北京地铁BIM技术应用全过程

一、项目概况北京地铁16号号号线，是是北京京地铁的的一条条建设中中的南南北向骨骨干线线，首次次采用用8卡编组A型列车，最最最大载客客量达达到3560人，北京京地地铁16号线稻香香湖湖路站与与中关关村创新新园A地块一体体化化工程项项目（快快轨公司司代建建范围），位位于北清清路和和地铁16号线稻香香湖湖路站以以北规规划绿地地区域域，是与与地铁铁稻香湖湖路站站一体化化的开开发项目目。南南侧为地地铁稻稻香湖路路站和和城市主主干道道北清路路，西西侧为城城市干干道稻香香湖路路，东侧侧跨过过创新园园经六六路临近近东埠埠头排洪洪渠，北北侧为城城市支支路。一体化建筑一期期期工程为为地下下建筑，共共两两层，修修建宽宽度约20.5522m，长约216m。地下一一层层为商业业区，层层高7米；地下下二二层为平平时汽汽车库，部部分分战时作作为核核六级人人防物物资库，层层高高4.5米。在地下下一一层南侧侧与地地铁稻香香湖路路站站厅厅层设设置三个个一体体化连通通口，连连通口内内侧地地面标高高与地地铁站厅厅保持持一致，合合理理引导地地铁人人流与商商业人人流，实实现地地铁站厅厅与本本工程的的一体体化设计计理念念。两侧侧连通通口可直直接进进入地铁铁站厅厅非付费费区，中中部连通通口则则设置地地铁安安检及闸闸机等等设备，可可刷刷卡进入入地铁铁站厅付付费区区。结合合连通通口和商商业功功能空间间设计计三个地地面采采光口，改改善善建筑空空间感感觉和乘乘车条条件。在在地下下一二层层北侧侧分别预预留与与经六路路地下下后期工工程的的连通口口，为为规划中中地下下商业区区的南南北贯通通和各各地块汽汽车库库的相互互连通通打下基基础。该工程是一个地地地下两层层建筑筑，紧邻邻地铁铁北侧地地段修修建，众众所周周知，对对于地地铁建设设来说说，车站站一旦旦建成，临临近近车站30米内范围围内内，是无无法修修建任何何建筑筑物的，如如果果要进行行地下下商业开开发，最最好是与与地铁铁车站同同步进进行工程程施工工，且地地下商商业开发发的施施工范围围也在在本次项项目部部建设的的围挡挡范围内内。一一体化施施工伊伊始，地地铁施施工程还还剩余余出入口口、风风道、暗暗挖通通道工程程，这这些工程程的共共同特点点是作作业面狭狭小，各各工序各各工种种交叉作作业多多，施工工协调调和配合合存在在一定的的难度度，如果果管理理不善将将造成成工期严严重滞滞后，不不利于于成本控控制，因因此，项目目采采用BIM技术，将将建建好的一一体化化三维模模型与与施工现现场进进度、合合同、成成本、质质量、安安全等信信息结结合，确确定项项目的重重难点点，更好好地进进行施工工交底底，现场场进度度控制、质质量量安全追追踪以以及成本本的管管控。二、项目重难点点点北京地铁16号号号线地铁铁工程程需要在2016年底正式式投投入运行行，为为祖国2017年献礼，因因因此相关关的一一体化工工程及及地下通通道项项目需要要在一一年内竣竣工并并投入使使用，项项目施工工进度度控制便便成为为了重点点管理理目标。同同时时，对北北京城城乡建设设集团团而言，本本项项目是集集团的的重点BIM试点项目目，努努力争创创北京京长城杯杯工程程。本项目目主主要具有有以下下重难点点：1.工程类别多多本工程包括车站站站、区间间的土土建工程程、降降水工程程及站站前广场场等工工作内容容，项项目整体体的工工程量大大，作作业面较较广，所所涉及的的工法法工艺多多样。2.管理难度大大工程施工时间较较较长，覆覆盖范范围广，所所涉涉及的工工种多多，专业业分工工细，调调用大大量不同同工种种进行长长期施施工，在在无形形中增加加了施施工管理理的难难度。3.