2018年，我司與上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院達(dá)成合作，承接深圳濱海大道（總部基地段）交通綜合改造工程，負(fù)責(zé)其中的設(shè)計全過程咨詢部分。目前該項目施工圖設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，贏得了上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院的一致好評。

2020年，我們與中鐵四局達(dá)成合作，再次承接濱海大道項目，負(fù)責(zé)施工標(biāo)項目BIM咨詢合作，目前正如火如荼的開展施工階段的BIM應(yīng)用。



一、項目介紹

本項目位于深圳市超級總部基地南側(cè)，西接沙河西路立交改造工程，東至廣深高速公路，全長約5.95Km。其中總部基地段（沙河?xùn)|路-深灣五路）為下沉改造段，主線隧道暗埋段長度1.56Km，兩側(cè)分別設(shè)置268m及235m敞開段；下沉隧道上部改造為上蓋綠地休閑空間。


項目總體線位布置圖

二、項目重難點

本項目在實施過程中，主要存在以下重難點：

（1）項目地理位置緊鄰海灣，現(xiàn)狀道路為填海改造形成，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，場地條件受限，寬大基坑施工風(fēng)險高，市政管網(wǎng)錯綜復(fù)雜，施工組織設(shè)計難度大，施工周期緊迫等；

（2）項目涉及專業(yè)眾多，各專業(yè)間設(shè)計協(xié)調(diào)難度大，綜合管線碰撞問題突出；



（3）項目毗鄰深圳灣超級總部基地、紅樹林保護(hù)區(qū)及深圳灣公園，對下沉隧道上蓋公園景觀設(shè)計要求高。這些外部因素給項目精細(xì)化設(shè)計、施工管理帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。



（4）由于缺少相關(guān)規(guī)范，地下港灣式公交?？空就L(fēng)及消防設(shè)計困難。

針對以上項目實施問題，項目采用BIM技術(shù)解決方案，搭建道路、隧道、地質(zhì)、市政管線等模型，借助BIM可視化效果表現(xiàn)手段，對全線進(jìn)行BIM三維設(shè)計，革新傳統(tǒng)設(shè)計表達(dá)手法，使設(shè)計、施工方案與工程實際完美結(jié)合。

三、BIM實施目標(biāo)

1.BIM應(yīng)用實施目標(biāo)

1）優(yōu)化設(shè)計方案

由于本工程北側(cè)為超級總部基地，南側(cè)有公園、紅樹林濕地，工程設(shè)計重難點多，開展各專業(yè)BIM模型創(chuàng)建，借助BIM可視化效果展示，輔助設(shè)計優(yōu)化隧道和道路改造工程方案；



2）杜絕“錯漏碰缺”

本工程范圍內(nèi)，市政管線總里程超過300公里，其中下沉隧道段有接近70公里管線，隧道側(cè)還存在兩處較大斷面排洪渠，管線工程極其復(fù)雜，開展機(jī)電管線碰撞檢查和管線綜合，有助于杜絕管線“錯漏碰缺”；

3）提高設(shè)計質(zhì)量

BIM能夠給各專業(yè)設(shè)計人員提供協(xié)同工作環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，有助于實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計，提高設(shè)計圖紙質(zhì)量；

4）為施工BIM提供數(shù)據(jù)參考

設(shè)計階段BIM模型創(chuàng)建完成后，可有效傳遞至施工階段，為后續(xù)施工各項BIM應(yīng)用提供基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)參考。


公交港灣

2.BIM應(yīng)用實施范圍

項目全過程BIM模型創(chuàng)建內(nèi)容，包括但不限于道路工程、隧道工程、智慧交通工程、景觀工程、前期工程、傾斜實景等，如下圖所示。



四、項目亮點

項目引入Bentley技術(shù)解決方案，開展全過程BIM協(xié)同設(shè)計、基于BIM+GIS的多源數(shù)據(jù)融合、勘察地質(zhì)與地下管線自動建模、設(shè)計方案可視化呈現(xiàn)及交通疏解仿真等技術(shù)的探索與實踐。目前已獲得6項國內(nèi)知名BIM大賽獎項。




基于BIM+GIS多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用


三維地質(zhì)模型可視化呈現(xiàn)


