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BIM技術(shù)在市政工程項目中的應(yīng)用
本文詳細介紹了BIM+技術(shù)在市政項目中的具體應(yīng)用，將標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)理念融入智慧快速路建設(shè)，從設(shè)計、制造、施工、管理四方面為抓手，不但提升了市政項目工程質(zhì)量、管控投資成本、也有助于縮短項目工期，有效規(guī)避風(fēng)險進一步提高服務(wù)質(zhì)量和項目品質(zhì)。
01、項目概況
自貢市富榮產(chǎn)城融合帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目是由自貢市住房城鄉(xiāng)建設(shè)局作為實施機構(gòu)組織實施的PPP項目，是省、市重大項目，合同工期2019年11月15日至2022年4月30日，總投資85.6億，道路全長 24.6km（起于成佳航空園區(qū)，止于板倉工業(yè)園區(qū)，雙向十二車道），道路總寬度97米。
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主要建設(shè)內(nèi)容包括道路、橋涵、綠化、綜合管廊、生態(tài)修復(fù)、道路附屬設(shè)施及配套服務(wù)設(shè)施等。本項目的建設(shè)將進一步改善整個市域交通運輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平，進一步構(gòu)建和壯大“富榮產(chǎn)城融合經(jīng)濟帶”。同時，項目可向北延伸，連接成都天府大道南延線，向東接入重慶。最終形成377km的成自渝快速路，以此快速路為軸線，構(gòu)建成渝南線經(jīng)濟帶，使自貢成為成自渝經(jīng)濟帶中除成都、重慶之外新的支點城市，進而更主動的融入“成渝經(jīng)濟區(qū)”、“長江經(jīng)濟帶”和 “一帶一路”。
項目自2017年12月啟動，由中國市政西南院設(shè)計并提供前期BIM模型，中交自貢和中交路橋負責(zé)施工及系統(tǒng)的應(yīng)用，四川康立項目管理有限責(zé)任公司、圣弘建設(shè)股份有限公司提供全過程工程咨詢。在BIM應(yīng)用初期，建立了以項目推進領(lǐng)導(dǎo)小組為主導(dǎo)的應(yīng)用管理架構(gòu)，全權(quán)指導(dǎo)及協(xié)調(diào)各項目單位。2020年6月魯班軟件負責(zé)BIM系統(tǒng)開發(fā)，搭建數(shù)字化協(xié)同平臺，為項目公司問題追溯和建設(shè)管理提供便捷服務(wù)，進一步提升項目管理水平和整體質(zhì)量。
02、項目重難點
（1）標(biāo)準(zhǔn)化施工要求高
本項目為自貢市規(guī)模最大的在建市政工程，是省市重大項目，施工要求及品質(zhì)要求高，目標(biāo)定位為“天府杯金獎”、“省級安全生產(chǎn)文明施工標(biāo)準(zhǔn)化工地”，致力打造“基于BIM數(shù)字化技術(shù)的竣工交付應(yīng)用示范項目”、“市政工程BIM+智慧工地應(yīng)用標(biāo)桿項目+單套制檔案移交試點項目” 。
（2）綜合影響多
項目屬舊城區(qū)道路改擴建項目，征拆遷改工作量大，任務(wù)繁雜；且多次上跨下穿既有鐵路、高速、既有道路，受周圍環(huán)境綜合影響存在較多敏感時點，交通導(dǎo)改及施工組織協(xié)調(diào)難。
（3）管理難度大
項目全長24.6KM，建設(shè)期3年，由市住建局成立實施機構(gòu)監(jiān)督實施，社會資本成立項目公司統(tǒng)籌建設(shè)，EPC總包+全過程咨詢相輔相成，參與方多，長線管理投入大，常規(guī)管理模式信息化水平低。
解決措施：
（1）將人員、設(shè)備、材料等通過物聯(lián)網(wǎng)在系統(tǒng)進行規(guī)范化管理?；谙到y(tǒng)新建信息化的管理體系，利用BIM特性在可視化交底、方案模擬等方面提升質(zhì)量管控品質(zhì)。
（2）BIM+無人機創(chuàng)建現(xiàn)狀環(huán)境與設(shè)計成果的疊合模型，有效論證設(shè)計方案和導(dǎo)改措施；虛實結(jié)合提前預(yù)見征遷干擾。
