上海石洞口污水处理厂提标改造工程BIM技术综合应用

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单位位为上海城投投水务工程项项目管理有限限公司，EPPC总承包单单位为上海市市政工程设计计研究总院（集集团）有限公公司，运营单单位为上海城城投污水处理理有限公司。在在参建各方的的共同努力和和BIM技术术的助力下，22017年112月8日，石石洞口污水处处理厂提标改改造工程提前前42天通过过竣工验收，实实现了无质量量安全事故，一一次验收合格格率100%%，标志着石石洞口污水处处理厂提标改改造工程按时时完成政府下下达的建设任任务并提前发发挥作用。项项目最终收获获了包括全国国“创新杯”最最佳市政给排排水BIM应应用奖、全国国“创新杯”优优秀总承包BBIM应用奖奖、上海文明明工地升级示示范项目、上上海首届BIIM技术应用用创新大赛最最佳项目奖等等30多个奖奖项。

二、BIM技术术应用概况1、工程范围

本工程主要内容容包括：污水水处理厂出水水水质稳定达达标一级A标标准所需的工工程措施、对对雨季合流水水溢流进行处处理所需的工工程措施。

2、应用阶段

工程采用全生命命周期的BIIM应用。充充分发挥BIIM技术在信信息整合、数数据共享方面面的价值和优优势，实现基基于BIM技技术的大型污污水处理厂工工程全生命周周期信息管理理。在设计阶阶段，通过模模型构建以及及模型的深化化设计过程，达达到优化设计计方案和和提提高设计成果果质量的目标标；在施工阶阶段，利用建建设协同管理理信息平台完完成施工现场场进度管理、材材料管理、安安全管理，提提高施工管理理水平，减少少返工和变更更造成的各种种浪费，保障障工程项目的的顺利完工，最最终完成竣工工模型的交付付；在运维阶阶段，运营单单位可以从竣竣工模型中提提取管理所需需的各类信息息，帮助提高高设备设施信信息查询效率率，提升综合合管理水平。3、BIM技术术实现目标

在本工程中应用用BIM技术术，能实现如如下的目标：：通过充分发发挥BIM技技术在信息整整合、数据共共享方面的价价值和优势，实实现基于BIIM技术的大大型污水处理理厂工程全生生命周期信息息管理。在设设计阶段，通通过模型构建建以及模型的的深化设计过过程，达到优优化设计方案案和和提高设设计成果质量量的目标；在在施工阶段，利利用建设协同同管理信息平平台完成施工工现场进度管管理、材料管管理、安全管管理，提高施施工管理水平平，减少返工工和变更造成成的各种浪费费，保障工程程项目的顺利利完工，最终终完成竣工模模型的交付。通通过构建项目目建设协同管管理信息平台台，加强建设设过程中各业业务环节的协协同管理，通通过项目全生生命周期的BBIM应用和和研究，形成成污水处理工工程的BIMM技术应用管管理体系框架架，并将本项项目打造成为为水务领域BBIM技术水水务应用的标标杆。4、组织结构本工程建设单位位为上海城投投水务工程项项目管理有限限公司，EPPC总承包单单位为上海市市政工程设计计研究总院（集集团）有限公公司，运营单单位为上海城城投污水处理理有限公司。参参建各方都组组建了由主要要领导为组长长的BIM技技术工作小组组，确保BIIM技术在工工程建设中的的有效应用。三、BIM技术术应用成果与与特色

1、CBIM建建设协同管理理信息平台

本工程开发了CCBIM建设设协同管理信信息平台，平平台运用B//S构架和模模型轻量化显显示引擎，实实现快速简便便的部署和模模型浏览，平平台包括进度度计划、投资资控制、质量量管理、安全全管理、设备备管理、文档档管理等多个个模块，服务务于建设全过过程的各参与与方，充分发发挥BIM数数据的价值，大大幅提升建设设全过程的管管理效率和水水平。