全景效果輕量化引擎應(yīng)用


超圖GIS平臺應(yīng)用


基于BIM+GIS的智慧建設(shè)管理平臺展示

五、設(shè)計階段BIM應(yīng)用

在本項目策劃中，制定從方案設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計的全過程BIM設(shè)計應(yīng)用點，包括多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計、工程設(shè)計方案漫游、工程量復(fù)核等，旨在通過BIM技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化設(shè)計方案，提高設(shè)計質(zhì)量。

1.多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計

在協(xié)同工作環(huán)境中，依據(jù)項目BIM應(yīng)用實施策劃要求，搭建項目各專業(yè)BIM設(shè)計模型，如下圖所示，包括工程全線改造道路工程、隧道工程主體及其附屬的土建、機(jī)電、裝飾、地質(zhì)、地下管線等，以及工程周邊市政管線、地面交通系統(tǒng)等BIM模型創(chuàng)建。


裝飾模型

2.設(shè)計方案可視化效果表現(xiàn)

在設(shè)計方案中，根據(jù)隧道不同設(shè)計方案要求，創(chuàng)建相應(yīng)的隧道BIM模型，以三維可視化的形式展現(xiàn)方案的設(shè)計理念、思路和細(xì)節(jié)表現(xiàn)，輔助設(shè)計方、業(yè)主、政府相關(guān)部門協(xié)調(diào)溝通，便于進(jìn)行設(shè)計方案比選和快速決策。通過可視化直觀方式，看出不同設(shè)計方案條件下的穗莞深城際站與港灣式?？空疽约爸苓叚h(huán)境之間的相對空間位置關(guān)系，如下圖所示，有助于設(shè)計人員改進(jìn)設(shè)計方案，輔助業(yè)主進(jìn)行方案決策。




穗莞深城際站設(shè)計方案可視化效果表現(xiàn)

3.工程設(shè)計方案漫游

以規(guī)劃的濱海大道改造道路、隧道BIM模型為基礎(chǔ)，結(jié)合無人機(jī)航拍的周邊環(huán)境模型、市政管線模型及地下建構(gòu)筑物模型，直觀展示工程整體設(shè)計方案成果，進(jìn)行仿真漫游，虛擬展示工程建成實景并判斷周邊環(huán)境的影響，尤其是線路與現(xiàn)狀路網(wǎng)及相關(guān)工程的關(guān)系，隧道匝道口位置、港灣式?？空九c周邊環(huán)境的關(guān)系等，在方案階段妥善處理與周邊建構(gòu)筑物的關(guān)系，避免錯漏碰缺，輔助設(shè)計方案優(yōu)化，如下圖所示。


工程設(shè)計方案漫游效果

4.碰撞檢查與三維管線綜合

在項目前期階段，模擬并優(yōu)化管線搬遷和交通組織方案，利用模擬視頻清晰表達(dá)管線改遷方案、交通組織隨進(jìn)度計劃變化的狀況，如下圖所示，反映各施工階段存在的重點難點，檢查并優(yōu)化方案，輔助 重大節(jié)點工程籌劃。


管線碰撞檢查

5.工程量復(fù)核

根據(jù)設(shè)計清單工程量統(tǒng)計要求，采用BIM技術(shù)手段對工程土建、機(jī)電等工程量輔助統(tǒng)計，如下圖所示，核對設(shè)計統(tǒng)計量與BIM工程量，復(fù)核差異較大的項，提高工程算量的準(zhǔn)確性。

6.道路現(xiàn)狀與改造方案對比

以傾斜數(shù)據(jù)與BIM模型為基礎(chǔ)，通過BIM可視化展示方式，開展道路現(xiàn)狀與改造方案對比，如下圖所示，分析改造道路與周邊環(huán)境相互關(guān)系，輔助設(shè)計方案決策。根據(jù)車輛流速、道路設(shè)計時速等參數(shù)信息，動態(tài)模擬道路交通擁堵狀況，優(yōu)化道路線網(wǎng)設(shè)計。

7.景觀藝術(shù)方案動態(tài)呈現(xiàn)