（3）基于BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)建立智慧建造管控系統(tǒng)，設(shè)立生產(chǎn)指揮中心，機器監(jiān)管加流程約束，全員基于同一模型和同一數(shù)據(jù)在同一平臺開展工作，實現(xiàn)資源共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、一體化管理。
03、BIM+全過程工程咨詢模式
（1）全過程工程咨詢?yōu)锽IM技術(shù)應(yīng)用提供天然沃土
全過程工程咨詢是一種模式，BIM 是一種技術(shù)，但都是以項目為載體；全過程工程咨詢的項目各階段高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，集成化的管理模式和專業(yè)化的思維，讓BIM能充分發(fā)揮其信息化管理優(yōu)勢，實現(xiàn)進度控制、質(zhì)量控制、安全控制、投資控制的精細化管理，是BIM技術(shù)應(yīng)用的絕佳平臺。
（2）BIM技術(shù)為全過程工程咨詢提供技術(shù)支撐
BIM技術(shù)以全過程為發(fā)展趨勢，決策、設(shè)計、招投標(biāo)、施工、竣工、運維的多階段連續(xù)應(yīng)用，讓建設(shè)項目各階段的信息無縫傳遞，多參與方協(xié)同管理，打破信息孤島的弊端，從而讓全過程工程咨詢的管理和技術(shù)水平大幅度提升，BIM技術(shù)全過程應(yīng)用是全過程工程咨詢大范圍開展的必由之路。
總結(jié)：全過程工程管理解決的是管理層面的組織協(xié)同、信息傳遞，BIM技術(shù)解決的是工具層面的組織協(xié)同、信息傳遞，二者之間的橋梁，就是業(yè)務(wù)層面的組織協(xié)同、信息傳遞、資源共享。
（3）崗位職責(zé)
項目BIM工作定職定崗，責(zé)任到人，創(chuàng)建qq群和微信群，及時溝通存在的問題，反饋項目BIM運行情況。系統(tǒng)設(shè)有業(yè)務(wù)流程推送，待審批的資料和待閉合的協(xié)作通過微信推送提醒。結(jié)合項目進程分階段進行系統(tǒng)操作和BIM應(yīng)用培訓(xùn)，培訓(xùn)過程中收集調(diào)研基層使用人員切實存在問題及建議，集中會議處理。
（4）實施方案編制、管理制度制定
通過對項目基本情況的掌握，針對市政類項目數(shù)字化建設(shè)的重難點進行分析，梳理本項目各階段應(yīng)用點，制定本項目的數(shù)字化建設(shè)實施方案、實施總體管控計劃等，用于指導(dǎo)各個參建方之間的管控系統(tǒng)實踐應(yīng)用及配合，確保項目智慧建造得以實現(xiàn)。
（5）周月報、會議制度
建立項目周、月報制度，定期檢查工作完成情況，總結(jié)梳理前一階段工作，部署下一階段工作計劃；將數(shù)字化建設(shè)納入項目每半月的生產(chǎn)例會，并利用智慧建造管控線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)召開例會。同時根據(jù)實際需要開展專題會，將責(zé)任落實到人，讓問題處理于節(jié)點，切實保證管控系統(tǒng)的正常運行。
04、智慧建造
（1）模型創(chuàng)建
地圖衛(wèi)片
BIM模型
首次使用BIM傾斜攝影
指揮中心疊合模型
（2）模型展示
基于管控系統(tǒng)整合的綜合模型，在宏觀上可以直觀、快捷的檢驗設(shè)計方案與實際環(huán)境的匹配程度，進一步驗證設(shè)計方案的合理性、可行性；微觀上可以具體查看具體細部構(gòu)造及其與既有構(gòu)筑物之間的空間關(guān)系。基于模型在系統(tǒng)上進行環(huán)境模擬和虛擬漫游，提前驗證真實狀態(tài)下完工項目的光影、雨雪條件影響及駕駛視域。同時綜合模型對紅線范圍內(nèi)的征遷物進行了直觀反應(yīng)。
（3）管控系統(tǒng)
1）智慧建造管控系統(tǒng)將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、智慧工地、協(xié)同管理、質(zhì)檢計量與電子檔案四大子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行集成，以指揮中心作為核心對集成數(shù)據(jù)進行分析和處理，通過線上化施工記錄→過程巡檢→質(zhì)量驗收→質(zhì)檢表單填審→ 計量支付→ 歸檔這一線條作為主線對質(zhì)量與成本進行可視化監(jiān)管，實現(xiàn)建造過程的智慧化。