（1）进度计划划

建设协同管理信信息平台的施施工进度管理理模块开通使使用后，借助助协同平台实实现现场施工工进度与进度度计划的协调调管理，及时时反馈现场施施工进度偏差差，发现施工工进度延误原原因并及时采采取纠正补救救措施。

同时，平台中模模型显示窗口口可通过将构构件赋予不同同颜色，来区区分各构件的的施工状蓝色色代表计划进进行，橙色代代表未开始施施工的构件态态。如下图所所示，为某一一时刻反硝化化深床滤池施施工进度，绿绿色代表该构构件已全部完完成。（2）投资控制制

通过模型自动统统计的工程量量清单，结合合造价信息，借借助建设协同同管理信息平平台实现工程程投资控制。与与工程进度计计划相结合，以以模型统计的的较为可靠的的工程量为依依据，提前帮帮助业主制定定准确、可行行的投资计划划，有助于管管理人员对现现场资金把控控，减小资金金风险，实行行资金的最优优利用。

（3）质量管理理

质量管理工作已已能够通过扫扫描贴于施工工现场的二维维码来完成相相应构件的质质量验收，对对不合格的构构件进行整改改，还可上传传施工现场拍拍摄的图片到到建设协同管管理信息平台台。通过协同同平台进行现现场各构件的的质量验收工工作，使质量量管理更加便便捷可靠。提提高施工进度度的可控性的的同时，也确确保了每个构构件的施工质质量。

（4）安全管理理

完成安全点位模模型上传平台台的工作后，通通过贴二维码码标签的方式式，借助建设设协同管理信信息平台，将将灭火器、电电箱与平台中中模型建立关关联关系。并并可通过手机机移动端扫描描现场二维码码的方式，将将安全检查情情况上传到建建设协同管理理信息平台。从从而进一步提提高了施工安安全管理的可可靠性和规范范性。

（5）设备管理理

设备管理模块主主要用于管理理设备采购工工作，在完成成设备编码录录入工作后，应应用包含设备备编码、规格格、数量等信信息的设备统统计表进行设设备采购。实实践表明，通通过平台完成成设备采购工工作，可保证证这项工作的的及时、准确确，平台中的的进度管理模模块能随时提提醒当前进展展情况，以及及即将进入的的施工阶段，保保证设备采购购的及时性。通通过BIM模模型统计的设设备数量与设设计方案一致致，具有比人人工统计更高高的准确性，因因此，可避免免设备采购数数量与工程需需要量存在偏偏差。以此保保障了设备安安装工作更加加顺利的开展展。

（6）文档管理理

每天定时将施工工工程日报上上传至平台，所所有项目成员员都可以查看看项目的进展展情况。同时时，也将需要要传递、共享享的施工进度度计划、安全全教育、任务务核实附件、设设计协调附件件等相关资料料上传到平台台，方便相关关人员查看或或下载。相比比纸质文件的的传递，通过过协同平台管管理工程文档档的方式下，文文档归类更加加清晰明了，文文档传递速度度大大提高，文文档查阅更加加便捷。2、设计阶段的的BIM技术术应用点

在设计阶段，利利用BIM正正向设计手段段对改造方案案进行分析比比选、对复杂杂的集约化单单体进行水力力模拟计算、结结构计算、冲冲突检测等，实实时设计同步步的优化审查查以及辅助出出图，可以大大幅提高设计计质量和综合合效率。

（1）模型建立立

创建全厂区工程程几何实体模模型，包括各各新建单体模模型、厂区管管线模型、场场地模型。其其中，单体模模型包括基坑坑支护子模型型、结构子模模型、工艺子子模型，厂区区管线模型包包括厂区内现现状管线、搬搬迁管线，场场地模型包括括厂区范围内内的地形、道道路、河流，并并用简单的长长方体占位来来示意性的表表达现状建筑筑物。