基于前期方案建立的周邊地表、市政管線等模型，并根據(jù)景觀設(shè)計方案資料創(chuàng)建景觀綠化方案模型，整合各專業(yè)設(shè)計方案BIM模型，以三維可視化仿真形式展現(xiàn)隧道、道路關(guān)鍵節(jié)點景觀方案的設(shè)計理念、思路和細(xì)節(jié)表現(xiàn)，輔助設(shè)計單位、建設(shè)單位、政府等相關(guān)部門進(jìn)行景觀綠化方案協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化和穩(wěn)定景觀綠化設(shè)計方案，如下圖所示。





8. 隧道裝修效果仿真

基于隧道BIM模型可快速完成多個裝修方案模型，如下圖所示，對方案進(jìn)行可視化展示，體驗隧道建成后真實環(huán)境，有助于方案的優(yōu)化和快速落地。



9.特殊天氣環(huán)境模擬

動態(tài)模擬隧道、道路在四季變化、晴雨天、白晝交替等特殊天氣狀況下的效果，輔助優(yōu)化隧道景觀設(shè)計方案，如下圖所示。


春季隧道出入口景觀


夏季隧道出入口景觀


秋季隧道出入口景觀

10、 BIM+VR沉浸式體驗

基于設(shè)計模型，可生成多種VR場景，在本項目中，可對項目的周邊環(huán)境進(jìn)行VR體驗，對隧道內(nèi)部管線布置、隧道裝修方案進(jìn)行VR體驗比選，如下圖所示，給項目業(yè)主、設(shè)計等其他相關(guān)方帶來沉浸式的體驗，為設(shè)計方案的表達(dá)、設(shè)計方案的比選以及方案決策提供了新方法。



六、施工階段BIM應(yīng)用

1.施工場地規(guī)劃布置優(yōu)化

合理進(jìn)行場地布置，科學(xué)利用施工空間，直觀、實時顯示場地布置計劃和實際狀況，以便減少項目用地成本。應(yīng)用BIM技術(shù)開展場地布置模型創(chuàng)建，如下圖所示，能更好的融合領(lǐng)導(dǎo)出具的規(guī)劃意見、技術(shù)部計算的空間需要、安全部提出的設(shè)施要求，再進(jìn)行各種細(xì)節(jié)的深化設(shè)計。貫徹了“一模多用”的原則，各個專業(yè)的場地布置都在同一個模型上建立，可相互計算空間預(yù)留，確保場地布置的合理性、可執(zhí)行性。



2.720°全景展示

建基于BIM模型，制作的項目全景瀏覽鏈接，可以通過分享鏈接在PC端直接打開、瀏覽項目模型，如下圖所示。

3.施工進(jìn)度模擬

通過Navigator，按照已編制的施工計劃，使模型依據(jù)時間節(jié)點進(jìn)行呈現(xiàn)，可實現(xiàn)施工過程可視化模擬，如下圖所示。目前建筑施工中進(jìn)度計劃表達(dá)的傳統(tǒng)方法大多采用橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖計劃，2D表達(dá)并不直觀，尤其是當(dāng)存在交叉作業(yè)面時，某些問題在前期未被發(fā)現(xiàn)，而在施工階段顯露出來，就會使施工陷入被動，借助BIM，對項目施工的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行方案模擬，重點關(guān)注總平布置、交通組織，流水穿插等，更直觀、更精確地發(fā)現(xiàn)并提前解決施工過程中可能遇到的問題，為不同施工方案提供了可視化的溝通、分析、決策平臺。



4.復(fù)雜施工節(jié)點深化及可視化交底

針對復(fù)雜施工節(jié)點，對傳統(tǒng)二維施工圖的理解全靠技術(shù)員發(fā)揮空間想象力，對于經(jīng)驗豐富的工程師，尚且需要花費較多的精力去吃透圖紙。對缺乏工程經(jīng)驗的技術(shù)人員而言，拿到設(shè)計圖紙進(jìn)行施工時，勢必存在讀圖用時較長且難免有讀錯圖的情況發(fā)生，從而使得技術(shù)交底出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)返工現(xiàn)象。運用BIM技術(shù)，將二維圖紙轉(zhuǎn)換成3D模型，不但方便技術(shù)員讀圖，也使技術(shù)交底變得簡單。提高技術(shù)員讀圖的效率和準(zhǔn)確度，實現(xiàn)可視化技術(shù)交底，減少返工，如下圖所示。

