上海石洞口污水处理厂提标改造工程BIM技术综合应用

1、上海石洞口污水处理厂提标改造工程BIM技术综合应用一、项目概况本工程建设设单位为为上海城城投水务务工程项项目管理理有限公公司，EEPC总总承包单单位为上上海市政政工程设设计研究究总院（集集团）有有限公司司，运营营单位为为上海城城投污水水处理有有限公司司。在参参建各方方的共同同努力和和BIMM技术的的助力下下，20017年年12月8日，石石洞口污污水处理理厂提标标改造工工程提前前42天通通过竣工工验收，实实现了无无质量安安全事故故，一次次验收合合格率1100%，标志志着石洞洞口污水水处理厂厂提标改改造工程程按时完完成政府府下达的的建设任任务并提提前发挥挥作用。项项目最终终收获了了包括全全国“创新

2、杯杯”最佳市市政给排排水BIIM应用用奖、全全国“创新杯杯”优秀总总承包BBIM应应用奖、上上海文明明工地升升级示范范项目、上上海首届届BIMM技术应应用创新新大赛最最佳项目目奖等300多个奖奖项。二、BIMM技术应应用概况况1、工程范范围本工程主要要内容包包括：污污水处理理厂出水水水质稳稳定达标标一级AA标准所所需的工工程措施施、对雨雨季合流流水溢流流进行处处理所需需的工程程措施。2、应用阶阶段工程采用全全生命周周期的BBIM应应用。充充分发挥挥BIMM技术在在信息整整合、数数据共享享方面的的价值和和优势，实实现基于于BIMM技术的的大型污污水处理理厂工程程全生命命周期信信息管理理。在设设计

3、阶段段，通过过模型构构建以及及模型的的深化设设计过程程，达到到优化设设计方案案和和提提高设计计成果质质量的目目标；在在施工阶阶段，利利用建设设协同管管理信息息平台完完成施工工现场进进度管理理、材料料管理、安安全管理理，提高高施工管管理水平平，减少少返工和和变更造造成的各各种浪费费，保障障工程项项目的顺顺利完工工，最终终完成竣竣工模型型的交付付；在运运维阶段段，运营营单位可可以从竣竣工模型型中提取取管理所所需的各各类信息息，帮助助提高设设备设施施信息查查询效率率，提升升综合管管理水平平。3、BIMM技术实实现目标标在本工程中中应用BBIM技技术，能能实现如如下的目目标：通通过充分分发挥BBIM技

4、技术在信信息整合合、数据据共享方方面的价价值和优优势，实实现基于于BIMM技术的的大型污污水处理理厂工程程全生命命周期信信息管理理。在设设计阶段段，通过过模型构构建以及及模型的的深化设设计过程程，达到到优化设设计方案案和和提提高设计计成果质质量的目目标；在在施工阶阶段，利利用建设设协同管管理信息息平台完完成施工工现场进进度管理理、材料料管理、安安全管理理，提高高施工管管理水平平，减少少返工和和变更造造成的各各种浪费费，保障障工程项项目的顺顺利完工工，最终终完成竣竣工模型型的交付付。通过过构建项项目建设设协同管管理信息息平台，加加强建设设过程中中各业务务环节的的协同管管理，通通过项目目全生命命周

5、期的的BIMM应用和和研究，形形成污水水处理工工程的BBIM技技术应用用管理体体系框架架，并将将本项目目打造成成为水务务领域BIIM技术术水务应用的的标杆。4、组织结结构本工程建设设单位为为上海城城投水务务工程项项目管理理有限公公司，EEPC总总承包单单位为上上海市政政工程设设计研究究总院（集集团）有有限公司司，运营营单位为为上海城城投污水水处理有有限公司司。参建建各方都都组建了了由主要要领导为为组长的的BIMM技术工工作小组组，确保保BIMM技术在在工程建建设中的的有效应应用。三、BIMM技术应应用成果果与特色色1、CBIIM建设设协同管管理信息息平台本工程开发发了CBBIM建建设协同同管理

