(中建八局第一建設(shè)有限公司， 濟(jì)南 250100)

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，高速公路網(wǎng)不斷完善，交通量增長迅速，呈現(xiàn)出先期建設(shè)的高速公路運(yùn)輸能力緊張，服務(wù)水平嚴(yán)重下降，其規(guī)模能力與其承擔(dān)的交通運(yùn)輸任務(wù)和在路網(wǎng)中的作用不相匹配等突出問題，已不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城鄉(xiāng)建設(shè)持續(xù)發(fā)展的需求，對(duì)不相適應(yīng)的本項(xiàng)目進(jìn)行改擴(kuò)建已勢(shì)在必行。為了達(dá)到京滬高速公路在施工期間的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化，保證施工安全、合理、順暢，BIM技術(shù)的應(yīng)用被提上日程。以信息化為手段，利用BIM技術(shù)改進(jìn)施工組織、對(duì)復(fù)雜施工工序進(jìn)行模擬驗(yàn)證、對(duì)改擴(kuò)建工程交通組織的協(xié)調(diào)性進(jìn)行檢驗(yàn)等手段，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的管理示范。本文以京滬高速改擴(kuò)建一標(biāo)段項(xiàng)目BIM應(yīng)用為例提供相關(guān)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

京滬高速改擴(kuò)建項(xiàng)目地處山東濟(jì)南市，沿線橫跨鋼城區(qū)、高新區(qū)，途經(jīng)13個(gè)村莊。合同工期為1 218日歷天。

本標(biāo)段項(xiàng)目線路長度為7.61km，包含：大橋2座，分離立交2座，互通立交1座，天橋1座，通道13座，涵洞23座。本標(biāo)段平面布置圖如1所示。

2 工程重難點(diǎn)分析

表1 工程重難點(diǎn)分析

序號(hào)重難點(diǎn)分析1工期壓力大本項(xiàng)目工期為1218個(gè)日歷天,要求提前6個(gè)月完工,項(xiàng)目履約面臨巨大挑戰(zhàn)2施工條件差途徑13個(gè)村莊,征拆協(xié)調(diào)工作量大、難度高,施工作業(yè)面狹小。3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高交通部品質(zhì)工程示范項(xiàng)目4環(huán)保要求嚴(yán)全國綠色公路示范工程5施工安全風(fēng)險(xiǎn)大施工期間保證雙向四車道通行6社會(huì)關(guān)注度高京滬高速公路是我國高速公路網(wǎng)中最早規(guī)劃的高速公路之一,且為交通部第一批公路BIM應(yīng)用示范項(xiàng)目

圖1 一標(biāo)段平面布置圖

針對(duì)以上6項(xiàng)重難點(diǎn)，項(xiàng)目部在進(jìn)場(chǎng)前期立即開展BIM技術(shù)應(yīng)用策劃會(huì)，以業(yè)主為主導(dǎo)，聯(lián)合監(jiān)理辦、公司技術(shù)中心共同探討，根據(jù)項(xiàng)目需求，梳理BIM應(yīng)用技術(shù)點(diǎn)，打造基于”BIM+”的高效化管理體系，以服務(wù)項(xiàng)目全過程生產(chǎn)。

3 BIM技術(shù)主要應(yīng)用點(diǎn)

3.1 BIM模型精確建立

項(xiàng)目開工進(jìn)場(chǎng)前15天，使用Revit、Dynamo、Civil 3d、Infraworks 360軟件，交叉使用，多元應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)道路、橋梁、涵洞等的模型精確建模，方便后期進(jìn)行BIM拓展應(yīng)用。

圖4 基于BIM技術(shù)的施工管理

圖2 汶河大橋模型

3.2 基于BIM技術(shù)的施工管理

現(xiàn)階段運(yùn)用BIM技術(shù)已經(jīng)完成對(duì)路基拼寬、橋梁拼寬施工工序BIM演示成果。直觀易懂，極大地提高了施工、管理效率。

3.3 基于BIM技術(shù)的圖紙深化設(shè)計(jì)