施工过程中中将将面临三多多多一少即作业面多、危危危险源多多、质质量控制制点多多，在施施工区区域内可可以利利用的施施工场场地少。4.施工质量要要求求高工程要求质量等等等级达到到合格格、分项项工程程验收合合格率率100%、分部工工程程合格率100%、优良率95%，积极开开展展创建安安全文文明标准准工地地的工作作。三、项目应用目目目标1.技术目标主要对BIM技技技术进行行应用用研究，基基于于目前国国内逐逐步成熟熟的广广联达BIM55D软件管理理平平台，对对地铁铁施工过过程进进行精细细化管管理，包包括模模型搭建建及管管理、现现场三三维场地地布置置优化管管理、钢钢筋工程程管理理、现场场协同同进度、质质量量、安全全管理理、工程程量统统计等摸摸索应应流程，探探索索应用价价值。2.管理目标施工BIM的及及时时应用落地地地，通过过前期期的探索索和价价值研究究，将将能够为为现场场带来实实际价价值的BIM应用点落落地地实践，为为项项目上带带来切切实可行行的BIM管理方式式。3.人才目标成熟BIM技术术的的应用推广广广，在技技能及及人才双双方面面培养的的基础础上，为为集团团及地铁铁项目目部输送送成熟熟的应用用方法法及具有BIM专业技能能的的技术型型人才才。四、BIM应用用方方案（一）BIM应应应用策划/方案01应用阶段策划施工准备阶段、施施工阶段、竣竣工阶段02BIM应用策划划划内容明确施工阶段BBBIM应用目标标，对对施工过过程中中BIM应用的具具体体操作流流程、协协同流程程提出出了构想想，对对BIM应用的成成效效作了明明确要要求。从从初期期的模型型搭建建、动画画制作作、模型型渲染染以及后后期的的BIM平台应用用等等方面，对对项项目的安安全、质质量、进进度、成成本等进进行全全方位管管理。03应用点策划（二）BIM组组组织架构构早在2013年年，北北京城乡乡建设集集团有有限责任任公司司及北京京城乡乡建设集集团基基础设施施工程程总承包包部紧紧追时代代步伐伐，成立BIM技术工作作领领导小组组，组组建BIM管理组织织架架构，利利用BIM技术进行行施施工管理理并广广泛应用用。在在本项目目开展展施工时时，就就引入了BIM人才负责责现现场的BIM应用探索索及及实践，为为后后续推广BIM技术打下下坚坚实的基基础。其BIM组织架构构如下：▲组织架构框架架架图▲成立文件示意意意图（三）软硬件配配配置01软件配置02硬件配置五、BIM应用用过过程（一）BIM555D之模型应应用用01基于地铁施工的的的BIM模型建立立建模流程：明确确确目标→明确建模模细细度标准→任务分工→专业协同→创建各专专业业模型→汇总整个个项项目模型→模型验收收根据施工过程和和和结构特特点，通通过广联联达BIM55D软件搭建建满满足应用用需要要的基坑坑支护护模型、基基坑坑土方开开挖模模型、建建筑模模型、结结构模模型、钢钢筋模模型、三三维场场地模型型、场场站及绿绿化模模型，为为后期期施工奠奠定基基础。▲模型效果图02基于模型的图纸纸纸深化设设计通过三维模型将将将二维图图纸可可视化，大大大大提高了了相关关人员的的读图图、识图图能力力，提高高了基基于图纸纸的沟沟通效率率。此此外，在在三维维模型建建立的的过程中中，工工程师能能够及及时发现现图纸纸存在的的不合合理及碰碰撞等等问题，在在建建模时与与相关关方沟通通并解解决问题题，避避免二次次施工工。换个个角度度说，三三维建建模的过过程是是一次图图纸审审查的过过程，能能够有效效节省省工期、节节约约成本。对根据施工图创创创建的模模型碰碰撞检查查和漫漫游，提提前发发现错误误和碰碰撞点并并提出出深化设设计方方案。例例如主主梁和次次梁的的标高问问题、底底板回填填和柱柱墩标高高问题题、钢筋筋间距距和直径径问题题等一般般性错错误通过过漫游游非常容容易识识别出来来。