2）管控系統(tǒng)的整體架構(gòu)由“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層”和“業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用層”兩部分組成。兩者通過數(shù)據(jù)服務(wù)器和 Web服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和同步，建立項目數(shù)據(jù)信息與BIM模型的雙向鏈接，實現(xiàn)基于數(shù)字化管理平臺的新型項目管理?，F(xiàn)場管理人員通過移動端進行協(xié)同作業(yè)，各專業(yè)管理人員在權(quán)限范圍內(nèi)通過不同功能模塊在PC端進行業(yè)務(wù)工作，現(xiàn)場設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)，數(shù)據(jù)匯總通過指揮中心分析處理，進行直觀展示，領(lǐng)導(dǎo)層能夠一眼縱觀全局，做出智能化決策。
（4）智慧物聯(lián)
智慧物聯(lián)子系統(tǒng)下包含視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、車輛定位、人員管理、基坑監(jiān)測、無人機6大板塊，全面提升了項目的動態(tài)管控水平。
指揮中心大屏24小時輪播全面掌控現(xiàn)場情況
1）視頻監(jiān)控
項目將現(xiàn)場重點監(jiān)控部位的19個視頻監(jiān)控接入系統(tǒng)，并標(biāo)記在三維場景相應(yīng)位置，通過模型能直觀了解監(jiān)控點空間位置，并能對其進行實時視頻預(yù)覽、云臺控制、視頻抓錄、定時抓圖等。
2）環(huán)境監(jiān)測
將布設(shè)在現(xiàn)場5個主要出入口的自動監(jiān)測環(huán)境儀接入系統(tǒng)，可對施工現(xiàn)場天氣、噪聲、溫濕度、PM2.5、PM10 、TSP等環(huán)境數(shù)據(jù)實時查看監(jiān)控，在環(huán)境數(shù)據(jù)超限時，進行預(yù)警，現(xiàn)場采取相應(yīng)措施保證現(xiàn)場施工環(huán)境綠色環(huán)保。
3）車輛定位
現(xiàn)場的渣土車、吊車、挖掘機等93輛機械配備定位設(shè)備，通過大屏展示頁面，在地圖上實時顯示各入網(wǎng)車輛的定位和相關(guān)即時數(shù)據(jù)，便于項目部管理。同時可以通過設(shè)定任意時間段查詢車輛實時軌跡，在地圖顯示車輛走過的軌跡，開始時間和結(jié)束時間鎖定車輛行駛的時間段。
4）勞務(wù)實名制及管理人員定位
將項目390名勞務(wù)人員信息錄入系統(tǒng)，并在工地進出口設(shè)置實名制閘機，通過系統(tǒng)可實時了解現(xiàn)場人員工種與進出場等情況，同時將人員考勤對接銀行工資系統(tǒng)；項目的88名管理人員佩有定位手環(huán)，被無線基站自動定位后，會在系統(tǒng)上顯示該人員的具體位置，系統(tǒng)自動記錄人員軌跡，方便查找并可按照需要回放，對人員在崗履職進行有效的監(jiān)督。
5）無人機航拍進度
利用無人機每周定點拍攝施工區(qū)域的實景影像，并結(jié)合具體施工進度與資源投入制作成航拍進度視頻，將其在系統(tǒng)中與模型形成對比，直觀體現(xiàn)整體的施工進度變化。
6）基坑監(jiān)測
將基坑施工的5000余個監(jiān)測點位數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，對各監(jiān)測點的初始值、上次測值、本次測值、本次變化量、累計變化值、變化速率等數(shù)據(jù)進行分析展示，對基坑施工過程中的變形情況進行動態(tài)分析。
（5）現(xiàn)場管理
1）質(zhì)量安全管理-質(zhì)量驗收
工序施工完成經(jīng)總包三檢制合格后，通過協(xié)同平臺發(fā)起質(zhì)量驗收協(xié)作，通知指定監(jiān)理工程師及業(yè)主代表進行現(xiàn)場驗收，驗收合格后通過質(zhì)檢計量平臺填報檢驗批并提交審批，待資料審簽完成后進入下一道工序，整個分項下工序驗收合格后自動生成分項評定表 ，為進度款計量支付提供真實有效的過程資料。
2）質(zhì)量安全管理-危險源評估
