孫 強

中鐵建工集團建筑安裝有限公司

1 引言

廣州市軌道交通21 號線是廣州地鐵建設中的路線之一，正線全線長約61.6km，共設車站21座，其中換乘站6座。本標段包括二站二區(qū)間，分別是鎮(zhèn)龍站、鎮(zhèn)龍南站以及鎮(zhèn)龍與中新、鎮(zhèn)龍與鎮(zhèn)龍南區(qū)間。鎮(zhèn)龍站位于九龍大道以東，G324國道（廣汕公路）北側。該站是一座地面-地下車站，共有兩層，地面層為站廳，地下一層為14號線知識城支線、21號線的站臺。

車站建筑面積為2.7萬平方米，基坑長約367m，寬約45m，為島式和側試車站，主體為地下一層箱型結構、地上三層框架結構相結合。

圖1 線路走向示意圖

2 主要思路

通過采用BIM技術進行二次深化與建模、虛擬漫游、VR、數(shù)字化加工、裝配式機房等技術的應用，并通過廣州地鐵項目研發(fā)的軌道交通模型信息管理系統(tǒng)開展基于派工單的施工過程管控。加強應用過程中應對施工現(xiàn)場的突變性問題的措施，借鑒傳統(tǒng)的管控方式，在新模式下增加靈活性，補充配套管控措施。

3 應用點

3.1 二次深化與建模

二次深化與建模主要包括站房及區(qū)間通風空調(diào)、給排水、動力照明及通信、信號等專業(yè)的建模和深化設計工作，并基于BIM深化模型進行BIM出圖，指導施工。

圖2 鎮(zhèn)龍站BIM模型

圖3 鎮(zhèn)龍站機電BIM模型

圖4 鎮(zhèn)龍站站廳層BIM模型

3.2 虛擬漫游及三維交底

通過三維虛擬漫游，可以直觀地看出管線排布及設備安裝的具體情況，便于各單位各專業(yè)進行沉浸式體驗，提前發(fā)現(xiàn)問題，模擬多種方案進行比對，高效解決問題。

圖5 三維虛擬漫游

對勞務班組進行三維交底，更加直觀的了解現(xiàn)場情況，主要包括以下三種模式。

三維交底：通過3D 可視化的模型，并配以漫游動畫直觀的展示，使施工人員快速、準確地了解管線走向，尤其是復雜節(jié)點部分，有效地提高溝通效率。

手持終端現(xiàn)場交底：通過BIM 模型與手機、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設備進行模型查看，便于現(xiàn)場交底、復核。

手持終端現(xiàn)場交底：通過BIM 模型與手機、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設備進行模型查看，便于現(xiàn)場交底、復核。

圖6 三維技術交底

3.3 VR技術

建立BIM 模型，導入VR 設備，應用VR 設備，能夠讓施工員和工人身臨其境，切身感受感受到綜合管線的排布，更加直觀地排除碰撞問題，從實體感官中準確定位設備的安裝位置以及運輸通道，提高施工效率，減少施工過程中不必要的麻煩。

圖7 VR技術

3.4 裝配式機房技術

為保證施工工期，提高施工質量，本項目制冷機房將采用裝配式施工模式，創(chuàng)建機房BIM 模型，進行二次深化，評選出最優(yōu)方案。在工廠進行預制加工，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行快速組裝。

圖8 鎮(zhèn)龍站裝配式機房BIM模型

3.5 基于BIM的派工單管理系統(tǒng)

派工單系統(tǒng)架構：基于BIM 的派工單管理系統(tǒng)的架構是網(wǎng)絡結構CS+BS+MS 模式。結合項目的需求，系統(tǒng)的部分需求功能點要三部分架構共享，因此在服務器端單獨設計公共功能Web服務模塊。一個平臺，三個系統(tǒng)，各司其職，各負其責。

該平臺主要包括項目管理人員信息、施工人員信息和電子簽名表。

首先根據(jù)業(yè)主要求進行模型創(chuàng)建及深化。然后，根據(jù)工程模型審核指引檢查模型：當模型建立完畢后，可按照工程模型審核指引對模型進行審核，發(fā)現(xiàn)模型有錯漏的地方及時修改。

在建模和檢查模型的過程中，需要注意：提交專業(yè)模型文件的命名是否符合標準；模型是否經(jīng)過各專業(yè)的碰撞檢測并修改；各專業(yè)模型是否按實際長度進行打斷；模型是否全部錄入構件編碼，構件編碼有沒有按標準錄入。

WBS施工計劃和設備材料到貨計劃編制：根據(jù)總計劃、月計劃模板編制WBS施工計劃，使用Project 計劃檢測工具檢測所編計劃是否存在錯誤，排查是否存在軸網(wǎng)沖突、是否存在旁站監(jiān)理工序等，編制設備材料到貨計劃。