▲模型整改前后后后对比图▲模型图纸会审审审记录表03基于BIM模型型的的方案论证证证和技术术交底底借助BIM技术术进进行三维场场场地布置置，主主在解决决设备备安置、材材料料堆放、设设备备进场、生生活活区布置置等二二维图纸纸难以以解决的的问题题，并通通过BIM模型进行行场场地布置置工程程量计算算、施施工场地地布置置资产管管理等等，从而而促进进安全文文明施施工、保保障施施工计划划的执执行、有有效控控制现场场成本本支出。基于BIM模型型的的三维场地地地布置，能能够够在设计计之初初考虑施施工过过程的材材料以以及机械械设备备的使用用情况况、材料料堆放放情况等等因素素，经过过场地地漫游细细化现现场场地地布置置的详细细位置置图、模模拟各各个方案案的实实际运行行及成成本情况况，如如：在施施工过过程中的的场地地狭小区区域，容容易产生生大量量的二次次搬运运，用小小车或或人力对对材料料进行二二次或或多次搬搬运会会产生大大量的的二次搬搬运费费用，增增加项项目的成成本支支出。传传统的的2D平面图往往往往因为可可视范范围有限限，需需要多张张图纸纸配合才才能看看清楚某某个构构件的详详细位位置与构构造，并并不直观观，增增加工作作量不不说还降降低精精确度，难难以以预测哪哪些狭狭小区域域可能能会造成成的人人力、财财力成成本损失失，而而通过广广联达达BIM55D进行三维维场场地布置置及漫漫游，项项目管管理层能能够直直观地看看到各各个方案案实际际运行的的优劣劣处，进进而选选择最优优的场场地布置置方案案，同时时，优优化后的的方案案形成的的三维维模型能能够为为现场工工人交交底提供供依据据，更加加形象象具体。▲现场平面布置置置图▲现场三维场地地地模型04基于BIM的深深化化设计、优优优化施工工方案案传统2D图纸做做设计深深化时时,主要依靠靠设设计人员员的个个人想象象与施施工经验验，很很难考虑虑到各各专业构构件间间的碰撞撞，容容易造成成疏漏漏。在应应用广广联达BIM55D进行深化化设设计时，可可将将设计中中不同同专业构构件的的碰撞直直观地地反馈给给设计计人员，自自动动生成检检查结结果报表表，便便于项目目各参参与方进进行及及时沟通通与协协调，减减少设设计变更更，间间接减少少现场场返工，缩缩短短工期。本项目中为了优优优化现场场的施施工方案案，借借助模型型可视视化的特特点，将将现场的的水平平施工位位置、一一体化与与车站站接口施施工位位置及后后浇带带、环向向施工工缝位置置进行行了确定定，同同时对施施工区区域的划划分和和流水段段划分分方式进进行了了调整，使使其其更符合合现场场施工。运用BIM技术术后后，可以对对对已建的BIM模型进行行参参数化计计算与与编辑。BIM模型所具具备备的联动动性是是传统2D图纸所不不具具备的，只只需需要点击击鼠标标，广联联达BIM55D就可以自自动动计算报报表，即即便是模模型有有变化或或者修修改，计计算结结果也会会根据据联动关关系重重新生成成计算算结果，校校正正设备参参数复复核计算算的结结果，为为设备备选择型型号提提供依据据，减减少算量量和工工作量，并并提提高数据据精确确性。05基于BIM钢筋筋三三维模型施施施工指导导钢筋作为支撑整整整栋建筑筑的核核心构件件，量量大且结结构复复杂，在在实际际搭建中中难以以避免碰碰撞等等问题，现现场场多次调调整图图纸和施施工节节奏是对对项目目部人力力、工工期的极极大浪浪费。本本项目目通过输输入钢钢筋的名名称、直直径、强强度等等级、种种类等等参数，添添加加用于控控制的的颜色和和编号号等因素素，搭搭建了三三维钢钢筋模型型，为为施工准准备阶阶段提供供可视视化的交交底模模型，形形象化化展示钢钢筋绑绑扎及节节点情情况。