復(fù)雜施工節(jié)點深化及可視化交底流程：

·創(chuàng)建復(fù)雜節(jié)點構(gòu)件；

·制作復(fù)雜節(jié)點工序流程模擬動畫；

·完成節(jié)點深化及交底；

·按照建模深度來制作模擬動畫；



5.施工工藝模擬分析及技術(shù)交底

完成關(guān)鍵施工工藝、專項施工工序的展示，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。施工方案、技術(shù)存在的很多問題往往都是在施工過程中發(fā)現(xiàn)，而后再加以改進(jìn)，在此過程中會造成材料的浪費、工期拖延等造成成本增加的問題，利用BIM技術(shù)，可以提前在軟件中預(yù)演整個施工工序，如下圖所示，在模擬中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，并且改進(jìn)技術(shù)，在最大程度上可以保證施工的順利進(jìn)行。



6.傾斜攝影校對

利用航拍、傾斜攝影技術(shù)，記錄地面場地（包括接收及未接收的所有地面場地）的狀態(tài)，記錄現(xiàn)場數(shù)據(jù)，進(jìn)度匯報，校核設(shè)計與現(xiàn)場的偏差，及時調(diào)整BIM模型，實現(xiàn)準(zhǔn)確交付，如下圖所示。





7.一體化項目管控平臺

1）協(xié)同管理平臺主要功能包括：

資料管理、BIM5D管理、進(jìn)度及計劃管理、安全質(zhì)量管理、勞務(wù)管理、工經(jīng)管理、工經(jīng)臺賬、設(shè)計協(xié)同等主要功能，各指揮部需要結(jié)合項目當(dāng)前情況選擇上線模塊。

2）BIM應(yīng)用總體流程：

基于模型和構(gòu)件編碼結(jié)合施工Project計劃構(gòu)成4D模型進(jìn)行進(jìn)度、計劃、質(zhì)量、安全管理，結(jié)合合同工程清單形成5D模型，進(jìn)行工經(jīng)管理，形成5D管理的流程。

3）功能介紹：

① 項目管理

通過地圖模式，可以查看到項目下各工區(qū)的分布位置，以及軌道類項目的建設(shè)路徑，如下圖所示。


施工看板模塊

② 項目看板

·項目數(shù)據(jù)看板，主要分為工區(qū)產(chǎn)值進(jìn)度排名、形象進(jìn)度、進(jìn)度預(yù)警等，如下圖所示。

·工區(qū)產(chǎn)值進(jìn)度排名：可選擇年份，根據(jù)工區(qū)順序或完成率排名顯示各工區(qū)完成；

·形象進(jìn)度：匯總顯示整個項目的形象進(jìn)度完成情況；

·進(jìn)度預(yù)警：通過工期預(yù)警、產(chǎn)值預(yù)警對項目的完成進(jìn)度進(jìn)行預(yù)警；

·工區(qū)績效考核排名：聯(lián)合經(jīng)理部定期對各工區(qū)進(jìn)行考核，并記錄數(shù)據(jù)；

·安全監(jiān)測：對接安全監(jiān)測平臺，匯總顯示各工區(qū)的安全監(jiān)測預(yù)警信息；

·產(chǎn)值進(jìn)度比例：匯總各工點上報產(chǎn)值。


數(shù)據(jù)看板模塊

③ 項目監(jiān)控

對接大華施工監(jiān)控平臺，可實時查看監(jiān)控錄像，如下圖所示。


監(jiān)控錄像模塊

④ 計劃管理

總控計劃、施工計劃：通過任務(wù)的狀態(tài)監(jiān)督工期完成情況，如下圖所示。總控計劃要求將開始施工到竣工的所有任務(wù)均排列出來，施工計劃要求將每一個任務(wù)精確到檢驗批，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，定期更新。


計劃管理模塊

⑤ 移動APP

以工點數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計項目級展示項目進(jìn)行整體全面數(shù)據(jù)，給決策做支撐，如下圖所示。


