2018年,我司與上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院達(dá)成合作,承接深圳濱海大道(總部基地段)交通綜合改造工程,負(fù)責(zé)其中的設(shè)計(jì)全過程咨詢部分。目前該項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,贏得了上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院的一致好評。
2020年,我們與中鐵四局達(dá)成合作,再次承接濱海大道項(xiàng)目,負(fù)責(zé)施工標(biāo)項(xiàng)目BIM咨詢合作,目前正如火如荼的開展施工階段的BIM應(yīng)用。
一、項(xiàng)目介紹
本項(xiàng)目位于深圳市超級總部基地南側(cè),西接沙河西路立交改造工程,東至廣深高速公路,全長約5.95Km。其中總部基地段(沙河?xùn)|路-深灣五路)為下沉改造段,主線隧道暗埋段長度1.56Km,兩側(cè)分別設(shè)置268m及235m敞開段;下沉隧道上部改造為上蓋綠地休閑空間。
項(xiàng)目總體線位布置圖
二、項(xiàng)目重難點(diǎn)
本項(xiàng)目在實(shí)施過程中,主要存在以下重難點(diǎn):
(1)項(xiàng)目地理位置緊鄰海灣,現(xiàn)狀道路為填海改造形成,工程地質(zhì)條件復(fù)雜,場地條件受限,寬大基坑施工風(fēng)險(xiǎn)高,市政管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜,施工組織設(shè)計(jì)難度大,施工周期緊迫等;
?。?)項(xiàng)目涉及專業(yè)眾多,各專業(yè)間設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)難度大,綜合管線碰撞問題突出;
?。?)項(xiàng)目毗鄰深圳灣超級總部基地、紅樹林保護(hù)區(qū)及深圳灣公園,對下沉隧道上蓋公園景觀設(shè)計(jì)要求高。這些外部因素給項(xiàng)目精細(xì)化設(shè)計(jì)、施工管理帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
?。?)由于缺少相關(guān)規(guī)范,地下港灣式公交??空就L(fēng)及消防設(shè)計(jì)困難。
針對以上項(xiàng)目實(shí)施問題,項(xiàng)目采用BIM技術(shù)解決方案,搭建道路、隧道、地質(zhì)、市政管線等模型,借助BIM可視化效果表現(xiàn)手段,對全線進(jìn)行BIM三維設(shè)計(jì),革新傳統(tǒng)設(shè)計(jì)表達(dá)手法,使設(shè)計(jì)、施工方案與工程實(shí)際完美結(jié)合。
三、BIM實(shí)施目標(biāo)
1.BIM應(yīng)用實(shí)施目標(biāo)
1)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
由于本工程北側(cè)為超級總部基地,南側(cè)有公園、紅樹林濕地,工程設(shè)計(jì)重難點(diǎn)多,開展各專業(yè)BIM模型創(chuàng)建,借助BIM可視化效果展示,輔助設(shè)計(jì)優(yōu)化隧道和道路改造工程方案;
2)杜絕“錯(cuò)漏碰缺”
本工程范圍內(nèi),市政管線總里程超過300公里,其中下沉隧道段有接近70公里管線,隧道側(cè)還存在兩處較大斷面排洪渠,管線工程極其復(fù)雜,開展機(jī)電管線碰撞檢查和管線綜合,有助于杜絕管線“錯(cuò)漏碰缺”;
3)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量
BIM能夠給各專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供協(xié)同工作環(huán)境,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題,有助于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量;
4)為施工BIM提供數(shù)據(jù)參考
設(shè)計(jì)階段BIM模型創(chuàng)建完成后,可有效傳遞至施工階段,為后續(xù)施工各項(xiàng)BIM應(yīng)用提供基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)參考。
公交港灣
2.BIM應(yīng)用實(shí)施范圍
項(xiàng)目全過程BIM模型創(chuàng)建內(nèi)容,包括但不限于道路工程、隧道工程、智慧交通工程、景觀工程、前期工程、傾斜實(shí)景等,如下圖所示。
四、項(xiàng)目亮點(diǎn)