方案设计阶段，针针对不同的设设计方案建模模，通过模型型更直观、更更全面的评价价各方案的优优缺点，并确确定最终方案案。

随着工程建设阶阶段的推进，为为保证模型满满足不同应用用阶段的精度度要求，对设设计模型做进进一步完善。补补充模型中颗颗粒度较小的的构件，如角角钢、预埋套套管、墙体开开洞、素砼回回填等；修正正并细化原模模型中粗略创创建的构件；；对必要的模模型构件录入入详细信息，如如添加墙、板板、柱、梁的的材质信息，对对工艺设备添添加相关信息息等。增加模模型精细度，使使模型能够更更加形象、充充分的表达图图纸信息,最最终形成竣工工模型。

为确保模型包含含准确的设计计信息，建立立模型联合评评审制度，模模型向下游应应用交付前，由由负责该项目目的设计师评评审BIM模模型。

通过BIM整合合软件，将不不同专业、不不同单体，以以及场地模型型整合到一个个模型空间，提提前模拟工程程建成后的效效果，展现设设计方案在周周边环境中的的定位、工程程材质构成、设设备组成，以以及水池构筑筑物内部复杂杂的几何构造造和空间关系系，便于项目目各参与方之之间的交流和和决策。

（2）碰撞检查查

传统意义上的碰碰撞检查由设设计师根据二二维图纸进行行三维空间构构想，从而检检查不同专业业之间的碰撞撞。当工程规规模较大、涉涉及专业较多多时，采用这这种方式工作作量较大，且且发现碰撞问问题后，各专专业协商和修修改起来也较较为复杂。是是一种相对低低效的工作方方式，使得各各专业之间始始终难以达到到协调、一致致。

本工程借助三维维BIM模型型，提早发现现设计冲突问问题，当把不不同专业模型型整合到一个个模型空间中中时，模型间间的碰撞问题题一目了然。然然后不同专业业之前可以基基于模型进行行沟通协调，以以便尽快达成成最佳的修改改方案。不仅仅为设计师省省去了大量的的精力、提高高了工作效率率、提升了设设计质量，也也能够及时对对碰撞问题采采取整改措施施，避免项目目建设过程中中出现拆改及及返工现象。

此外，本工程还还应用BIMM模型的碰撞撞检查功能，检检查工程设备备的空间设置置是否合理，为为管线设备的的安装预留了了足够的运输输通道和操作作空间。

（3）管综优化化

本工程存在局部部管线较为密密集的部位，如如乙酸钠投加加间、加氯加加药间等。这这些地方的管管线排布尽管管会遵循一些些避让原则，但但由于局部管管道系统较多多，不同系统统的管道交错错在一起，仍仍然难以进行行合理排布和和施工。

传统方式应用二二维CAD图图纸表达这些些管道的走向向和定位，一一张图纸上只只能表示某个个截面或局部部范围内的信信息，设计人人员需要将这这些离散的平平、立、剖图图纸，以及系系统图在大脑脑中进行加工工后，形成整整体的三维概概念。当各个个系统的管线线整合在一起起以后，会显显得比较杂乱乱，更加难以以准确的把握握各种系统管管线的排布位位置和标高，难难以将管线排排布的合理整整洁，又便于于施工。因此此，传统的管管线综合工作作方式具有较较大的局限性性。

将管线模型与土土建模型整合合，通过三维维模型的信息息集成，便捷捷的管线排布布不合理的地地方，在利用用BIM技术术优化性的特特征，可以在在BIM模型型里对管线排排布提出优化化的方案，进进行深化设计计，从而更清清晰的解决以以往施工中出出现的问题，并并使得管线排排布空间位置置更加合理，整整体外观更加加整洁。（4）工程量统统计

众所周知，工程程量统计是工工程建设过程程中一项重要要工作，具有有工作量大、费费时、繁琐、要要求严谨的特特点。不仅在在勘察设计阶阶段要测量工工程量，在施施工前、施工工过程中、竣竣工等阶段为为控制工程进进度、预算分分项经费、最最后结算等都都需要多次统统计工程量。