移動APP

工點級質(zhì)量巡查、安全巡檢、進(jìn)度核查、材料填報數(shù)據(jù)采集，如下圖所示。


質(zhì)量巡查

⑥ 進(jìn)度管控信息化平臺展示

進(jìn)度計劃編制 BIM 應(yīng)用需滿足項目具體需求和符合現(xiàn)場資源配置，還應(yīng)根據(jù)項目每個階段的技術(shù)難點、合同具體需求編制不同的進(jìn)度計劃。進(jìn)度控制 BIM 應(yīng)用過程中，需對實際進(jìn)度的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、統(tǒng)計和分析，并將實際進(jìn)度信息附加或關(guān)聯(lián)到進(jìn)度管理模型。

在項目模型復(fù)核后，將dgn文件轉(zhuǎn)化為南方公司斯維爾平臺所需要的rvt格式模型，使用此格式上傳至平臺，使模型文件能完整無損的在斯維爾平臺上展示，以信息化平臺做支撐開展，如下圖所示，實時展示進(jìn)度完成情況，從而達(dá)到進(jìn)度動態(tài)管理的重要作用。


信息化平臺展示

七、項目總結(jié)

1.項目應(yīng)用效益

·給水管線與噴淋管線碰撞25處；

·給排水管線與風(fēng)管碰撞58處；

·市政雨水管線與市政電力管線碰撞32處；

·雨水管線與燃?xì)夤芫€碰撞62處；

·雨水管線與隧道頂板碰撞53處；

·污水管線與隧道頂板碰撞37處；

·污水管線與電力、水、燃?xì)夤芫€碰撞250處；

·全線累計解決管線碰撞問題517處，有效減少設(shè)計圖紙錯漏碰缺，合理優(yōu)化設(shè)計方案。

2.項目經(jīng)濟(jì)效益

優(yōu)化設(shè)計

在設(shè)計階段及時優(yōu)化設(shè)計圖紙，避免后期設(shè)計變更帶來的成本增加，減少溝通時間約10%，減少圖紙審核、變更約20%，降低成本數(shù)百萬元。

輔助施工

通過三維可視化BIM動態(tài)模擬和BIM可視化設(shè)計交底，減少線下設(shè)計交底會約10余次，配合施工20余次，節(jié)約工期約20天。

多方協(xié)同設(shè)計

打通了設(shè)計、施工過程中數(shù)據(jù)協(xié)同共享流程，有效減少項目各參與方溝通時間，提高協(xié)同設(shè)計效率。

信息平臺應(yīng)用

·BIM+GIS智慧建設(shè)管理平臺

·聯(lián)合體項目一體化管控平臺

·超圖GIS平臺

數(shù)據(jù)資產(chǎn)積累

交付BIM設(shè)計模型、效果圖、仿真漫游等各類數(shù)據(jù)資產(chǎn)



3.項目管理價值

“業(yè)主主導(dǎo)+EPC”管理模式

“業(yè)主主導(dǎo)+EPC”的組織管理模式，可以充分發(fā)揮設(shè)計單位在BIM應(yīng)用策劃、標(biāo)準(zhǔn)制定、過程管理、成果審核方面的專業(yè)優(yōu)勢，同時也減少項目公司的管理壓力，提高效率，降低成本。

“總體策劃+統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”頂層設(shè)計

項目BIM工作實施前，制定BIM總體策劃，確定BIM應(yīng)用目標(biāo)、應(yīng)用范圍、應(yīng)用階段、應(yīng)用點，并制定統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則和制度，確保各參與方交付成果的一致性和互用性。

“模型設(shè)計+數(shù)據(jù)分析”BIM決策

在設(shè)計階段創(chuàng)建BIM模型，業(yè)主可以直接通過BIM模型的查看、分析數(shù)據(jù)，對設(shè)計、施工不同流程實時把控，做出相應(yīng)的決策。

“交付審核+虛擬驗證”無縫銜接

業(yè)主、監(jiān)理、EPC與BIM設(shè)計單位共同對道路、隧道、景觀等全專業(yè)BIM三維設(shè)計模型進(jìn)行成果交付審核，確保BIM設(shè)計成果能夠準(zhǔn)確、無縫傳遞到施工階段，為施工期提供數(shù)據(jù)保障。