虚拟建模:施工全程“可视化”

通俗来说,应用BIM技术,就是在施工之前利用三维建筑模型来模拟施工过程,以方便施工单位更精细地施工,让工程管理不会忽视任何一个细节。

广州地铁六号线二期和七号线工程率先广泛使用了该项技术。相关技术人员介绍:“利用三维模型进行虚拟建造,同一座车站,我们要造两次,第一次在电脑里,第二次是在我们的现实世界里。”据了解,相较于以往的工程技术,BIM技术最显著的优势就是“可视化”,即你看到的模型是什么样的,最后做出来的实际效果就是什么样的。“可视化”的优势非常明显,无论是现场效果模拟,还是施工进度模拟,都可以做到非常精确,此外,设计与施工的协调在实际施工前就进行的模拟,可以使问题在施工前就提前暴露,加强施工管理,这些优势都可以让建设资源、安全、质量、进度、档案资料等各项要素的精细化管理变得更加直观、高效。

同时,BIM技术还可将模型的构件与相应的工艺工法相关联,并录制成虚拟建造的可视化交底视频,施工单位使用视频对施工班组进行培训,工艺标准更加直观形象,更易于被工人理解,增强技术交底的实效。

超前处理:大幅减少整改返工

据广州地铁介绍,在以往的地铁施工中,很多“躲藏”在施工组织计划中的问题要到工地现场施工的时候才被发现,这往往会造成整改返工,严重制约施工进度。而现在各专业的施工组织计划都在计算机里通过BIM“演练”一遍,哪里的施工空间没有被利用起来,哪个作业面有两个专业在“打架”,哪里的管线碰撞到一起,哪里会阻碍设备的运输,所有问题都能在电脑里“一览无遗”。然后,再对设计图纸进行纠偏、纠错及优化,实现设计少错化、无错化,解决机电与建筑结构之间的碰撞问题。

因此,应用了BIM技术后,所有现场实施的方案都是经过模拟的“最佳实践”,施工人员、设备材料、工器具、作业空间等资源都得以精准配置到每一道工序,大大减少了整改返工的现象。以“车站吊挂式综合管线槽施工”为例,该施工需在机电风管安装完成后进行,加之经常与风水电管槽冲突导致整改返工,按照传统思路去做的话,施工进度很受影响。应用BIM技术后,将弱电综合线槽与机电风水电管槽模型进行合并建模,直观、精准地呈现施工工序,找出并解决交叉工序和专业的碰撞问题,减少了整改返工,有效加快施工进度。

多元应用: 优势体现在方方面面

在六号线二期、七号线的施工过程中,BIM技术应用非常广泛,达到了预期的效果。

运用BIM技术,对优化设计与施工组织的效果非常明显。在七号线鹤庄站,项目管理人员结合工期节点、工程特点、工艺要求、资源调度等信息,编制全过程的施工组织设计,其后将其与模型关联,进行虚拟建造,形成具备实操性的总体施工组织设计。通过应用BIM技术,将施工蓝图转化为三维模型进行图纸会审,应用相对成熟的管线碰撞检测、漫游检查逻辑规则等功能,在施工正式开展前,对设计图纸进行纠偏、纠错及优化,实现设计少错化、无错化,使得鹤庄站能在重重包围的“大基坑”作业环境中突出重围,确保工程顺利推进。

机电施工工期紧张、专业繁多,如何实现施工资源的精准投放一直是困扰广州地铁的难题。但在六号线二期、七号线一期的机电工程施工中,这一难题“迎刃而解”。广州地铁通过“派工单”,有效地化解了矛盾,派工单是连接虚拟与现实的桥梁,将数字模型与施工计划、各项资源(包括作业人员、作业空间、设备材料、工器具等)、质量要求、安全风险及防控措施、档案资料等要素关联起来,在系统中进行虚拟建造,优化确认后形成派工单。施工单位严格按照派工单,精确定位作业地点,配置人员、设备材料、工器具等资源,并按照质量、安全要求进行施工。

在BIM技术的支持下,两条新线还实现了全专业的工艺工法统一。新线利用BIM技术提高施工管控水平,对工艺工法进行可视化展现,监理方根据可视化模型对工艺工法关键要点结合传统设计安装大样图纸进行审查,并对工艺工法样板模型进行验收。通过系统整合,统筹安排各专业施工工序,使工法工序衔接更加合理高效,同时,建立对现场施工人员工艺工法水平的考评机制,形成管理闭环,达到严格管理、优质施工的良好效果。

（扩展：BIM技术实质上是基于数字化技术的一种新型“工作模式”。BIM包含了建筑物在项目建设周期中的所有相关真实信息，不仅包括几何信息（几何信息反映了建筑模型内部和外部空间结构的三维几何表示，通常通过参数化的三维建筑构件组合来实现），还包括非几何属性信息（非几何信息是指除几何信息之外的所有信息集合，通常被保存在模型的参数属性中），如建筑构件的材料、重量、价格、进度等，同时还为建筑师、结构工程师、设备工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的数据基础。从项目的规划阶段“数据库”就开始建立，随着工程项目的展开、信息和数据将不断丰富和完善。不同专业的设计人员、施工人员以及运维管理人员可以协同工作，随时从中提取有用的资料并实现一次建模无限次充实并利用，从而避免重复工作。BIM技术是实现建设项目全生命周期管理的关键，能够储存项目全生命周期的所有物理属性和功能指征，以便于业主和经营者利用这些信息进行建筑物管理与维护，乃至整个城市的管理维护。）