用的基础，项目BIM团队利用开工前期建立东湖深隧项目各工区竖井和隧道模型，为BIM技术在项目施工过程中的顺利实施提供保障。

▲环片建模

▲竖井建模

模型整合

将模型和广联达场布绘制的场地模型导入到中。目前，已经完成各工区模型的导入，通过BIM技术的三维可视性化优势，为后期各工区BIM技术应用提供了基础。

▲集成模型

技术应用

1.工艺库交底

管理痛点：

项目纸质版技术交底或方案交底内容繁多考证含金量排行榜，工长无法熟记，查阅困难，易丢失。同时也会存在交底后工长未按工艺要求施工而返工。

应用流程：

应用效果：

利用工艺库管理工具，将项目上的工程指导书转化成项目的工艺库，并推送到现场人员的手机端。施工过程中需要查看工艺时，直接在手机上就可以查看。同时在工艺库上列出该工艺的质量安全管控检查项，方便我们现场检查时查看，做到检查不漏项。

▲工艺录入

2.云文档

管理痛点：

1、协调效率低：部门内部资料分散在不同的人电脑上地铁bim设计，“特种地铁”如何用BIM?中建三局基础设施建投BIM应用大法，不能保证资料是最新版的，因此经常需要通过QQ传输或拷贝；

2、携带不方便：项目现场管理人员经常需要携带图纸、方案等纸质文档；

3、查阅困难：项目传阅文件、设计变更等资料繁多，项目各部门人员需要经常查阅，查找困难。

应用流程：

通过BIM云空间来对项目资料进行统一管理，所有人员都能在同一平台上传、下载、浏览资料，从而达到真正的协同办公。目前项目已完成设计图纸、设计变更、施工规范的上传，项目后续要求所有技术资料进行电子存档。

▲项目资料协同管理

3.二维码交底

管理痛点：

查阅困难：经常领导临时过来检查，审视现场施工情况，有时需要查阅方案，等工长回去拿方案，比较费时；同时，工长在施工时，记不起某些细节步骤，在回到办公室去查阅费力。

应用流程：

将施工方案、技术交底、三维可视化施工模拟利用平台生成的二维码粘贴于施工现场，方便现场管理人员及工人实时利用手机端查看。

生产应用

1.流水段划分

各单体按照施工组织设计要求来进行流水段划分，通过软件将模型按照专业、单体、部位、流水段的方式进行分区处理，以用于后期进行进度应用及商务应用。

▲流水段划分

2.总月周计划三级联动

管理痛点：

1.项目总工期紧，任务重，总月周计划不联动；

2.未实现总工期的自动测算，项目上通常根据周计划任务完成时间手动的推测工期延期情况，而不是基于关键线路去科学预测。

应用流程：

利用斑马梦龙编制项目总进度计划网络图，然后将总计划拆解成月计划导入网页端，进而根据月计划和现场实际情况在网页端编制周进度计划，将周任务计划开始、结束时间，任务施工工艺等信息录入。将实际开始与实际结束时间自动反馈到斑马进度计划里面通过前锋线功能实现工期的自动预测，进而通过数据分析滞后原因。

▲斑马前锋线管控

3.周计划管控

管理痛点：

1. 进度掌控力不够：项目管理层有时候不去现场就不知道现场进度情况，只能通过电话询问或者微信群询问，导致信息了解不够及时；

2. 任务完成情况收集困难：通常需要现场巡查或者电话了解才能知道本周任务完成情况；

3.日常进度信息无留痕：日常进度照片，重要隐蔽验收照片，人材机等信息都是通过微信查阅，未形成归类收集整理及统计分析；

应用流程：

以周为单位实现任务的自动下派与收集，例会分析对比，建立PDCA科学管理机制的精细化生产管理。

1.技术部通过网页端上传周计划，同时软件会自动生成横道图预览，直观反应出任务的计划与实际完成时间。

▲网页端任务派分

2.计划编排后，软件自动推送到工长手机，工长通过手机反馈进度完成情况，并记录每天任务详情以及劳动力、材料、机械等生产情况。项目管理层通过手机端周报功能，能够随时了解项目本周计划完成百分比及延期任务情况，从而及时对现场做出调整，督促任务按时完成。