將設(shè)計(jì)院下發(fā)的圖紙進(jìn)行三維可視化，對(duì)工程量、各部位標(biāo)高、結(jié)構(gòu)物尺寸及相對(duì)位置進(jìn)行審查，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)工程師對(duì)圖紙不明白之處，利用模型深化出圖，滿足現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)工程師的需求。

圖3 全線道路模型

3.4 基于BIM技術(shù)的場(chǎng)站設(shè)計(jì)

BIM模擬綜合場(chǎng)站規(guī)劃，多軟件協(xié)同，優(yōu)化綜合場(chǎng)站設(shè)計(jì)。從前期場(chǎng)站選址，到平面布置圖，再到BIM模型圖，到最終效果圖，從始至終應(yīng)用BIM技術(shù)。

3.5 基于BIM技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智慧梁場(chǎng)管理平臺(tái)

所用平臺(tái)涉及梁場(chǎng)工藝質(zhì)量管理和工藝流程管理的兩大需求。對(duì)梁場(chǎng)工藝流程智能化管理是本解決方案的重點(diǎn)。解決梁場(chǎng)管理現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，創(chuàng)造肉眼可見的價(jià)值。

通過在預(yù)制梁臺(tái)座埋設(shè)壓力傳感器感應(yīng)元件，自動(dòng)監(jiān)測(cè)施工各階段工藝狀態(tài)，快捷反饋至云端，最終實(shí)現(xiàn)云端大數(shù)據(jù)處理與分析。同時(shí)，與BIM模型自定義編碼結(jié)合，以不同顏色顯示不同施工狀態(tài)。

圖5 支座、支座墊石、擋塊深化設(shè)計(jì)

圖6 場(chǎng)站設(shè)計(jì)流程

圖7 臺(tái)座施工狀態(tài)顏色顯示

圖8 管理平臺(tái)工作流程

安裝梁板養(yǎng)護(hù)棚，養(yǎng)護(hù)期間將其扣放在梁板上方，防止水分蒸發(fā)保持梁板濕潤。養(yǎng)護(hù)期間通過手機(jī)APP遙控管理平臺(tái)及噴淋實(shí)際操作界面控制噴淋開關(guān)，雙重保護(hù)，全面覆蓋，可控制各個(gè)預(yù)制臺(tái)座下的噴淋開關(guān)，通過任意養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離養(yǎng)護(hù)時(shí)間精準(zhǔn)把控，大大節(jié)省時(shí)間成本。

圖9 梁板智能化養(yǎng)護(hù)

引進(jìn)套絲機(jī)器人，根據(jù)云平臺(tái)臺(tái)座空閑情況，智能化鋼筋下料，提高工作效率，以智能化生產(chǎn)代替部分勞動(dòng)力。最終完成成品加工，進(jìn)行下一步工序。由參數(shù)化輸入，到自動(dòng)加工生產(chǎn)，全過程智能化管理。

圖10 鋼筋套絲智能化生產(chǎn)線

3.6 BIM+720云技術(shù)

通過手機(jī)掃碼功能，三維可視化進(jìn)行外觀體驗(yàn)及施工交底，并進(jìn)行云端漫游，高效快捷。

圖11 720云端展示

3.7 BIM+VR體驗(yàn)

圖13 BIM+無人機(jī)+GIS應(yīng)用流程

圖12 BIM+VR體驗(yàn)

項(xiàng)目建設(shè)VR體驗(yàn)館，本著返璞歸真、突出核心價(jià)值的原則，以公司技術(shù)中心為依托，深入進(jìn)行VR第一人稱開發(fā)，初步探索完成道路虛擬乘車體驗(yàn)?zāi)K和橋梁構(gòu)件爆炸效果模塊，應(yīng)用效果較好。根據(jù)項(xiàng)目人員需求，將繼續(xù)進(jìn)行深入開發(fā)應(yīng)用，并將成果應(yīng)用在全公司進(jìn)行推廣。

