上海石洞口污水处理厂提标改造工程BIM技术综合应用

上海石洞口污水水处理厂提提标改造工工程BIM技术综合合应用一、项目概况本工程建设单位位位为上海海城投投水务工工程项项目管理理有限限公司，EPPC总承包单单位为上上海市市政工程程设计计研究总总院（集集团）有有限公公司，运运营单单位为上上海城城投污水水处理理有限公公司。在在参建各各方的的共同努努力和和BIM技术术的助力力下，22017年112月8日，石石洞口污污水处处理厂提提标改改造工程程提前前42天通过过竣工验验收，实实现了无无质量量安全事事故，一一次验收收合格格率100%%，标志着着石石洞口污污水处处理厂提提标改改造工程程按时时完成政政府下下达的建建设任任务并提提前发发挥作用用。项项目最终终收获获了包括括全国国“创新杯”最最佳市政政给排排水BIM应应用奖、全全国国“创新杯”优优秀总承承包BBIM应用奖奖、上海海文明明工地升升级示示范项目目、上上海首届BIIM技术应用用创新大大赛最最佳项目目奖等等30多个奖奖项。

二、BIM技术术应应用概况1、工程范围

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

2、应用阶段

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

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

1、CBIM建建设设协同管理理理信息平平台

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

（1）进度计划划

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

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

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

（3）质量管理理

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

（4）安全管理理

完成安全点位模模模型上传传平台台的工作作后，通通过贴二二维码码标签的的方式式，借助助建设设协同管管理信信息平台台，将将灭火器器、电电箱与平平台中中模型建建立关关联关系系。并并可通过过手机机移动端端扫描描现场二二维码码的方式式，将将安全检检查情情况上传传到建建设协同同管理理信息平平台。从从而进一一步提提高了施施工安安全管理理的可可靠性和和规范范性。

（5）设备管理理

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

（6）文档管理理

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

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

（1）模型建立立

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

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。

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

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

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

（2）碰撞检查查

传统意义上的碰碰碰撞检查查由设设计师根根据二二维图纸纸进行行三维空空间构构想，从从而检检查不同同专业业之间的的碰撞撞。当工工程规规模较大大、涉涉及专业业较多多时，采采用这这种方式式工作作量较大大，且且发现碰碰撞问问题后，各各专专业协商商和修修改起来来也较较为复杂杂。是是一种相相对低低效的工工作方方式，使使得各各专业之之间始始终难以以达到到协调、一一致致。

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

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

（3）管综优化化

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

传统方式应用二二二维CAD图图纸表达达这些些管道的的走向向和定位位，一一张图纸纸上只只能表示示某个个截面或或局部部范围内内的信信息，设设计人人员需要要将这这些离散散的平平、立、剖剖图图纸，以以及系系统图在在大脑脑中进行行加工工后，形形成整整体的三三维概概念。当当各个个系统的的管线线整合在在一起起以后，会会显显得比较较杂乱乱，更加加难以以准确的的把握握各种系系统管管线的排排布位位置和标标高，难难以将管管线排排布的合合理整整洁，又又便于于施工。因因此此，传统统的管管线综合合工作作方式具具有较较大的局局限性性。

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

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

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

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

（5）仿真漫游游

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

3、施工阶段的的的BIM技术术应用点

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

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。

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

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

5、运维阶段的的的BIM技术术应用点

在运维阶段，对对对BIM模型型数据和和协同同平台业业务数数据进行行数据据整理与与重构构，与厂厂区SSCADDA系系统工控控实时时数据库库、MMES系统生生产业务务数据据相结合合，为为厂区运运维信信息系统统提供供全面的的数据据服务，将将BBIM模型中中承载的的数据据信息成成功的的应用与与厂区区运维管管理信信息系统统中。此此外，本本工程程还利用Unnityy33D引擎开发发了基于BIIM的运维培培训交互互系统统，可结结合VVR技术采用用3D游戏互互动体验验方式式，进行行运维维培训和和操作作模拟。

四、BIM技术术应应用效益及及及测算方方法

1、BIM投入入

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

2、BIM产出出

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

3、综合效益

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

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

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

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