▲手机端进度跟踪

4.生产例会网页端汇报

管理痛点：

1.资料准备耗时多：每周周例会前，各个部门会花费大量的时间做PPT，准备汇报材料

2.周会汇报计划、劳动力、设备情况无法集中展现，延期原因无统计，例会分析缺乏数据支撑

应用流程：

通过网页端生产看板及时查看周计划完成情况、劳动力详情及设备情况等。并在每周生产例会进行汇报。

▲生产周会

▲生产周会汇报实况

5.施工过程记录

管理痛点：

1.文件浏览储存不够方便：以前通过微信群、QQ群播报的方式反馈当日形象进度、劳动力、机械等情况。信息量大，容易被其他信息掩盖，照片需要调用时查找不方便；

2.数据没有集中呈现，统计分析，不利于管理人员去分析决策。

应用流程：

项目部现场管理人员每日通过手机端记录现场施工形象进度照片，劳动力、机械设备情况，领导及管理层能够随时随地掌握现场施工状况并方便资料导出调用。

▲施工过程照片

▲手机端施工相册

▲网页端劳动力分析

6.施工模拟

通过导入总进度计划，将总进度计划按照专业、单体、流水段的形式与模型相关联，通过施工模拟可以发现施工工序搭接不合理、时间安排不妥当等问题，从而纠正总进度计划。后期在录入实际施工时间后，可以用于计划与实际时间的对比分析，实现对现场进度的实时掌控。

▲施工进度模拟

质量安全应用

1.质量安全问题

管理痛点：

1．质量安全管控力不够：以往通过微信群或者电话通知其整改，需要现场管理员督促并查阅整改情况。若不去现场盯着，整改情况不乐观；

2．过程无留痕：重要问题通过整改单来记录，无法做到所有问题闭环处理，也不利于针对常见通病进行风险规避；

3．考核评比不够客观：经常考核扣分会大概根据工区整改情况主观扣分，不能客观准确进行评比。

应用流程：

现场管理人员通过手机APP记录现场质量安全问题，并推送给相关责任人，责任人需进行整改回复，从而形成质量安全问题PDCA闭环管理机制。目前项目质量部及安全部已持续使用质量安全功能二个多月。

1.手机APP记录推送质量安全问题，软件自动将问题通过APP及短信形式通知相关责任人，整改回复，线上闭环验收。

▲手机端质量安全跟踪

2.在网页端来统计分析问题数量、频率、分类等数据来辅助管理，规避风险。同时还导出台账进行考核评比，并在网页端直接生成整改单下发给劳务分包单位。

▲网页端质量安全统计分析

▲网页端一键打印整改通知单

3．所有质量安全问题都会反馈到云端，周例会时，项目管理层通过网页端一目了然了解现场问题并及时采取措施。

▲质量安全例会

应用评价

本项目施工战线长、工点多、跨度广，工艺复杂，管理难度大。将BIM技术运用到项目的日常管理中，对项目的整体管理水平、信息化水平、管理效率均起到了重要的促进作用。

1、基于三维可视化的碰撞检查、施工模拟、三维技术交底、行走漫游、建筑动画等有效地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、技术交流等技术管理行为起到了良好推动作用。

2、基于BIM协同平台的安全质量管理，有效地提升了项目安全质量隐患整改效率和整改水平，其中一键整改单、通知提醒、统计分析、生产周会等功能的运用，大大节约了项目安全质量管理人员的时间，提高项目整体管理效率。

3、基于BIM协同平台的进度管理，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。

4、本项目作为公司BIM技术运用试点项目，BIM技术在项目的深入运用和推广，为公司BIM运用积累了丰富的经验，为公司全面实行信息化施工奠定了坚实的基础。

5、本工程作为全国首条正式投建的污水深隧工程，BIM技术在本项目的推广运用，是对BIM技术在点状工程、基础设施行业领域的一次强有力的探索，有力地提升了中建三局的品牌形象，也大大促进了BIM技术的在行业内的应用。

bim建设设计，北京城建科技大厦项目BIM造价管理应用案例

北京城建科技大厦项目位于北京市朝阳区东土城路5号，本工程为A、B、C三座科研楼，地上14层，地下4层，建筑面积约9万平方米，合同额约4亿元人民币。建成后，将作为北京城建集团集建筑节能减排研发中心、BIM研发中心、云计算中心、物联网发展中心、设计资源共享中心、理论力学计算实验室、特殊钢结构计算机设计实验室、博士后流动站等为一体的科技研发机构，效果图见图4-1。

图4-1城建科技大厦效果图

工程难点

本项目在实施的过程中主要有以下难点：

（1）由于施工场地不足，项目采购的各种材料要严格按照施工进度合理规划，防止建筑材料的供给不足或材料严重过剩的情况发生。避免窝工或因存储条件不足发生二次搬运，增加成本；