6、信信息平台台，平台台运用BB/S构构架和模模型轻量量化显示示引擎，实实现快速速简便的的部署和和模型浏浏览，平平台包括括进度计计划、投投资控制制、质量量管理、安安全管理理、设备备管理、文文档管理理等多个个模块，服服务于建建设全过过程的各各参与方方，充分分发挥BBIM数数据的价价值，大大幅提升升建设全全过程的的管理效效率和水水平。（1）进度度计划建设协同管管理信息息平台的的施工进进度管理理模块开开通使用用后，借借助协同同平台实实现现场场施工进进度与进进度计划划的协调调管理，及及时反馈馈现场施施工进度度偏差，发发现施工工进度延延误原因因并及时时采取纠纠正补救救措施。同时，平台台中模型型显示窗窗口可通

7、通过将构构件赋予予不同颜颜色，来来区分各各构件的的施工状状蓝色代代表计划划进行，橙橙色代表表未开始始施工的的构件态态。如下下图所示示，为某某一时刻刻反硝化化深床滤滤池施工工进度，绿绿色代表表该构件件已全部部完成。（2）投资资控制通过模型自自动统计计的工程程量清单单，结合合造价信信息，借借助建设设协同管管理信息息平台实实现工程程投资控控制。与与工程进进度计划划相结合合，以模模型统计计的较为为可靠的的工程量量为依据据，提前前帮助业业主制定定准确、可可行的投投资计划划，有助助于管理理人员对对现场资资金把控控，减小小资金风风险，实实行资金金的最优优利用。（3）质量量管理质量管理工工作已能能够通过过扫描

8、贴贴于施工工现场的的二维码码来完成成相应构构件的质质量验收收，对不不合格的的构件进进行整改改，还可可上传施施工现场场拍摄的的图片到到建设协协同管理理信息平平台。通通过协同同平台进进行现场场各构件件的质量量验收工工作，使使质量管管理更加加便捷可可靠。提提高施工工进度的的可控性性的同时时，也确确保了每每个构件件的施工工质量。（4）安全全管理完成安全点点位模型型上传平平台的工工作后，通通过贴二二维码标标签的方方式，借借助建设设协同管管理信息息平台，将将灭火器器、电箱箱与平台台中模型型建立关关联关系系。并可可通过手手机移动动端扫描描现场二二维码的的方式，将将安全检检查情况况上传到到建设协协同管理理信息

9、平平台。从从而进一一步提高高了施工工安全管管理的可可靠性和和规范性性。（5）设备备管理设备管理模模块主要要用于管管理设备备采购工工作，在在完成设设备编码码录入工工作后，应应用包含含设备编编码、规规格、数数量等信信息的设设备统计计表进行行设备采采购。实实践表明明，通过过平台完完成设备备采购工工作，可可保证这这项工作作的及时时、准确确，平台台中的进进度管理理模块能能随时提提醒当前前进展情情况，以以及即将将进入的的施工阶阶段，保保证设备备采购的的及时性性。通过过BIMM模型统统计的设设备数量量与设计计方案一一致，具具有比人人工统计计更高的的准确性性，因此此，可避避免设备备采购数数量与工工程需要要量存

10、在在偏差。以以此保障障了设备备安装工工作更加加顺利的的开展。（6）文档档管理每天定时将将施工工工程日报报上传至至平台，所所有项目目成员都都可以查查看项目目的进展展情况。同同时，也也将需要要传递、共共享的施施工进度度计划、安安全教育育、任务务核实附附件、设设计协调调附件等等相关资资料上传传到平台台，方便便相关人人员查看看或下载载。相比比纸质文文件的传传递，通通过协同同平台管管理工程程文档的的方式下下，文档档归类更更加清晰晰明了，文文档传递递速度大大大提高高，文档档查阅更更加便捷捷。2、设计阶阶段的BBIM技技术应用用点在设计阶段段，利用用BIMM正向设设计手段段对改造造方案进进行分析析比选、对对

11、复杂的的集约化化单体进进行水力力模拟计计算、结结构计算算、冲突突检测等等，实时时设计同同步的优优化审查查以及辅辅助出图图，可以以大幅提提高设计计质量和和综合效效率。（1）模型型建立创建全厂区区工程几几何实体体模型，包包括各新新建单体体模型、厂厂区管线线模型、场场地模型型。其中中，单体体模型包包括基坑坑支护子子模型、结结构子模模型、工工艺子模模型，厂厂区管线线模型包包括厂区区内现状状管线、搬搬迁管线线，场地地模型包包括厂区区范围内内的地形形、道路路、河流流，并用用简单的的长方体体占位来来示意性性的表达达现状建建筑物。方案设计阶阶段，针针对不同同的设计计方案建建模，通通过模型型更直观观、更全全面的

