楊 斌，張 偉

（江蘇省水利建設工程有限公司，江蘇 揚州 225000）

1 概述

陸運河船閘工程位于宿遷市宿豫區(qū)境內，陸運河船閘設計船型船舶噸級為2000 t，船閘閘室有效尺度為230 m×23 m×5.0 m（長度×寬度×門檻水深）。根據《船閘總體設計規(guī)范》（JTJ305-2001），船閘級別為2級。

船閘上、下閘首均采用鋼筋混凝土整體塢式結構，船閘采用集中輸水方式，船舶采用曲線進閘、直線出閘方式過閘。

陸運河船閘工程由船閘水工工程、上、下游引航道及其護坡工程、原中運河堤防拆除、公路橋工程、電氣工程、金屬結構工程、房屋及其附屬設施、臨時工程等部分組成。

2 BIM的概念

2005年出版的《信息化建筑設計》比較清晰、準確的闡述了BIM的概念[1]：“建筑信息模型，是以3D技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關的工程數據模型，是對該工程項目相關信息的數字化表達。建筑信息模型，同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在整個進程中顯著提高效果和減少風險?！?/p>

BIM技術在三維模型、信息處理方面具備強大的能力，它具有信息完備性、信息關聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點，利于項目可視化、精細化建造。BIM技術因強大的技術優(yōu)勢和特點，迅速在全球建筑工程行業(yè)引發(fā)熱潮

目前在房屋建筑、市政公用等領域，BIM技術已得到較廣泛的應用，但在水利工程施工中的應用幾乎是空白。近來，相關政府部門在其發(fā)布的規(guī)劃、通知、綱要中都明確了全面推進BIM技術應用的要求。BIM技術是未來建筑業(yè)發(fā)展的方向，也是產業(yè)升級的必由之路，水利工程也應該積極主動的參與到BIM技術的探索和應用中來。

3 BIM在陸運河船閘工程中應用的優(yōu)勢

陸運河船閘工程作為首個在施工階段應用BIM技術的江蘇水利工程，有其自身獨有的優(yōu)勢。BIM技術是個龐大而復雜的系統(tǒng)工程，涉及到工程建設管理各參與方、工程全壽命周期的各階段，在各階段中又涉及各專業(yè)，系統(tǒng)龐大且復雜，一蹴而就的應用BIM是不現(xiàn)實的。我們選擇先在施工階段應用BIM技術，積累經驗，由點及面逐步進行推廣。

陸運河船閘工程在施工階段嘗試應用BIM技術，具備較好的工程基礎和優(yōu)勢：

3.1 體量合適，能承擔BIM應用的成本支出

BIM技術應用需要較大的資金投入，陸運河船閘工程造價約1.3億，具有一定的工程體量，能夠負擔BIM技術應用的費用。

3.2 工程難易適中，利于開展

目前尚沒有水利工程專業(yè)的BIM應用軟件，只能使用基礎軟件，BIM應用的難度和工作量非常大，陸運河船閘工程，技術難度適中，也就降低了應用的難度，避免挫傷工程技術人員的積極性。

3.3 工期適宜可控，利于成果檢驗

陸運河船閘工程主體施工時間在1年，時間適中，避免了出現(xiàn)時間較短，在各施工階段應用不夠深入，也避免時間太長，不能及時總結經驗，檢驗應用的效果。

4 項目BIM開展的準備工作

制定了整個項目實施的總體工作計劃，項目BIM工作嚴格按照以下流程展開：選定BIM應用平臺→編制BIM應用方案→組建BIM團隊→制定建模標準→確定建模精度→人員培訓→建立BIM模型→BIM技術綜合應用→BIM技術應用成果總結。詳見圖1。

圖1 BIM工作流程

4.1 人員技術培訓

組建一支具有豐富工程經驗的BIM團隊，提前進行BIM技術培訓，熟悉軟件平臺，掌握建模技術。

培訓分為建模技術培訓和平臺應用培訓，建模培訓主要針對專業(yè)建模人員，學習和掌握建模軟件的使用，按照制定的建模標準建立陸運河船閘工程的信息化模型。平臺應用培訓主要針對項目部BIM應用團隊人員，在模型導入平臺以后，發(fā)揮BIM的信息化優(yōu)勢，進行可視化施工指導、施工模擬、碰撞檢查、工程量復核、進度管控、質量安全檢查等方面的應用，輔助現(xiàn)場提高管理水平。