（2）地下4层，深基坑涉及到的土方开挖、降水、护坡桩等施工难度加大；

（3）地下综合管线复杂、墙体预留洞口众多且难于定位；

（4）不同专业图纸存在不交圈现象，因此造成的部门间的信息沟通不畅或设计图纸出现碰撞。

这些在建筑施工过程中预见的各种困难，是阻碍施工进展、加大施工成本投入的重要因素。但是企业在采用了BIM技术以后，在施工前期就完成了施工设计的建模，运用过程模拟功能筛查到了因地下综合管线复杂、各个专业图纸之间碰撞位置，并对不合理的碰撞衔接处进行了合理及时的修正，提早解决了施工过程中存在的难题，提高了事前成本控制能力。

通过BIM软件精细化算量、方案优化、多算对比、资源优化等方法，确保物料计算的精确，合理布置材料进场及堆放空间，最大程度的避免了因施工场地有限而带来的窝工及存储条件不满足现场施工等问题。并通过对深基坑支护方案三维可视化设计，将施工难度逐层化解，在合理组织施工的同时学什么技能好，节约了项目成本。

项目应用概况

本工程基于创建的三维模型在施工管理系统中通过施工过程模拟、工程量计算、资源优化、施工进度分析等功能的运用，剖析BIM技术对工程造价管理的实践作用，成功实现了成本节约、管理提升、标准建设的目标。

施工过程模拟

（1）碰撞检测

为了加强整个施工的精细化管理，在工程开工之前bim建设设计，北京城建科技大厦项目BIM造价管理应用案例，我们利用技术对现场进行相应的流水段划分（见图4-2），据此模拟现场施工全过程，动态直观了解每个施工工序，对施工进度精确掌控，进行施工方案优化，合理组织施工。

图4-技术的流水段划分

通过软件进行三维漫游，让施工管理人员详细了解建筑内部结构信息，提高二维图纸的识图能力，快速理解设计意图。通过三维漫游，我们将各专业施工图进行对比发现多处碰撞点，例如工程地下三层坡道与通风管道的碰撞（见图4-3），经过及时与设计单位进行沟通，对碰撞模型进行及时、有效地修正，消除隐患解决施工矛盾，避免了图纸设计错误造成的返工，节约了项目成本及工期。

同时对大型设备的安装、拆卸和运输，机械的进出场的路线也按照真实环境模拟进行了场景还原，系统可自动读取设备的三维尺寸，对沿途构件进行碰撞检查，警示运输过程中转弯半径或净高不足等风险问题，确保运输过程安全，同时避免了二次倒运产生的额外费用和工期损失。

图4-3地下三层坡道与通风管道的碰撞

（2）深基坑深化设计

深基坑由于其复杂性和特殊性，存在诸多不可预见性因素，因此造价控制显得十分重要。

因深基坑工程属于地下工程，原来勘察单位预测的各种水文、地质数据、参数可变性极大。另外，在深基坑施工过种中，对周围环境、基坑的沉降、变形和地下水位变化的监测也极有可能需要随时调整设计、施工、安全等各种方案，由此竣工决算金额可能突破预算，甚至翻倍。因此，工程开工前深基坑的工程造价管理工作迫在眉睫。深基坑工程与基础施工之间在时间、空间、施工队伍、施工方案等方面的逻辑关系是控制的重点。例如，深基坑支护设计必须考虑基础施工时的地面荷载（施工机械设备、材料物资的堆放）、基础施工时的场地布置等。再如bim建设设计，现场存的回填土放在什么位置合适、深基坑工程进行到什么程度时开始基础工程施工等等，这些都是需要在深基坑工程设计时考虑的，否则容易产生深基坑工程与基础工程在相互配合上的矛盾。

通过使用BIM技术进行施工过程模拟，借鉴前期对支护方案进行模型信息采集归纳数据，在有效的计算分析后进行了三维的可视化设计，建立环境模型，对基坑支护的构件进行了三维还原（见图4-4），清楚的了解到基坑周围的地质状况，管线走向和建筑环境，合理组织深基坑防护的施工，保证了施工的安全。由于BIM技术能够直观的显示施工模型，方便施工各参与方的沟通交流，及时的发现施工中存在的问题，并且找到合理有效的解决办法，即便是在施工过程中，面临新问题的出现，也可以利用BIM模型进行过程中调整，及时优化施工方案。因此BIM技术可以为地基基础分部工程的设计人员，搭建一个设计交流平台，通过设计信息的协同共享，达到节约成本和保证施工顺利进行的目的。

图4-4深基坑BIM模型