門禁與網(wǎng)絡搭建：門禁服務器與項目部VPN網(wǎng)絡連接：項目部內(nèi)的BIM-VPN網(wǎng)絡由BIM平臺服務商負責搭建；把工地現(xiàn)場門禁服務器與項目部中的VPN網(wǎng)連接的網(wǎng)線敷設由施工單位負責。將項目管理人員、施工人員全部錄入并與門禁系統(tǒng)綁定；通過視頻監(jiān)控網(wǎng)絡進行與門禁服務器的連接：在視頻監(jiān)控中心的VPN 網(wǎng)絡中架設一臺新的服務器，把現(xiàn)有BIM 中心機房服務器上的門禁數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)庫放到這臺服務器上；廣州地鐵BIM平臺正常使用或門禁授權、解權等相關操作后，BIM中心機房服務器把相應的數(shù)據(jù)下發(fā)到新架設的服務器里的門禁數(shù)據(jù)庫。

創(chuàng)建及實施：根據(jù)審批過的周計劃由施工單位的施工員創(chuàng)建派工單，以工單的形式將施工任務創(chuàng)建出來，并包含進入車站作業(yè)的人員、機械設備、物資材料、工序指引及安全防范措施等信息。對于施工過程中的日常管理，以運行為派工單系統(tǒng)的核心，為建設方、監(jiān)理方和施工方提供施工過程信息跟蹤控制功能。

首先，通過派工單可將施工任務、人員、機械設備、物資材料等信息提交監(jiān)理審核，通過后方可開始施工；其次，完成派工單后需要在系統(tǒng)內(nèi)提交相應的交付物，并在模型中顯示現(xiàn)場施工完成的情況，對未及時完成的施工任務進行預警；最后，從派工單中提取實際的施工進度數(shù)據(jù)，并與進度計劃相比較，對工期延誤的情況進行總結和分析，同時定量分析任務完成的質量和數(shù)量。此外，系統(tǒng)將根據(jù)派工單的每日內(nèi)容自動生成施工日志等資料，并形成后期運維知識庫。

圖9 手持端派工單流程

由施工員創(chuàng)建派工單：派工單中已選用的設備材料會從系統(tǒng)材料庫中扣除，并可查詢剩余庫存；派工單與門禁系統(tǒng)對接，在工單中選擇的施工人員門禁卡會自動授權，可在門禁閘機通行，未選擇人員，無權限進入現(xiàn)場。

監(jiān)理工程師確認派工單：專業(yè)監(jiān)理根據(jù)現(xiàn)場的時間情況，審核此派工單是否與現(xiàn)場進度一致，可實施則審核通過，不可實施則退回。

施工員填報完成情況：在派工單要求的施工內(nèi)容完成后，由施工員據(jù)實填報完成情況，對工程進度實時把控，及時糾偏。

監(jiān)理工程師審核完成情況：監(jiān)理工程師在檢查現(xiàn)場后，派工單的填寫完成情況及審核意見，審核通過后，此派工單完成閉合。

在派工單創(chuàng)建完成后，派工單的相關信息可推送到M/S 智能手持終端，施工管理人員及施工人員可在手機上查看施工計劃。

4 結束語

本項目模型創(chuàng)建包含的專業(yè)全、模型精度高，切實指導現(xiàn)場施工。應用基礎模型，進行深化，出預制加工圖，全程指導施工，采用場外加工，場內(nèi)裝配式施工，實現(xiàn)降本增效。制冷機房通過裝配式施工將達到節(jié)能環(huán)保、高效、且保證了施工質量、縮短了工期的目的。風管數(shù)字化加工將大大提高了效率，節(jié)省人工。將實際的施工現(xiàn)場與虛擬BIM 系統(tǒng)進行無縫連接，由于進度計劃的自動生成，避免了人為的干擾。通過該系統(tǒng)的自動檢查功能，判定派工的前置條件，并保證派工的準確性。通過完成實際進度填報，在實現(xiàn)計劃的閉環(huán)反饋的同時，關聯(lián)門禁系統(tǒng)，實現(xiàn)對施工人員的準確管理。

基于BIM 技術的派工單管理有利于計劃的嚴肅性，避免現(xiàn)場打亂戰(zhàn)，在計劃申請審批過程中，能對同時同地有沖突的作業(yè)進行判斷和提示，再根據(jù)提示進行審核和調(diào)整即可，保證現(xiàn)場作業(yè)時間點有條不紊。

本項目作為地鐵機電設備安裝項目，實現(xiàn)了基于BIM 的全壽命周期管理。明確平臺詳細功能及各單位職責，從規(guī)劃、設計、招投標階段，施工階段的安全、質量、進度、物資、成本等方面，到運維階段設備管理、資產(chǎn)管理、運營管理、人員管理等方面進行管理，并結合派工單移動管理平臺，形成BIM 模型-施工人員-施工計劃-機械設備-物資材料-安全質量-工程資料各項數(shù)據(jù)的交互管理，將BIM 技術由BIM 建模與深化推向BIM 施工過程管理，提高模型利用率，促進現(xiàn)場管理效率，對推動BIM 技術在施工管理方面的應用具有重要意義。