項(xiàng)目引入Bentley技術(shù)解決方案,開展全過程BIM協(xié)同設(shè)計(jì)、基于BIM+GIS的多源數(shù)據(jù)融合、勘察地質(zhì)與地下管線自動(dòng)建模、設(shè)計(jì)方案可視化呈現(xiàn)及交通疏解仿真等技術(shù)的探索與實(shí)踐。目前已獲得6項(xiàng)國內(nèi)知名BIM大賽獎(jiǎng)項(xiàng)。
基于BIM+GIS多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用
三維地質(zhì)模型可視化呈現(xiàn)
全景效果輕量化引擎應(yīng)用
超圖GIS平臺應(yīng)用
基于BIM+GIS的智慧建設(shè)管理平臺展示
五、設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用
在本項(xiàng)目策劃中,制定從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的全過程BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用點(diǎn),包括多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)方案漫游、工程量復(fù)核等,旨在通過BIM技術(shù)應(yīng)用,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計(jì)
在協(xié)同工作環(huán)境中,依據(jù)項(xiàng)目BIM應(yīng)用實(shí)施策劃要求,搭建項(xiàng)目各專業(yè)BIM設(shè)計(jì)模型,如下圖所示,包括工程全線改造道路工程、隧道工程主體及其附屬的土建、機(jī)電、裝飾、地質(zhì)、地下管線等,以及工程周邊市政管線、地面交通系統(tǒng)等BIM模型創(chuàng)建。
土建模型
裝飾模型
機(jī)電模型
地質(zhì)模型
底下管線模型
2.設(shè)計(jì)方案可視化效果表現(xiàn)
在設(shè)計(jì)方案中,根據(jù)隧道不同設(shè)計(jì)方案要求,創(chuàng)建相應(yīng)的隧道BIM模型,以三維可視化的形式展現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)理念、思路和細(xì)節(jié)表現(xiàn),輔助設(shè)計(jì)方、業(yè)主、政府相關(guān)部門協(xié)調(diào)溝通,便于進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比選和快速?zèng)Q策。通過可視化直觀方式,看出不同設(shè)計(jì)方案條件下的穗莞深城際站與港灣式??空疽约爸苓叚h(huán)境之間的相對空間位置關(guān)系,如下圖所示,有助于設(shè)計(jì)人員改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,輔助業(yè)主進(jìn)行方案決策。
穗莞深城際站設(shè)計(jì)方案可視化效果表現(xiàn)
3.工程設(shè)計(jì)方案漫游
以規(guī)劃的濱海大道改造道路、隧道BIM模型為基礎(chǔ),結(jié)合無人機(jī)航拍的周邊環(huán)境模型、市政管線模型及地下建構(gòu)筑物模型,直觀展示工程整體設(shè)計(jì)方案成果,進(jìn)行仿真漫游,虛擬展示工程建成實(shí)景并判斷周邊環(huán)境的影響,尤其是線路與現(xiàn)狀路網(wǎng)及相關(guān)工程的關(guān)系,隧道匝道口位置、港灣式??空九c周邊環(huán)境的關(guān)系等,在方案階段妥善處理與周邊建構(gòu)筑物的關(guān)系,避免錯(cuò)漏碰缺,輔助設(shè)計(jì)方案優(yōu)化,如下圖所示。
工程設(shè)計(jì)方案漫游效果
4.碰撞檢查與三維管線綜合
在項(xiàng)目前期階段,模擬并優(yōu)化管線搬遷和交通組織方案,利用模擬視頻清晰表達(dá)管線改遷方案、交通組織隨進(jìn)度計(jì)劃變化的狀況,如下圖所示,反映各施工階段存在的重點(diǎn)難點(diǎn),檢查并優(yōu)化方案,輔助 重大節(jié)點(diǎn)工程籌劃。
管線碰撞檢查
5.工程量復(fù)核
根據(jù)設(shè)計(jì)清單工程量統(tǒng)計(jì)要求,采用BIM技術(shù)手段對工程土建、機(jī)電等工程量輔助統(tǒng)計(jì),如下圖所示,核對設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)量與BIM工程量,復(fù)核差異較大的項(xiàng),提高工程算量的準(zhǔn)確性。
隧道土建工程量復(fù)核
6.道路現(xiàn)狀與改造方案對比
以傾斜數(shù)據(jù)與BIM模型為基礎(chǔ),通過BIM可視化展示方式,開展道路現(xiàn)狀與改造方案對比,如下圖所示,分析改造道路與周邊環(huán)境相互關(guān)系,輔助設(shè)計(jì)方案決策。根據(jù)車輛流速、道路設(shè)計(jì)時(shí)速等參數(shù)信息,動(dòng)態(tài)模擬道路交通擁堵狀況,優(yōu)化道路線網(wǎng)設(shè)計(jì)。