传统工程量统计计，预算人员员需从图纸中中逐一计数，然然后分类列于于表格中进行行统计，工作作负荷非常大大。如果遇到到设计方案的的频繁变更，则则更是苦不堪堪言。

本工程借助BIIM算量的优优势主要体现现在信息的自自动提取和信信息的联动两两个方面。一一方面，BIIM模型中带带有建筑构件件的几何信息息和属性信息息，借助BIIM软件，可可以很方便的的、有选择性性的将这些信信息提取出来来，形成统计计明细表，在在明细表中做做分类计算，最最终获得所需需的工程量。另另一方面，借借助BIM软软件自动统计计功能生成的的统计表，其其中的信息始始终与模型保保持关联，随随着项目的不不断深入，BBIM模型不不断跟进，其其附加的设计计信息也不断断更新，统计计表中相关工工程量也随之之变化。这使使得基于BIIM的工程量量统计可以流流畅的贯穿项项目的建设全全过程，避免免由于设计变变更等原因，增增加造价人员员的重复工作作量，也便于于在不同的变变更方案之间间，结合经济济性和合理性性，更加准确确、快速的进进行方案间的的经济性比选选。

（5）仿真漫游游

为更大程度上发发挥BIM模模型服务于工工程项目的价价值，将建好好的模型全部部整合后，导导入虚拟现实实软件，创建建1:1的虚虚拟现实环境境，项目各参参建方可以对对拟建项目进进行虚拟仿真真漫游，直观观地对项目的的建成情况进进行查看和讨讨论。本工程通过市场场调查，采购购了适用于本本项目的VRR虚拟现实眼眼镜设备，进进行了设备的的调试工作，并并将VR设备备在项目设计计阶段及建设设现场中投入入使用。首先先将石洞口厂厂区模型文件件发布为VRR虚拟现实场场景文件，设设计人员、施施工管理人员员通过佩戴VVR眼镜，对对厂区进行身临其境的虚虚拟现实漫游游浏览，该方方法既提高了了现场管理效效率，提高会会议沟通效率率。场地模型型可作为厂区区所有单体模模型的整合容容器，将创建建的模型整合合在同一场景景文件内，并并生成整个厂厂区范围，包包括新建单体体模型的VRR漫游文件。通通过VR漫游游，能够更便便捷、直观的的展示设计方方案。有助于于项目各参与与方间的沟通通、交流。在设计阶段，通通过虚拟仿真真漫游，设计计人员以第一一人称的视角角在厂区内行行走，身临其其境的观察项项目设计的合合理性、对管管线的碰撞问问题进行直观观检查，对方方案进行优化化调整。施工阶段，各参参与方可通过过虚拟仿真漫漫游，预先的的观察厂区建建成后的状态态，更为清晰晰的了解工程程的结构设计计构造、管道道系统构成、设设备安装位置置。从而加快快施工现场沟沟通效率，便便于各方协调调，从而提高高了现场管理理效率及会议议沟通效率。

3、施工阶段的的BIM技术术应用点

在施工阶段，采采用基于BIIM技术的施施工方案和进进度模拟，对对施工过程进进行预先模拟拟和分析优化化，有效的预预判和避免施施工过程中的的各种不利因因素，大幅的的提升施工组组织水平。（1）施工方案案模拟

借助模型模拟、优优化，并且直直观展现各构构筑物单体的的施工工序，模模拟过程中可可充分考虑施施工实施过程程中可能出现现的问题，避避免复杂节点点上交叉工序序间相互干扰扰，并将交叉叉工序的组织织安排调整到到最佳状态，增增加了施工进进度计划的参参考意义和可可操作性。

结合施工模拟动动画和BIMM模型完成施施工交底，能能有效增加沟沟通效率，确确保按图施工工，和按规范范施工。

配合施工现场做做复杂节点的的施工流程模模拟。由于切切换闸门井施施工流程较为为复杂特殊，施施工注意事项项较多。因此此，通过制作作模拟动画的的方式，展示示该施工过程程，动画中体体现了各工序序的工艺、流流程，以及工工序耗时长短短。施工现场塑料模模板的拼装程程序较为特殊殊，不同于以以往常见的木木模板，为方方便施工交底底和现场交流流，特对塑料料模板的组成成构件进行建建模，包括塑塑料模板主体体、U型扣件件、可拆卸端端头、端部固固定件、U型型钢、螺杆，并并根据施工流流程制作了相相应的模板拼拼装模拟动画画。