系統(tǒng)內(nèi)置危險源庫，項目根據(jù)現(xiàn)場施工實際對危險源項進行調(diào)整，進行風(fēng)險識別和評價，并設(shè)施對應(yīng)控制措施，形成風(fēng)險源清單，可將單項風(fēng)險源導(dǎo)出二維碼張貼在現(xiàn)場對應(yīng)部位，通過手機等終端掃描即可了解詳情。
3）質(zhì)量安全管理-整改閉環(huán)
通過內(nèi)置的隱患庫、檢查規(guī)范和檢查項以及提前劃分的危險源，可利用系統(tǒng)發(fā)起周月日等各類現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時將問題位置、問題詳情及整改要求錄入并推送整改人，整改完成后進行驗收通過，形成整改閉環(huán)。實現(xiàn)無紙化管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢，可追溯，達到跨部門的協(xié)同的現(xiàn)場管理。
4）質(zhì)量安全管理-統(tǒng)計分析
平臺可以分別對現(xiàn)場的安全質(zhì)量檢查、問題整改情況進行的統(tǒng)計分析。可對于現(xiàn)場檢查的不同分部不合格數(shù)量排名、合格分布、整改狀態(tài)、檢查類型進行分析展示；同時可以對現(xiàn)場整改的問題整改分布、分部整體完成率排名、整改狀態(tài)、逾期狀態(tài)、整改單占比、整改閉合時間等進行分析展示；發(fā)現(xiàn)相關(guān)質(zhì)量問題，更好的進行項目管控。
5）影像資料管理
通過協(xié)同功能，對項目各類會議、現(xiàn)場踏勘、收方、交底等業(yè)務(wù)工作通過系統(tǒng)進行通知，并記錄過程原始影像，提高項目內(nèi)部協(xié)同作業(yè)效率，數(shù)據(jù)真實可追溯。
6）進度管理
根據(jù)施工實際拆分模型構(gòu)件，將對應(yīng)構(gòu)件每道工序?qū)嶋H施工進度錄入平臺，從顏色即可得知項目現(xiàn)場宏觀進度，點選構(gòu)件可實時查看其施工過程記錄；將計劃工期與實際進度掛接模型，可進行工期對比，實際進度滯后時，軟件會作出提醒。
7）物料管理
材料設(shè)備進場驗收合格后附帶合格證及試驗報告等資料在系統(tǒng)發(fā)起進場審批流程，通過后進行系統(tǒng)入庫登記?，F(xiàn)場按照施工計劃提交材料計劃，審批完成，限額領(lǐng)料做出庫記錄，現(xiàn)場管理人員將使用原材料批號跟系統(tǒng)模型關(guān)聯(lián)。管理痕跡有效保留，便于不合格原材料投入使用造成質(zhì)量隱患，最終規(guī)避成本損失。
8）資料管理
通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理平臺上傳項目工程、技術(shù)、質(zhì)量、安全、經(jīng)營及檢驗試驗資料，并與工程構(gòu)件相關(guān)；實現(xiàn)項目資料的多方共享。
9）構(gòu)件級信息化
在建造中將設(shè)計屬性、原材料信息、試驗檢驗數(shù)據(jù)、施工過程中的工況、質(zhì)量檢驗和評定資料、計量支付和變更管理數(shù)據(jù)、責(zé)任人信息等于相對應(yīng)BIM模型構(gòu)件永久關(guān)聯(lián)，集成涵蓋設(shè)計-施工-運維全壽命周期全部信息的工程模型大數(shù)據(jù)。
（6）質(zhì)檢計量與電子檔案
1）功能架構(gòu)及特點
通過質(zhì)檢計量，可完成工程項目實施過程中的工程信息管理、資料管理和清單管理，評定資料做到數(shù)據(jù)由測表-檢表-評表流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)線上資料無紙化填報，變更管理、計量支付、審批。同時，將工程資料與模型關(guān)聯(lián)，進行資料與模型構(gòu)件的相互反查，結(jié)合電子檔案應(yīng)用，實現(xiàn)工程的全過程資料電子化審批與歸檔管理。
2）業(yè)務(wù)流程
1.在自貢市開展電子檔案試點；
2.各專業(yè)驗收表格統(tǒng)一、檢驗批劃分標(biāo)準(zhǔn)化；
3.質(zhì)檢評定、計量支付全部線上填報審批并閉合；
4.流程自定義、限時審批；
5.資料查驗合格進入檔案管理系統(tǒng)組卷歸檔，移交檔案館。
3）審簽管控
工程資料（方案、設(shè)計變更、質(zhì)檢計量）在線上進行填報并簽章審批，陽光簽證，流程透明，同時前后審簽人員相互監(jiān)督，采用數(shù)字中心認證公安部備案的電子簽名、印章，合法并及時高效的完成工程資料的電子化、信息化管理。
4）實時記錄