7.景觀藝術(shù)方案動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)
基于前期方案建立的周邊地表、市政管線等模型,并根據(jù)景觀設(shè)計(jì)方案資料創(chuàng)建景觀綠化方案模型,整合各專業(yè)設(shè)計(jì)方案BIM模型,以三維可視化仿真形式展現(xiàn)隧道、道路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)景觀方案的設(shè)計(jì)理念、思路和細(xì)節(jié)表現(xiàn),輔助設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、政府等相關(guān)部門進(jìn)行景觀綠化方案協(xié)調(diào)溝通,優(yōu)化和穩(wěn)定景觀綠化設(shè)計(jì)方案,如下圖所示。
8. 隧道裝修效果仿真
基于隧道BIM模型可快速完成多個(gè)裝修方案模型,如下圖所示,對方案進(jìn)行可視化展示,體驗(yàn)隧道建成后真實(shí)環(huán)境,有助于方案的優(yōu)化和快速落地。
9.特殊天氣環(huán)境模擬
動(dòng)態(tài)模擬隧道、道路在四季變化、晴雨天、白晝交替等特殊天氣狀況下的效果,輔助優(yōu)化隧道景觀設(shè)計(jì)方案,如下圖所示。
春季隧道出入口景觀
夏季隧道出入口景觀
秋季隧道出入口景觀
10、 BIM+VR沉浸式體驗(yàn)
基于設(shè)計(jì)模型,可生成多種VR場景,在本項(xiàng)目中,可對項(xiàng)目的周邊環(huán)境進(jìn)行VR體驗(yàn),對隧道內(nèi)部管線布置、隧道裝修方案進(jìn)行VR體驗(yàn)比選,如下圖所示,給項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)等其他相關(guān)方帶來沉浸式的體驗(yàn),為設(shè)計(jì)方案的表達(dá)、設(shè)計(jì)方案的比選以及方案決策提供了新方法。
六、施工階段BIM應(yīng)用
1.施工場地規(guī)劃布置優(yōu)化
合理進(jìn)行場地布置,科學(xué)利用施工空間,直觀、實(shí)時(shí)顯示場地布置計(jì)劃和實(shí)際狀況,以便減少項(xiàng)目用地成本。應(yīng)用BIM技術(shù)開展場地布置模型創(chuàng)建,如下圖所示,能更好的融合領(lǐng)導(dǎo)出具的規(guī)劃意見、技術(shù)部計(jì)算的空間需要、安全部提出的設(shè)施要求,再進(jìn)行各種細(xì)節(jié)的深化設(shè)計(jì)。貫徹了“一模多用”的原則,各個(gè)專業(yè)的場地布置都在同一個(gè)模型上建立,可相互計(jì)算空間預(yù)留,確保場地布置的合理性、可執(zhí)行性。
2.720°全景展示
建基于BIM模型,制作的項(xiàng)目全景瀏覽鏈接,可以通過分享鏈接在PC端直接打開、瀏覽項(xiàng)目模型,如下圖所示。
3.施工進(jìn)度模擬
通過Navigator,按照已編制的施工計(jì)劃,使模型依據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行呈現(xiàn),可實(shí)現(xiàn)施工過程可視化模擬,如下圖所示。目前建筑施工中進(jìn)度計(jì)劃表達(dá)的傳統(tǒng)方法大多采用橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖計(jì)劃,2D表達(dá)并不直觀,尤其是當(dāng)存在交叉作業(yè)面時(shí),某些問題在前期未被發(fā)現(xiàn),而在施工階段顯露出來,就會(huì)使施工陷入被動(dòng),借助BIM,對項(xiàng)目施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行方案模擬,重點(diǎn)關(guān)注總平布置、交通組織,流水穿插等,更直觀、更精確地發(fā)現(xiàn)并提前解決施工過程中可能遇到的問題,為不同施工方案提供了可視化的溝通、分析、決策平臺。
4.復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn)深化及可視化交底
針對復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn),對傳統(tǒng)二維施工圖的理解全靠技術(shù)員發(fā)揮空間想象力,對于經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師,尚且需要花費(fèi)較多的精力去吃透圖紙。對缺乏工程經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員而言,拿到設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工時(shí),勢必存在讀圖用時(shí)較長且難免有讀錯(cuò)圖的情況發(fā)生,從而使得技術(shù)交底出現(xiàn)偏差,出現(xiàn)返工現(xiàn)象。運(yùn)用BIM技術(shù),將二維圖紙轉(zhuǎn)換成3D模型,不但方便技術(shù)員讀圖,也使技術(shù)交底變得簡單。提高技術(shù)員讀圖的效率和準(zhǔn)確度,實(shí)現(xiàn)可視化技術(shù)交底,減少返工,如下圖所示。