5、运维阶段的的BIM技术术应用点

在运维阶段，对对BIM模型型数据和协同同平台业务数数据进行数据据整理与重构构，与厂区SSCADA系系统工控实时时数据库、MMES系统生生产业务数据据相结合，为为厂区运维信信息系统提供供全面的数据据服务，将BBIM模型中中承载的数据据信息成功的的应用与厂区区运维管理信信息系统中。此此外，本工程程还利用Unnity33D引擎开发发了基于BIIM的运维培培训交互系统统，可结合VVR技术采用用3D游戏互互动体验方式式，进行运维维培训和操作作模拟。

四、BIM技术术应用效益及及测算方法

1、BIM投入入

工程采用全生命命周期的BIIM应用。充充分发挥BIIM技术在信信息整合、数数据共享方面面的价值和优优势，实现基基于BIM技技术的大型污污水处理厂工工程全生命周周期信息管理理。本工程在在EPC实施施的过程当中中，组建了包包含设计、总总承包管理人人员在内的实实施团队，配配置了图形工工作站、建模模工作站、模模型浏览客户户站等硬件设设备，并将BBIM技术的的理念贯穿于于设计、采购购、施工的全全过程之中。

2、BIM产出出

设计阶段，通过过模型构建以以及模型的深深化设计过程程，达到优化化设计方案和和和提高设计计成果质量的的目标；在施施工阶段，利利用建设协同同管理信息平平台完成施工工现场进度管管理、材料管管理、安全管管理，提高施施工管理水平平，减少返工工和变更造成成的各种浪费费，保障工程程项目的顺利利完工，最终终完成竣工模模型的交付；；在运维阶段段，运营单位位可以从竣工工模型中提取取管理所需的的各类信息，帮帮助提高设备备设施信息查查询效率，提提升综合管理理水平。

3、综合效益

本工程在建设全全过程中都采采用了BIMM技术，在项项目实施早期期制定项目级级的BIM应应用标准，对对于项目实施施成效的好坏坏具有很大影影响，正因为为从设计源头头开始制定了了统一的BIIM应用标准准，后续在项项目的实施过过程中遇到的的障碍就越少少，后续采购购、施工过程程中的BIMM应用工作也也更加顺利。设设计阶段的多多项BIM技技术应用帮助助设计人员更更好地优化设设计，提升设设计的质量与与效率。在施施工阶段通过过“互联网++BIM”的的融合，自主主研发了“闪闪电扫验”创创新技术、建建设协同管理理信息平台，对对传统项目管管理方式进行行升级改造，推推动本工程的的建设过程的顺利利展开，最终终助力本工程程提前竣工，完完满完成建设设任务。

五、BIM技术术应用推广与与思考1、项目级BIIM标准的构构建，促进数数据规范化统统一

在项目实施早期期制定项目级级的BIM应应用标准，对对于项目实施施成效的好坏坏具有很大大大影响。前期期项目标准制制定的越周全全，则后期项项目实施过程程中遇到的阻阻碍越少，BBIM应用工工作也就进展展的更加顺利利。

项目级BIM应应用标准可包包括：BIMM模型精度标标准、BIMM模型工作标标准、BIMM软件应用标标准、BIMM成果交付标标准几个方面面。通过提前前明确BIMM模型精度标标准，结合不不同阶段的使使用需要，将将模型深度确确定在特定范范围内，避免免模型深度不不够，同时也也避免陷入“过过度建模”的的误区。BIIM模型工作作标准中，需需统一规定BBIM文件架架构、模型文文件命名规则则、模型编码码标准、模型型拆分标准、模模型坐标体系系、模型色彩彩标准。BIIM软