12、评评价各方方案的优优缺点，并并确定最最终方案案。随着工程建建设阶段段的推进进，为保保证模型型满足不不同应用用阶段的的精度要要求，对对设计模模型做进进一步完完善。补补充模型型中颗粒粒度较小小的构件件，如角角钢、预预埋套管管、墙体体开洞、素素砼回填等等；修正正并细化化原模型型中粗略略创建的的构件；对必要要的模型型构件录录入详细细信息，如如添加墙墙、板、柱柱、梁的的材质信信息，对对工艺设设备添加加相关信信息等。增增加模型型精细度度，使模模型能够够更加形形象、充充分的表表达图纸纸信息,最终形形成竣工工模型。为确保模型型包含准准确的设设计信息息，建立立模型联联合评审审制度，模模型向下下游应用用交付前前，

13、由负负责该项项目的设设计师评评审BIIM模型型。通过BIMM整合软软件，将将不同专专业、不不同单体体，以及及场地模模型整合合到一个个模型空空间，提提前模拟拟工程建建成后的的效果，展展现设计计方案在在周边环环境中的的定位、工工程材质质构成、设设备组成成，以及及水池构构筑物内内部复杂杂的几何何构造和和空间关关系，便便于项目目各参与与方之间间的交流流和决策策。（2）碰撞撞检查传统意义上上的碰撞撞检查由由设计师师根据二二维图纸纸进行三三维空间间构想，从从而检查查不同专专业之间间的碰撞撞。当工工程规模模较大、涉涉及专业业较多时时，采用用这种方方式工作作量较大大，且发发现碰撞撞问题后后，各专专业协商商和修

14、改改起来也也较为复复杂。是是一种相相对低效效的工作作方式，使使得各专专业之间间始终难难以达到到协调、一一致。本工程借助助三维BBIM模模型，提提早发现现设计冲冲突问题题，当把把不同专专业模型型整合到到一个模模型空间间中时，模模型间的的碰撞问问题一目目了然。然然后不同同专业之之前可以以基于模模型进行行沟通协协调，以以便尽快快达成最最佳的修修改方案案。不仅仅为设计计师省去去了大量量的精力力、提高高了工作作效率、提提升了设设计质量量，也能能够及时时对碰撞撞问题采采取整改改措施，避避免项目目建设过过程中出出现拆改改及返工工现象。此外，本工工程还应应用BIIM模型型的碰撞撞检查功功能，检检查工程程设备的

15、的空间设设置是否否合理，为为管线设设备的安安装预留留了足够够的运输输通道和和操作空空间。（3）管综综优化本工程存在在局部管管线较为为密集的的部位，如如乙酸钠钠投加间间、加氯氯加药间间等。这这些地方方的管线线排布尽尽管会遵遵循一些些避让原原则，但但由于局局部管道道系统较较多，不不同系统统的管道道交错在在一起，仍仍然难以以进行合合理排布布和施工工。传统方式应应用二维维CADD图纸表表达这些些管道的的走向和和定位，一一张图纸纸上只能能表示某某个截面面或局部部范围内内的信息息，设计计人员需需要将这这些离散散的平、立立、剖图图纸，以以及系统统图在大大脑中进进行加工工后，形形成整体体的三维维概念。当当各个

16、系系统的管管线整合合在一起起以后，会会显得比比较杂乱乱，更加加难以准准确的把把握各种种系统管管线的排排布位置置和标高高，难以以将管线线排布的的合理整整洁，又又便于施施工。因因此，传传统的管管线综合合工作方方式具有有较大的的局限性性。将管线模型型与土建建模型整整合，通通过三维维模型的的信息集集成，便便捷的管管线排布布不合理理的地方方，在利利用BIIM技术术优化性性的特征征，可以以在BIIM模型型里对管管线排布布提出优优化的方方案，进进行深化化设计，从从而更清清晰的解解决以往往施工中中出现的的问题，并并使得管管线排布布空间位位置更加加合理，整整体外观观更加整整洁。（4）工程程量统计计众所周知，工工