培訓工作由全國首批通過BIM認證資格的江海學院制定培訓計劃、組織培訓并實行跟蹤檢查、定期檢查的培訓機制，保證BIM技術建模培訓的質量及效果。

4.2 選擇BIM應用平臺

BIM平臺是施工階段BIM應用的信息集成平臺，項目BIM應用的模型整合、信息提取、協(xié)同工作都在平臺上進行操作，是本項目BIM應用成敗的關鍵，進行了市場調研和比選后，選擇廣聯(lián)達5D BIM系統(tǒng)平臺，作為本項目工程施工中BIM應用集成平臺。見圖2。

圖2 廣聯(lián)達5D BIM系統(tǒng)平臺

該平臺的總體應用思路為，建立以BIM為核心的項目管理憑條，實施數字化的技術、商務管理。在技術管理方面，主要內容包含基于BIM模型的深化設計、進度管理、工作面管理、圖紙管理、場地管理、管線和構件的碰撞檢查；在商務管理方面，主要內容是工程量計算、預算管理、合同及成本管理、勞務管理等[2]。

廣聯(lián)達5D平臺廣聯(lián)達BIM系統(tǒng)，功能強大，覆蓋了項目施工管理的各個方面。陸運河船閘工程作為BIM技術在江蘇水利工程中的初步應用嘗試，一次性將所有應用點全部做到是不太現(xiàn)實的，我們遵循由淺入深，從易到難的原則，我們根據工程特點，確定了一些基本應用點和一些提高應用點，作為本項目BIM應用的目標，以期達到熟練掌握BIM技術應用的基本功能，逐步探索高級應用功能。

4.3 編制BIM應用方案

BIM應用方案為項目開展工作的指導手冊，需要結合工程實際，可操作、可落地。

方案明確了BIM應用目標，清晰了BIM應用點，每個應用點的實施路徑和方法，并對項目部人員進行明確分工，制定了各階段的工作計劃等。

4.4 組建BIM團隊

為保障實施效果，項目部組建了由公司統(tǒng)籌、項目經理負責、項目全員參與的BIM團隊，包括水工、金屬結構、電氣專業(yè)各專業(yè)人員，為BIM技術在陸運河船閘工程的順利實施提供人力資源保證。

4.5 制定建模標準

BIM技術在江蘇水利工程施工中，沒有現(xiàn)成的經驗和標準可以參照，必須先制定工程模型建立的標準，以便于在模型建立過程中的協(xié)同性、通用性、一致性。

模型標準主要包含以下幾個方面的內容：族類型分類、命名、編號，參數設置等，專業(yè)項目文件命名標準，各專業(yè)內部的項目劃分標準，項目視圖命名標準，構件命名標準，構件顏色標準等。

本項目建模標準，綜合考慮項目的工程量清單及施工工序，保證模型真實還原現(xiàn)場施工劃分。

統(tǒng)一標準后，便于在不同專業(yè)之間更好的協(xié)調，人員分工可實現(xiàn)無縫對接，積累族庫，可在其他項目中直接使用，避免重復勞動。

4.6 確定標準的建模精度

根據陸運河船閘的特點、BIM應用深度和目前的技術水平，科學確定了陸運河船閘工程的建模精度，精度太低影響應用的效果，精度過高不僅浪費時間、人力、物力，導致文件過于龐大，運行流暢度降低，既影響模型應用的體驗，也完全沒有必要[3]。建模精度劃分如下表1。

本項目的建模精確達到LOD300級別，部分構件達到LOD400級別。標準，使所有人都了解自己在BIM技術應用系統(tǒng)中的職責，為BIM系統(tǒng)應用打好基礎。

表1 建模精度劃分表

5 BIM在陸運河船閘施工工程的應用

BIM實施階段，主要圍繞以下幾大內容展開，詳見圖3。

圖3 BIM應用點

5.1 建立BIM模型

專業(yè)建模人員，按照制定的建模標準，分工協(xié)作，建立陸運河船閘工程的各專業(yè)信息化模型，在組合成全專業(yè)的系統(tǒng)化集成模型。模型完成后再進行深化，各專業(yè)之間的協(xié)調優(yōu)化，對設計圖紙進行檢查，提出合理化建議。圖4、圖5和圖6分別為鋼筋建模、機電設備橋架建模和各專業(yè)集成的模型。

施工階段建模將遵循以下3個原則：

（1）與圖紙一致

模型必須與二維設計圖紙一致，各專業(yè)模型屬性需全面反映圖紙及工程信息，包括二維設計圖紙及設計說明中涉及的基本信息， 如幾何信息、對象名稱、材料信息、系統(tǒng)信息、型號信息等，以及加工、安裝所需要的詳細信息、并根據項目提供的相應數據添加時間及造價信息、質量驗收資料等。