復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn)深化及可視化交底流程:
創(chuàng)建復(fù)雜節(jié)點(diǎn)構(gòu)件;制作復(fù)雜節(jié)點(diǎn)工序流程模擬動(dòng)畫;完成節(jié)點(diǎn)深化及交底;按照建模深度來制作模擬動(dòng)畫;
5.施工工藝模擬分析及技術(shù)交底
完成關(guān)鍵施工工藝、專項(xiàng)施工工序的展示,指導(dǎo)現(xiàn)場施工。施工方案、技術(shù)存在的很多問題往往都是在施工過程中發(fā)現(xiàn),而后再加以改進(jìn),在此過程中會(huì)造成材料的浪費(fèi)、工期拖延等造成成本增加的問題,利用BIM技術(shù),可以提前在軟件中預(yù)演整個(gè)施工工序,如下圖所示,在模擬中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,并且改進(jìn)技術(shù),在最大程度上可以保證施工的順利進(jìn)行。
6.傾斜攝影校對
利用航拍、傾斜攝影技術(shù),記錄地面場地(包括接收及未接收的所有地面場地)的狀態(tài),記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù),進(jìn)度匯報(bào),校核設(shè)計(jì)與現(xiàn)場的偏差,及時(shí)調(diào)整BIM模型,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確交付,如下圖所示。
7.一體化項(xiàng)目管控平臺
1)協(xié)同管理平臺主要功能包括:
資料管理、BIM5D管理、進(jìn)度及計(jì)劃管理、安全質(zhì)量管理、勞務(wù)管理、工經(jīng)管理、工經(jīng)臺賬、設(shè)計(jì)協(xié)同等主要功能,各指揮部需要結(jié)合項(xiàng)目當(dāng)前情況選擇上線模塊。
2)BIM應(yīng)用總體流程:
基于模型和構(gòu)件編碼結(jié)合施工Project計(jì)劃構(gòu)成4D模型進(jìn)行進(jìn)度、計(jì)劃、質(zhì)量、安全管理,結(jié)合合同工程清單形成5D模型,進(jìn)行工經(jīng)管理,形成5D管理的流程。
3)功能介紹:
?、?項(xiàng)目管理
通過地圖模式,可以查看到項(xiàng)目下各工區(qū)的分布位置,以及軌道類項(xiàng)目的建設(shè)路徑,如下圖所示。
施工看板模塊
② 項(xiàng)目看板
項(xiàng)目數(shù)據(jù)看板,主要分為工區(qū)產(chǎn)值進(jìn)度排名、形象進(jìn)度、進(jìn)度預(yù)警等,如下圖所示。
工區(qū)產(chǎn)值進(jìn)度排名:可選擇年份,根據(jù)工區(qū)順序或完成率排名顯示各工區(qū)完成;形象進(jìn)度:匯總顯示整個(gè)項(xiàng)目的形象進(jìn)度完成情況;進(jìn)度預(yù)警:通過工期預(yù)警、產(chǎn)值預(yù)警對項(xiàng)目的完成進(jìn)度進(jìn)行預(yù)警;工區(qū)績效考核排名:聯(lián)合經(jīng)理部定期對各工區(qū)進(jìn)行考核,并記錄數(shù)據(jù);安全監(jiān)測:對接安全監(jiān)測平臺,匯總顯示各工區(qū)的安全監(jiān)測預(yù)警信息;產(chǎn)值進(jìn)度比例:匯總各工點(diǎn)上報(bào)產(chǎn)值。
數(shù)據(jù)看板模塊
?、?項(xiàng)目監(jiān)控:對接大華施工監(jiān)控平臺,可實(shí)時(shí)查看監(jiān)控錄像,如下圖所示。
監(jiān)控錄像模塊
④ 計(jì)劃管理
總控計(jì)劃、施工計(jì)劃:通過任務(wù)的狀態(tài)監(jiān)督工期完成情況,如下圖所示??偪赜?jì)劃要求將開始施工到竣工的所有任務(wù)均排列出來,施工計(jì)劃要求將每一個(gè)任務(wù)精確到檢驗(yàn)批,根據(jù)施工現(xiàn)場情況,定期更新。
計(jì)劃管理模塊
⑤ 移動(dòng)APP
以工點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目級展示項(xiàng)目進(jìn)行整體全面數(shù)據(jù),給決策做支撐,如下圖所示。
移動(dòng)APP
工點(diǎn)級質(zhì)量巡查、安全巡檢、進(jìn)度核查、材料填報(bào)數(shù)據(jù)采集,如下圖所示。
質(zhì)量巡查
?、?進(jìn)度管控信息化平臺展示