質(zhì)檢計量的審批附帶著現(xiàn)場踏勘、收方及驗收等影像資料，現(xiàn)場過程發(fā)生實時記錄，數(shù)據(jù)真實可靠。
5）電子檔案
系統(tǒng)使用具有合法CA機構(gòu)的電子簽章和電子印章技術(shù)，對接自貢城建檔案館直接進行竣工電子檔案的交付，以促進無紙化辦公和加強檔案信息化建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)。同時工程文件可以和BIM模型進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)工程文件歸檔的可視化管理。
05、效益分析
（1）經(jīng)濟效益
項目通過使用這套數(shù)字化項目管理平臺，在進度上打通年、月、周三級計劃管理滿足節(jié)點要求，工期縮短約37天；發(fā)現(xiàn)圖紙問題490余處，約節(jié)省投資215余萬元；項目全員386人全部參與信息管控，節(jié)約管理崗位設(shè)置11個，安全質(zhì)量數(shù)據(jù)在線記錄2410條，閉環(huán)率達98% ，節(jié)約管理成本約192.5萬元；通過管控系統(tǒng)在項目應(yīng)用減少投入資料人員5人，節(jié)約打印報送的線上當(dāng)前資料96782份，節(jié)省成本約85.5萬元。
（2）社會效益
1）市政各類工程對象應(yīng)用示范
對項目各參與方、各種類型的重要工程對象，從不同維度出發(fā)，進行數(shù)字化管理，為行業(yè)帶來示范引領(lǐng)作用。
2）基于BIM+全過程咨詢模式的智慧建造
項目應(yīng)用過程中，形成基于BIM技術(shù)的全過程項目建設(shè)管理流程，可作為其他項目的借鑒，進一步提升我國市政行業(yè)信息化、數(shù)字化水平。
3）完善BIM規(guī)范和政策
總結(jié)應(yīng)用過程，形成市政工程項目數(shù)字化項目管理平臺應(yīng)用實施指南，為進一步在市政行業(yè)推廣BIM技術(shù)應(yīng)用，完善相關(guān)政策積累了寶貴經(jīng)驗。
4）響應(yīng)國家政策應(yīng)用示范
積極響應(yīng)國家對智慧交通、綠色市政、品質(zhì)工程、數(shù)字市政方面的規(guī)劃與政策。
06應(yīng)用總結(jié)
1、項目利用BIM+智慧工地技術(shù)，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時采集，更是通過打通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)壁壘，實踐生產(chǎn)指揮中心建設(shè)理念，以中樞大腦的形態(tài)收集、分析、處理各項生產(chǎn)任務(wù)，確保項目管理者可利用多方數(shù)據(jù)科學(xué)決策；并通過數(shù)字指揮系統(tǒng)一對一互動，確保指令到人，責(zé)任到人，極大地提高了后臺管控能力，建設(shè)全過程、全要素、全人員綜合BIM應(yīng)用的完整經(jīng)歷，初步總結(jié)出一套BIM+全過程工程咨詢模式下智慧建造管控系統(tǒng)綜合應(yīng)用解決方案；
2、在項目BIM應(yīng)用過程中，通過近500人次系統(tǒng)培訓(xùn)和實施應(yīng)用，培養(yǎng)了一批BIM應(yīng)用人才，他們將成為將來市政BIM推廣應(yīng)用中的主力軍；
3、作為BIM技術(shù)應(yīng)用首次在市政項目全過程咨詢管理上的嘗試，也存在很多不足：應(yīng)用點收技術(shù)水平限制沒有達到理想狀態(tài)、應(yīng)用點產(chǎn)生的大量信息沒有發(fā)揮相當(dāng)?shù)膬r值、應(yīng)用點在效果和成本之間平衡困難…隨著項目實施，整個管理團隊一直探索優(yōu)化管理思路和方法，在細節(jié)上提升，系統(tǒng)平臺也在不斷完善升級，我們希望通過持續(xù)的優(yōu)化和改進，積累一套完整實用的市政項目BIM全過程管理經(jīng)驗，遷移到更多項目應(yīng)用，為基建助力。
通過BIM+智慧工地技術(shù)，整合各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)，讓工程項目的建設(shè)更加智能、高效、安全，實現(xiàn)工地人、機、料、法、環(huán)等要素的提升。
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