圖4 鋼筋建模

圖5 機電設備橋架建模

圖6 各專業(yè)集成的模型

（2）精度合理

模型的構建要符合實際情況，結合項目實際施工情況，對模型的細度及精度作明確要求。

項目建立模型將運用到現(xiàn)場施工管理過程中，模型顆粒度按照工序進行劃分，建模前對施工工序進行討論，例如施工段劃分、混凝土分層等。

（3）模型準確

本項目BIM應用包含模型工程量統(tǒng)計應用，因此施工階段模型需參考《水利工程工程量清單計價規(guī)范》及其附錄工程量計算規(guī)則進行建模。模型誤差率控制在0.9%以下，模型能做到出圖指導現(xiàn)場施工，模型數據導出復核現(xiàn)場數據（如坐標等）。

5.2 BIM碰撞檢查與審圖

船閘工程牽扯面廣，投資大，專業(yè)性強，建筑結構形式復雜多樣，水工結構復雜、金屬結構、機電設備多、管線密集，傳統(tǒng)的二維圖紙設計方法，難以直觀的從圖紙上展示設計的實際效果，造成各專業(yè)之間打架碰撞，導致設計變更、工程量漏記或重計、投資浪費等現(xiàn)象出現(xiàn)。

利用項目BIM模型，對項目的施工圖構件連接、各專業(yè)交叉節(jié)點、施工工序安排等進行碰撞分析與審圖，重點對項目圖紙的可施工性、施工空間問題進行分析，在施工審圖及方案編制階段，找出構件碰撞、工序沖突問題，避免后續(xù)帶來的施工變更、工期延誤、現(xiàn)場窩工的問題。

5.3 施工模擬

可以讓項目管理人員在施工之前提前預測項目建造過程中每個關鍵節(jié)點的施工現(xiàn)場布置、大型機械及措施布置方案，還可以預測每個月、每一周所需的資金、材料、勞動力情況，提前發(fā)現(xiàn)問題并進行優(yōu)化。

5.4 進度控制

將模型導入5D平臺，基于BIM的虛擬建造技術的進度管理通過反復的施工過程模擬，讓那些在施工階段可能出現(xiàn)的問題在模擬的環(huán)境中提前發(fā)生，逐一修正并提前制定應對措施，使進度計劃和施工方案最優(yōu)，再用來指導實際的項目施工，從而保證項目施工的順利完成。

5.5 成本控制

按分層分塊、進度、規(guī)格型號等維度統(tǒng)計物資量，指導編制物資供應和采購計劃；數據積累，工程量更準確；需求人可隨時調出數據實現(xiàn)工程量等數據的多部門共享；項目部成員隨時訪問材料統(tǒng)計用量，使審核流程有效可靠，真正做到限額領料。

5.6 全專業(yè)模型集成

集成水工、機電、鋼構等模型，實現(xiàn)全專業(yè)模型瀏覽，便于溝通、指導施工；

集成進度、預算等關鍵信息，通過形象進度查看，調整資金與資源計劃，達到資金與資源使用平衡；提供動畫機制，實現(xiàn)大工況穿插、復雜節(jié)點施工、技術方案的模擬，優(yōu)化施工方案，指導現(xiàn)場施工。

5.7 三維施工動畫可視化指導

實現(xiàn)大工況穿插、復雜節(jié)點施工、技術方案的模擬，優(yōu)化施工方案，指導現(xiàn)場施工。

5.8 質量安全跟蹤與管理

通過手機移動端，實現(xiàn)質量安全等問題實時記錄，跟蹤與改進，實現(xiàn)現(xiàn)場質量安全問題的記錄與追溯，達到協(xié)同作業(yè)提升效率的目的[4]。

6 BIM技術應用展望

BIM技術是建筑業(yè)未來發(fā)展的方向，其可視化、聯(lián)動化、信息化、協(xié)同化的特點，必將改變工程建設的傳統(tǒng)方式。目前在國家政策引導、市場競爭等因素的影響下，BIM技術必將得到越來越深入和廣泛的應用，我們必須把握時機，與時俱進，迎接新時代的到來。

通過陸運河船閘工程應用BIM技術的探索，鍛煉培養(yǎng)一支水利工程的BIM技術應用團隊，專業(yè)水利工程建模團隊，全面總結BIM在陸運河船閘應用的經驗成果，為以后在水利工程中推廣應用BIM技術提供寶貴的實踐經驗。

參考文獻：

[1]李建成，王廣彬，等.BIM應用·導論[M].上海：同濟大學出版社，2015.3:3-4.

[2]倪江波，等.中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告[M].BIM深度應用與發(fā)展.北京：中國城市出版社，2015.8:53-54.

[3]益埃畢教育.Revit2018/2017參數化從入門到精通[M].北京：機械工業(yè)出版社.2017.1：2-2.

[4]楊寶明.BIM改變建筑業(yè)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2017.1：95-104.