在在交底底阶段即即可检检查出部部分错错误，减减少实实际施工工中的的错误，降降低低人为的的操作作失误，直直接接提升施施工效效率，节节约成成本与工工期。例如：在实际施施施工中，梁梁柱柱节点钢钢筋、箍箍筋等钢钢筋的的搭接与与摆放放常有问问题产产生，钢钢筋模模型的可可视化化特性可可以为为钢筋的的摆放放与绑扎扎提前前做好准准备，避避免出现现明显显错误。相相对对于在施施工过过程中临临时调调整的做做法，在在施工准准备期期尽可能能多地地纠正钢钢筋搭搭接与摆摆放的的问题无无疑是是项目部部最优优的选择择。▲钢筋审核节点点点图（二）BIM555D之现场应应用用01基于广联达BIIIM5D的进度管管理理在施工前期，项项项目组专专门设设立了BIM55D专职人员员，学学习和操操作广广联达BIM55D软件，将将工工程进度度与各各类BIM模型进行行关关联，实实现进进度计划划模拟拟。现场场技术术人员可可以根根据模拟拟结果果优化施施工工工序排布布。具具体的进进度管管理流程程如下下图所示示：在现场施工过程程程中，生生产经经理根据据现场场实际施施工进进度，每每周录录入一次次实际际进度。通通过过计划进进度与与实际进进度的的对比，生生产产经理可可以直直观地了了解施施工进度度，查查看工程程是否否按期进进行，如如有异常常可直直接查看看不同同时段施施工进进度情况况并分分析原因因，为为保证后后续工工期做出出适当当调整。▲计划进度和实实实际进度对对比比为保证施工进度度度正常进进行，很很多项目目相关关方都需需要对对施工工工期有有一定程程度的的了解，以以往往主要以以周例例会、月月例会会的形式式，通通过生产产经理理以书面面形式式和口述述形式式进行项项目介介绍，而而项目目各相关关方无无法实时时获知知进度情情况，并并对项目目工期期有深层层的感感知。为为了让让更多人人了解解项目进进度情情况，生生产经经理可以以借助助广联达BIM55D进行施工工模模拟，将将进度度模拟截截图以以进度照照片的的形式上上传至至云端，直直观观地呈现现不同同时段整整体工工程的施施工进进度，同同时，项项目各相相关方方可通过过不同同端口进进行实实时查看看现场场进度情情况，如如下图所所示：：▲进度反馈情况况况记录02基于广联达BIIIM5D的质量安安全全追踪及及统计计分析管管理在传统模式下，项项目现场质量量安全问题的的管理，由项项目部质检人人员和安全员员到现场进行行检查，针对对发现的问题题提出整改建建议，口头交交代或者发到到微信群里，有有时只有特别别需要记录的的问题才会整整理到施工日日志或整改单单中，很可能能由于转述不不准确、聊天天消息过多、遗遗忘等人为原原因，导致部部分问题无法法得到及时有有效的解决。由由于传统的问问题沟通与记记录方式存在在缺陷，后期期责任往往不不可追溯，扯扯皮现象不断断。▲传统的质量安安安全问题记记录录方式在采用广联达BBBIM55D的情况下下，项项目质检检人员员及安全全员到到达现场场、发发现问题题后，需需要通过过手机机上传到到云端端。在上上传的的过程中中，将将问题分分门别别类、图图文结结合、详详细叙叙述并将将责任任分配到到人，达达到质量量问题题可记录录、可可查询、可可汇汇总、可可追溯溯的目标标。需要整改的施工工工人员将将会实实时收到到质量量安全问问题提提醒，并并需要要按时整整改问问题，在在整改改后及时时上传传整改结结果照照片及描描述。同同时，项项目管管理层可可随时时随地通通过Web端、PC端、手机机端端进行问问题的的调取和和浏览览。一个个施工工安全问问题经经过上述述过程程和管理理层审审核通过过后方方可结案案，这这就使得得现场场施工方方到项项目管理理层多多方联动动、按按时按质质整改改问题。