大沙地污水厂扩建工程采用MBR工艺，污水处理规模为25 万m3/d，为全地埋式污水处理厂，地上为公园式绿化园林景观。地下结构分两层，地下一层为设备及检修层，地下二层为污水处理层，地下室总深度约为15～16m，地下主体结构面积约38000m2。地下室施工期间，开挖深度达18.5m深，基坑支护采用地下连续墙+三道内支撑的支护型式。该项目在施工过程面临如下难点。

（1）、工程施工项目内容多，涉及专业技术覆盖面广，包含了各种大型水池构筑物及其它附属工程。

（2）、建筑物占地面积大，施工期间可利用的场地狭窄，场内材料运输路线协调难度大。

（3）、交叉作业多，设备安装及工艺配管与土建施工相互交叉、相互穿插施工。众多作业面的交叉作业，对项目组织协调是一个极大的考验。

（4）、项目周边环境复杂，南临珠江，北挨港前路，东靠文涌河，西邻高压电塔，施工场地狭窄，对基坑支护方式和施工组织设计带来极大困难。

（5）、本项目场区位于珠江三角洲冲积平原，地下水位高并会受珠江潮汐影响，地质情况复杂，基坑开挖深度范围内上部土体主要为流塑状淤泥质土，基坑底存在大量中微风化岩石，为地连墙、桩基础施工及土方开挖带来了极大的难度。

（6）、本项目除了上述难点外，还有一个最大的挑战就是工期紧，常规施工需要36个月工期的项目，epc合同工期仅有15个月（含勘察设计及施工）。    为克服上述难点，实现安全、优质、如期、高效、有序完成本项目，在施工阶段，引进了 BIM 管理技术。拟通过基于 BIM 技术的项目运用和实施，优化项目管理及施工组织，实现质量可靠、安全生产、成本合理、进度如期的目标。

2.1 BIM 技术原理

BIM 全称Building Information Modeling，即建筑信息模型，它以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点，利于项目可视化、精细化管理。

2.2 大沙地污水厂扩建工程 BIM 模型

大沙地污水厂扩建工程建立 BIM 系统模型包括：主体结构模型、安装系统模型、构筑物钢筋模型、基坑支护模型和施工区域临建设施模型等，模型图如图2~4所示。通过无人机对现场的实景地形进行数据采集，利用航拍手段，对现场临建进行快速建模，实景模型图如图5。

图2 基坑模型图

图3 土建模型图

图4 管线机电安装模型图

图5 项目实景模型图

3.1、设计图纸校核

在项目工前，通过 BIM 建模及碰撞检查，对设计图纸存在的问题进行全面梳理，及时发现图纸存在的错误、疏漏或冲突，可以避免在施工过程中的返工和怠工，有效加快了项目进度，减少材料浪费，节约业主方的建造成本。同时，建模过程中基于三维模型所见即所得的特点，提高了参建各方的沟通效率。

（1）、图纸问题检查

二维图纸由于直观性差，平立面图复杂，不可避免的都会出现各种图纸问题，包括尺寸标注的缺项、漏项、平剖面图纸不对应等情况。利用 BIM 技术在施工前将施工图纸还原成模型，相当于施工全过程的预演。通过建模，共发现25处图纸问题，通过提交设计院，将发现的问题及时更正，避免了施工错误。同时，问题的及时发现并解决，也保障了项目施工的顺利进行，防止由于发现问题不及时，解决问题不及时造成工期的延误。

（2）、碰撞检查

在图纸设计阶段，由于缺乏各专业之间的整合。往往等到在工程施工时才发现一系列的碰撞问题，影响工程进度，甚至造成返工。在建模期间，通过利用 BIM 模型的可视化和 BIM 软件碰撞检测功能，可快速检测模型内的各类碰撞，通过软件的自动计算，本项目发现了48个有效碰撞点，避免设计疏忽传递到施工阶段，减少施工过程中出现的各专业构件碰撞冲突等问题，提高了施工效率。

3.2、可视化技术交底

通过 BIM 技术，对总体工艺、关键工序、复杂节点等重难点部分，进行视频模拟，达到直观、高效、准确的施工交底效果，并可辅助相关负责人做施工决策，从而保证施工的安全、质量和进度。同时，通过视频的方式，可为参观人员直接展示现场施工技术亮点，利于宣传。通过模型的可视化，使图纸问题更加直观，减少由于岗位不同，带来的沟通思维的差异化，提高沟通效率。

（1）、污水处理工艺流程模拟

为更好地进行技术交底，快速熟悉项目的概况，通过 BIM 技术，对大沙地污水厂扩建工程的污水处理流程进行了动画模拟，大大提高了技术交底的效率，同时实现了参观人员快速熟悉污水厂概况的效果，有助于项目的宣传和推广。

图6 水处理工艺流程模拟图

（2）、关键工序视频模拟

大沙地污水厂扩建工程基坑支护采用“地下连续墙+三道内支撑”的形式，三道内支撑及腰梁混凝土达17580m3，总长约16550m，总切割吊装块数预计达8000块，项目的内支撑安全拆除是本工程重难点之一。为安全、有序地完成内支撑拆除，制作了内支撑拆除动画技术。

图7 内支撑拆除动画模拟图

（3）、二维码技术运用

项目施工管理中，如何结合现代管理理念及技术，将项目信息、特点及亮点在展板里面体现，是个重要的课题。大沙地污水厂扩建工程项目通过二维码技术，将项目信息以二维码为展示端口体现，通过扫描二维码就可获取项目相关的所有信息，包括项目简介、项目图纸、项目施工方案、施工技术交底等信息，有助于项目人员在现场快捷地获取所需的资料，大大减少了时间成本及沟通成本。

图8 二维码技术展示图

3.3、工程量对比

在项目施工前，通过 BIM 模型量、图纸设计量的两算对比，可以提前发现实际工程量与图纸计算量之间的差异，尽早了解需要申请签证变更的地方，避免变更滞后而造成的经济损失。在项目施工期间，通过导出各个部位的工程量明细表，与实际材料用量相对比较，实时掌握了各部位材料的损耗率，这样及时制止了铺张浪费的行为及其他不良行为，达到节约用料、规范施工的目的。

3.4、效益分析

大沙地污水厂扩建工程项目通过 BIM 技术的应用，经项目部估算，产生了如下效益，具体详表1所示。

表1  BIM 技术应用效益统计表

总体来说， BIM 技术在大沙地污水厂扩建工程的施工管理中，发挥着如下作用：

（1）通过三维建模，快速全面了解设计意图，完成施工图纸问题的梳理，避免了施工过程因图纸错误、疏忽、深度不足等问题，导致工程需暂停施工或返工处理。

（2）通过对总体工艺、关键工序、复杂节点等重难点部分进行视频模拟，达到了直观、高效、准确的施工交底效果，确保了信息传递的及时性及准确性，有效降低了在施工各环节的风险，在一定程度上保证了施工的安全、质量和进度。

（3）通过建立实景模型模拟整个施工场面，可使施工场地、施工机械、人员等要素得到更加合理的利用，并降低了各施工要素在交叉作业时的冲突，切实提高了施工组织设计的可行性与科学性。

（4）通过 BIM 技术的应用，可实现项目精细化管理的目标。

随着科技的发展， BIM 技术在工程建设中的应用越来越广泛，它已成为了建筑企业的核心竞争力之一。特别是在大型、复杂项目的建设过程中， BIM 技术值得广泛推广。

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