17、程量统统计是工工程建设设过程中中一项重重要工作作，具有有工作量量大、费费时、繁繁琐、要要求严谨谨的特点点。不仅仅在勘察察设计阶阶段要测测量工程程量，在在施工前前、施工工过程中中、竣工工等阶段段为控制制工程进进度、预预算分项项经费、最最后结算算等都需需要多次次统计工工程量。传统工程量量统计，预预算人员员需从图图纸中逐逐一计数数，然后后分类列列于表格格中进行行统计，工工作负荷荷非常大大。如果果遇到设设计方案案的频繁繁变更，则则更是苦苦不堪言言。本工程借助助BIMM算量的的优势主主要体现现在信息息的自动动提取和和信息的的联动两两个方面面。一方方面，BBIM模模型中带带有建筑筑构件的的几何信信息和属属

18、性信息息，借助助BIMM软件，可可以很方方便的、有有选择性性的将这这些信息息提取出出来，形形成统计计明细表表，在明明细表中中做分类类计算，最最终获得得所需的的工程量量。另一一方面，借借助BIIM软件件自动统统计功能能生成的的统计表表，其中中的信息息始终与与模型保保持关联联，随着着项目的的不断深深入，BBIM模模型不断断跟进，其其附加的的设计信信息也不不断更新新，统计计表中相相关工程程量也随随之变化化。这使使得基于于BIMM的工程程量统计计可以流流畅的贯贯穿项目目的建设设全过程程，避免免由于设设计变更更等原因因，增加加造价人人员的重重复工作作量，也也便于在在不同的的变更方方案之间间，结合合经济性

19、性和合理理性，更更加准确确、快速速的进行行方案间间的经济济性比选选。（5）仿真真漫游为更大程度度上发挥挥BIMM模型服服务于工工程项目目的价值值，将建建好的模模型全部部整合后后，导入入虚拟现现实软件件，创建建1:11的虚拟拟现实环环境，项项目各参参建方可可以对拟拟建项目目进行虚虚拟仿真真漫游，直直观地对对项目的的建成情情况进行行查看和和讨论。本工程通过过市场调调查，采采购了适适用于本本项目的的VR虚拟拟现实眼眼镜设备备，进行行了设备备的调试试工作，并并将VRR设备在在项目设设计阶段段及建设设现场中中投入使使用。首首先将石石洞口厂厂区模型型文件发发布为VVR虚拟拟现实场场景文件件，设计计人员、施

20、施工管理理人员通通过佩戴戴VR眼镜镜，对厂厂区进行身临其境境的虚拟拟现实漫漫游浏览览，该方方法既提提高了现现场管理理效率，提提高会议议沟通效效率。场场地模型型可作为为厂区所所有单体体模型的的整合容容器，将将创建的的模型整整合在同同一场景景文件内内，并生生成整个个厂区范范围，包包括新建建单体模模型的VVR漫游游文件。通通过VRR漫游，能能够更便便捷、直直观的展展示设计计方案。有有助于项项目各参参与方间间的沟通通、交流流。在设计阶段段，通过过虚拟仿仿真漫游游，设计计人员以以第一人人称的视视角在厂厂区内行行走，身身临其境境的观察察项目设设计的合合理性、对对管线的的碰撞问问题进行行直观检检查，对对方案

21、进进行优化化调整。施工阶段，各各参与方方可通过过虚拟仿仿真漫游游，预先先的观察察厂区建建成后的的状态，更更为清晰晰的了解解工程的的结构设设计构造造、管道道系统构构成、设设备安装装位置。从从而加快快施工现现场沟通通效率，便便于各方方协调，从从而提高高了现场场管理效效率及会会议沟通通效率。3、施工阶阶段的BBIM技技术应用用点在施工阶段段，采用用基于BBIM技技术的施施工方案案和进度度模拟，对对施工过过程进行行预先模模拟和分分析优化化，有效效的预判判和避免免施工过过程中的的各种不不利因素素，大幅幅的提升升施工组组织水平平。（1）施工工方案模模拟借助模型模模拟、优优化，并并且直观观展现各各构筑物物单

22、体的的施工工工序，模模拟过程程中可充充分考虑虑施工实实施过程程中可能能出现的的问题，避避免复杂杂节点上上交叉工工序间相相互干扰扰，并将将交叉工工序的组组织安排排调整到到最佳状状态，增增加了施施工进度度计划的的参考意意义和可可操作性性。结合施工模模拟动画画和BIIM模型型完成施施工交底底，能有有效增加加沟通效效率，确确保按图图施工，和和按规范范施工。配合施工现现场做复复杂节点点的施工工流程模模拟。由由于切换换闸门井井施工流流程较为为复杂特特殊，施施工注意意事项较较多。因因此，通通过制作作模拟动动画的方方式，展展示该施施工过程程，动画画中体现现了各工工序的工工艺、流流程，以以及工序序耗时长长短。施