進(jìn)度計(jì)劃編制 BIM 應(yīng)用需滿足項(xiàng)目具體需求和符合現(xiàn)場資源配置,還應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目每個(gè)階段的技術(shù)難點(diǎn)、合同具體需求編制不同的進(jìn)度計(jì)劃。進(jìn)度控制 BIM 應(yīng)用過程中,需對實(shí)際進(jìn)度的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、統(tǒng)計(jì)和分析,并將實(shí)際進(jìn)度信息附加或關(guān)聯(lián)到進(jìn)度管理模型。
在項(xiàng)目模型復(fù)核后,將dgn文件轉(zhuǎn)化為南方公司斯維爾平臺所需要的rvt格式模型,使用此格式上傳至平臺,使模型文件能完整無損的在斯維爾平臺上展示,以信息化平臺做支撐開展,如下圖所示,實(shí)時(shí)展示進(jìn)度完成情況,從而達(dá)到進(jìn)度動(dòng)態(tài)管理的重要作用。
信息化平臺展示
七、項(xiàng)目總結(jié)
1.項(xiàng)目應(yīng)用效益
給水管線與噴淋管線碰撞25處;給排水管線與風(fēng)管碰撞58處;市政雨水管線與市政電力管線碰撞32處;雨水管線與燃?xì)夤芫€碰撞62處;雨水管線與隧道頂板碰撞53處;污水管線與隧道頂板碰撞37處;污水管線與電力、水、燃?xì)夤芫€碰撞250處;
全線累計(jì)解決管線碰撞問題517處,有效減少設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)漏碰缺,合理優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
2.項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益
優(yōu)化設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)階段及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙,避免后期設(shè)計(jì)變更帶來的成本增加,減少溝通時(shí)間約10%,減少圖紙審核、變更約20%,降低成本數(shù)百萬元。
輔助施工
通過三維可視化BIM動(dòng)態(tài)模擬和BIM可視化設(shè)計(jì)交底,減少線下設(shè)計(jì)交底會(huì)約10余次,配合施工20余次,節(jié)約工期約20天。
多方協(xié)同設(shè)計(jì)
打通了設(shè)計(jì)、施工過程中數(shù)據(jù)協(xié)同共享流程,有效減少項(xiàng)目各參與方溝通時(shí)間,提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率。
信息平臺應(yīng)用
BIM+GIS智慧建設(shè)管理平臺聯(lián)合體項(xiàng)目一體化管控平臺超圖GIS平臺
數(shù)據(jù)資產(chǎn)積累
交付BIM設(shè)計(jì)模型、效果圖、仿真漫游等各類數(shù)據(jù)資產(chǎn)
3.項(xiàng)目管理價(jià)值
“業(yè)主主導(dǎo)+EPC”管理模式
“業(yè)主主導(dǎo)+EPC”的組織管理模式,可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)單位在BIM應(yīng)用策劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、過程管理、成果審核方面的專業(yè)優(yōu)勢,同時(shí)也減少項(xiàng)目公司的管理壓力,提高效率,降低成本。
“總體策劃+統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”頂層設(shè)計(jì)
項(xiàng)目BIM工作實(shí)施前,制定BIM總體策劃,確定BIM應(yīng)用目標(biāo)、應(yīng)用范圍、應(yīng)用階段、應(yīng)用點(diǎn),并制定統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則和制度,確保各參與方交付成果的一致性和互用性。
“模型設(shè)計(jì)+數(shù)據(jù)分析”BIM決策
在設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建BIM模型,業(yè)主可以直接通過BIM模型的查看、分析數(shù)據(jù),對設(shè)計(jì)、施工不同流程實(shí)時(shí)把控,做出相應(yīng)的決策。
“交付審核+虛擬驗(yàn)證”無縫銜接
業(yè)主、監(jiān)理、EPC與BIM設(shè)計(jì)單位共同對道路、隧道、景觀等全專業(yè)BIM三維設(shè)計(jì)模型進(jìn)行成果交付審核,確保BIM設(shè)計(jì)成果能夠準(zhǔn)確、無縫傳遞到施工階段,為施工期提供數(shù)據(jù)保障。