此此外外，“三端一云”的应用实实现现了多种种问题题的存档档与实实时查阅阅，让让质量安安全问问题的解解决流流程透明明化、直直观化，为为项项目成功功保驾驾护航。▲手机端操作作作流程▲Web端统统统计展示在施工后期，整整整个工程程进度度中实时时积累累的质量量安全全问题将将发挥挥其更大大的价价值。项项目BIM人员将对对整整个施工工过程程中已发发现并并记录的的问题题进行整整理并并汇总，对对不不同施工工类别别、不同同施工工阶段的的问题题数据生生成分分析成果果。借借此，可可直观观地获知知本项项工程在在施工工中的主主要问问题及次次要问问题归属属、影影响工期期的主主要因素素等，查查漏补缺缺，为为后期项项目地地下通道道施工工的质量量及安安全问题题交底底提供依依据。▲质量安全问题题题统计图03基于广联达BIIIM5D的材料成成本本管理在传统的项目管管管理中，材材料料成本管管理主主要有两两大弊弊端：（1）材料成成本本控制主主要依依靠限额额领料料来实现现，但但额度的的制定定如果没没有统统一的标标准，就就无法衡衡量材材料用量量的合合理性与与精确确性；（2）材料物物资资的消耗耗主要要靠人工工统计计，工作作量大大，容易易存在在人为误误差，且且难以与与项目目实施同同步。采用广联达BIIIM5D进行管理理可可规避上上述问问题。每每天及及时录入入各种种材料的的实际际用量，即即可可按构件件同步步生成实实际用用量和理理论用用量的对对比表表，实现现项目目部对材材料消消耗的实实时分分析，便便于找找出超过过正常常损耗量量的施施工部位位和相相应构件件，分分析材料料损耗耗原因，为为制制定节材材对策策提供精精确可可依的数数据支支持。此此外，在在后续的的施工工过程中中，可可以避免免发生生同样的的超额额材料损损耗，优优化工程程成本本管理工工作模模式，为为后期期项目施施工创创造可复复制的的经验。▲物资提量流程程程六、BIM应用用总总结本项目的承包单单单位为北北京城城乡建设设集团团有限责责任公公司，该该企业业多年来来累计计创建鲁鲁班奖奖、大禹禹奖、詹詹天佑奖奖等国国家级奖奖项29项，北京京市市长城杯杯优质质工程434项等，市市优优工程率率居全全市同行行业领领先地位位。获获得了“全国工程程质质量管理理先进进单位”、“全国优秀秀施施工企业”、“全国建筑筑业业技术创创新先先进企业”、“全国重合合同同守信用”等荣誉称称号号。北京城乡建设集集集团有限限责任任公司基基础设设施工程程总承承包部，是是北北京城乡乡建设设集团有有限责责任公司司的分分公司，先先后后创建8项长城杯杯工工程。已已完工工地铁有4号线马家家堡堡站、10号线丰台台站站、6号线草房房站站、10号线14号线换乘乘站站西局站站，在在建地铁铁有8号线、16号线附属属、7号延线、新新新机场线线等。通通过此次次北京京16号线建设设过过程中对BIM技术的实实践践与探索索，公公司获得得了诸诸多实际际效益益与管理理经验验。（一）实际效益益益1.在建模初初初期，发现现施施工图纸纸问题题共计1112处，完成基基于于模型的的图纸纸会审工工作115次，通过前前期期模型深深化设设计调整整，节节约返工工成本本共计约约千万万元。2.BIM应应应用取得得的主主要效果果：●可视化技术术节节约与各方方方协调联联络的的时间约约10天，与传统统作作业方式式比较较，时间间节约约1%；●节约材料的的价价值为1331.2万元，与传传统统作业方方式比比较，材料料节节约2%；●缩短工期约约554天，与传统统作作业方式式比较较，工期节节约6%；●节省的建造造费费用总额为为为455万元，与传传统统作业方方式比比较，建造造费费用节约3%。●与业主、设计计计、监理等等各各方的沟沟通、协协调时间节节约20%，汇汇报报