23、工现场塑塑料模板板的拼装装程序较较为特殊殊，不同同于以往往常见的的木模板板，为方方便施工工交底和和现场交交流，特特对塑料料模板的的组成构构件进行行建模，包包括塑料料模板主主体、UU型扣件件、可拆拆卸端头头、端部部固定件件、U型钢、螺螺杆，并并根据施施工流程程制作了了相应的的模板拼拼装模拟拟动画。5、运维阶阶段的BIMM技术应应用点在运维阶段段，对BBIM模模型数据据和协同同平台业业务数据据进行数数据整理理与重构构，与厂厂区SCCADAA系统工工控实时时数据库库、MEES系统统生产业业务数据据相结合合，为厂厂区运维维信息系系统提供供全面的的数据服服务，将将BIMM模型中中承载的的数据信信息成功功

24、的应用用与厂区区运维管管理信息息系统中中。此外外，本工工程还利利用Unnityy 3DD引擎开开发了基基于BIIM的运运维培训训交互系系统，可可结合VVR技术术采用33D游戏戏互动体体验方式式，进行行运维培培训和操操作模拟拟。四、BIMM技术应应用效益益及测算算方法1、BIMM投入工程采用全全生命周周期的BBIM应应用。充充分发挥挥BIMM技术在在信息整整合、数数据共享享方面的的价值和和优势，实实现基于于BIMM技术的的大型污污水处理理厂工程程全生命命周期信信息管理理。本工工程在EEPC实实施的过过程当中中，组建建了包含含设计、总总承包管管理人员员在内的的实施团团队，配配置了图图形工作作站、建

25、建模工作作站、模模型浏览览客户站站等硬件件设备，并并将BIIM技术术的理念念贯穿于于设计、采采购、施施工的全全过程之之中。2、BIMM产出设计阶段，通通过模型型构建以以及模型型的深化化设计过过程，达达到优化化设计方方案和和和提高设设计成果果质量的的目标；在施工工阶段，利利用建设设协同管管理信息息平台完完成施工工现场进进度管理理、材料料管理、安安全管理理，提高高施工管管理水平平，减少少返工和和变更造造成的各各种浪费费，保障障工程项项目的顺顺利完工工，最终终完成竣竣工模型型的交付付；在运运维阶段段，运营营单位可可以从竣竣工模型型中提取取管理所所需的各各类信息息，帮助助提高设设备设施施信息查查询效率

26、率，提升升综合管管理水平平。3、综合效效益本工程在建建设全过过程中都都采用了了BIMM技术，在在项目实实施早期期制定项项目级的的BIMM应用标标准，对对于项目目实施成成效的好好坏具有有很大影影响，正正因为从从设计源源头开始始制定了了统一的的BIMM应用标标准，后后续在项项目的实实施过程程中遇到到的障碍碍就越少少，后续续采购、施施工过程程中的BBIM应应用工作作也更加加顺利。设设计阶段段的多项项BIMM技术应应用帮助助设计人人员更好好地优化化设计，提提升设计计的质量量与效率率。在施施工阶段段通过“互联网网+BIIM”的的融合，自自主研发发了“闪电扫扫验”创新技技术、建建设协同同管理信信息平台台，

27、对传传统项目目管理方方式进行行升级改改造，推推动本工工程的建设过程的的顺利展展开，最最终助力力本工程程提前竣竣工，完完满完成成建设任任务。五、BIMM技术应应用推广广与思考考1、项目级级BIMM标准的的构建，促促进数据据规范化化统一在项目实施施早期制制定项目目级的BBIM应应用标准准，对于于项目实实施成效效的好坏坏具有很很大大影响。前前期项目目标准制制定的越越周全，则则后期项项目实施施过程中中遇到的的阻碍越越少，BBIM应应用工作作也就进进展的更更加顺利利。项目级BIIM应用用标准可可包括：BIMM模型精精度标准准、BIIM模型型工作标标准、BBIM软软件应用用标准、BIM成果交付标准几个方面。通过提前明确BIM模型精度标准，结合不同阶段的使用需要，将模型深度确定在特定范围内，避免模型深度不够，同时也避免陷入“过度建模”的误区。BIM模型工作标准中，需统