3.8 BIM+無人機(jī)+GIS技術(shù)

利用無人機(jī)可快速獲得地表數(shù)據(jù)和建模，利用專業(yè)軟件即可轉(zhuǎn)化成符合圖紙坐標(biāo)系的三維模型。在以下幾方面將發(fā)揮重要作用：

(1)快速獲取原地面數(shù)據(jù)，優(yōu)化圖紙中圓管涵、蓋板涵； 快速統(tǒng)計(jì)紅線內(nèi)拆遷地上物數(shù)量。

(2)優(yōu)化施工總平面布置，特別是沿線便道選擇和場(chǎng)站建設(shè)位置選擇。

(3)利用前后兩次航拍，即可快速計(jì)算出實(shí)際施工工程量，與計(jì)劃工程量對(duì)比即可分析出哪里滯后，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。

(4)快速查找出現(xiàn)場(chǎng)施工的平面位置是否與設(shè)計(jì)相符。

3.9 BIM+協(xié)同管理平臺(tái)

運(yùn)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)Web端，項(xiàng)目部進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、日常維護(hù)，在使用過程中及時(shí)反饋問題、提供建議，使系統(tǒng)不斷完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工、安全、質(zhì)量、進(jìn)度等的全方位管理。

圖14 管理平臺(tái)Web端展示

圖15 管理平臺(tái)GIS信息

運(yùn)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)手機(jī)App端，項(xiàng)目部人員在現(xiàn)場(chǎng)就能進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，在使用過程中更加方便、快捷、高效。

圖16 管理平臺(tái)App端展示

4 總結(jié)

本項(xiàng)目以基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理和基于BIM+的高效化科技引領(lǐng)平臺(tái)為技術(shù)方向，在經(jīng)營與管理方面，無論從基礎(chǔ)、導(dǎo)向、應(yīng)用，還是創(chuàng)新、創(chuàng)效、增值方面，都得到了較大的成效，邁上了更高的臺(tái)階。

4.1 創(chuàng)新點(diǎn)

(1)京滬高速改擴(kuò)建項(xiàng)目作為交通部全國首批五個(gè)公路工程BIM應(yīng)用示范項(xiàng)目之一，在BIM+物聯(lián)網(wǎng)智慧梁場(chǎng)管理平臺(tái)應(yīng)用中，做到梁場(chǎng)智能化生產(chǎn)。梁場(chǎng)從選址至建設(shè)完成，從始至終，應(yīng)用BIM技術(shù)正向設(shè)計(jì)。在梁場(chǎng)生產(chǎn)過程中，以智能化為導(dǎo)向，搭建起梁場(chǎng)制、存梁信息化集成管控平臺(tái)，指導(dǎo)項(xiàng)目生產(chǎn)。

(2)BIM+VR深入應(yīng)用，在安全體驗(yàn)?zāi)K的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)虛擬乘車體驗(yàn)?zāi)K與橋梁構(gòu)件爆炸效果模塊，實(shí)現(xiàn)了體驗(yàn)的安全性、多元性。同時(shí)，也將在全公司進(jìn)行推廣應(yīng)用。

(3)運(yùn)用BIM+無人機(jī)+GIS技術(shù)，解決現(xiàn)場(chǎng)征拆、便道規(guī)劃、工程量計(jì)算等問題，提升了空間綜合分析能力，為項(xiàng)目前期規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

(4)多端運(yùn)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程信息化探索，為后續(xù)公路改擴(kuò)建工程提供可借鑒平臺(tái)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

4.2 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

(1)本項(xiàng)目為高速公路改擴(kuò)建工程，涉及相關(guān)BIM協(xié)同管理平臺(tái)數(shù)量較少，只能在使用過程中及時(shí)反饋問題、提供建議，使系統(tǒng)不斷完善，最終形成一套成熟的管理平臺(tái)。

(2)BIM標(biāo)準(zhǔn)體系尚未健全，需要結(jié)合其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，慢慢摸索基于高速公路改擴(kuò)建的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系。

(3)工欲善其事，必先利其器。掌握高速公路改擴(kuò)建工程施工特點(diǎn)，為BIM技術(shù)深入開展保駕護(hù)航。