污水处理厂BIM案例:解决设计问题400项,节约造价300万元,看如何靠BIM做到的?

2021年2月24日
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本文为您详细介绍西安市笫三污水处理厂扩容工程项目落地BIM应用的全过程。

一、项目概况

1、项目基本信息

西安市笫三污水处理厂扩容工程项目位于中国银行西安客服中心以南,占地面积约24900㎡ ,建筑面积46800㎡,总投资5.72亿元。本项目为市政工程,采用钢筋混凝土框架结构,施工单位为中建安装集团有限公司。

本项目为陕西省首个采用地下全封闭处理模式污水厂,建成后污水处理规模达10万m³/d。

污水处理厂BIM案例:解决设计问题400项,节约造价300万元,看如何靠BIM做到的?

西安市笫三污水处理厂扩容工程项目效果图

2、项目难点

(1)高支模体量非常大,难度高;

(2)工艺管道量大,工期紧;

(3)设有三个变电所,且电缆型号较大;

(4)系统及管线材质繁多、复杂,工程量提取困难;

(5)本工程项目设计紧凑,周边可利用场地几乎没有;

(6)受工期限制很多时候需要交叉施工;

(7)涉及的专业分包多,人员高峰期可达1500余人,人员管理及现场协调难度大。

3、应用目标

(1)通过广联达软件创建高支模模型,节省材料、控制成本,既保证安全性又优选施工方案;

(2)通过BIM技术进行装配化施工,有效节约工期,提高施工质量;

(3)通过BIM电缆建模工具,提高建模效率;通过BIM协同云算量工具,快速提取工程量;

(4)通过BIM技术进行施工场地布置,实现场地布置的最大利用率;

(5)通过Synchro软件进行施工进度模拟,辅助解决现场交通组织、施工安排、复杂工序及工作面穿插等问题;

(6)该项目通过广联达BIM5D+智慧工地平台等技术,减少返工和变更造成的浪费,实现项目的精细化管理,保障工程项目的顺利完工;

(7)经过实践,培养3名懂技术、会建模、会应用的综合型人才。

二、BIM应用方案

1、应用内容

通过BIM技术,进行模板高支撑、装配化施工、电缆精细化排布、工程量统计、成本管控等技术应用,解决施工实际操作层难题。

开工之初,落实应用劳务管理系统、扬尘监控系统、视频监控系统,规范了农民工实名制用工管理,避免薪资纠纷、规避了扬尘超标引起的企业不良信用记录。

正式开工后,落实应用BIM+智慧工地平台(质量管理系统、BIM+技术管理系统、生产管理系统等)。优化了质量管理流程,通过更准确的数据,减少通病的发生,同时提高问题解决效率,减少由于设计变更、方案信息传递不及时而产生施工遗漏造成返工。

2、应用方案的确定

(1)BIM技术应用软硬件介绍:

①硬件配置:项目BIM技术应用硬件配置如下表所示:

污水处理厂BIM案例:解决设计问题400项,节约造价300万元,看如何靠BIM做到的?

硬件配置表

②软件配置:项目BIM技术应用软件配置如下表所示:

污水处理厂BIM案例:解决设计问题400项,节约造价300万元,看如何靠BIM做到的?

软件配置表

(2)BIM组织架构:本项目建立BIM技术管理部,统管三污建设设计与施工阶段BIM,确保实现BIM“一把手”工程。各阶段再细化组织分工,确保工作到岗,责任到人,推进BIM技术与应用的落

三、BIM实施过程

1、实施准备

BIM实施准备工作主要包括:落实BIM实施所采用的各类软、硬件资源,创建项目BIM元件库、制定通用和专用工作环境、搭建协调设计管理平台,并进行设计工作环境托管,搭建BIM施工管理平台,并对施工管理平台人员进行培训,同时编制项目级BIM标准,制定制度保障,用于指导项目实施。

2、实施过程

(1)模板高支撑:本项目生物反应池模板支架高度8.9米、 MBR膜池部位模板支架高度11米。高支模体量非常大,难度较高。模板脚手架的专项设计关系着工程的质量、安全以及成本,是本工程技术管理的核心工作之一。

为保证施工安全和质量,借助于广联达BIM模板脚手架软件,为项目提供模板高效设计。实施步骤如下:

①将revit模型导出GFC格式,再将GFC格式导入到BIM模板脚手架软件里面;

②建立了三维结构模型后,从材料库中选择需要使用的模架材料类型和规格,针对结构设置对应的模架布置做法参数,由软件按参数设定的规则自动生成三维可视化的架体模型;

③有了架体模型之后,一键生成工程量清单、施工图、施工方案及计算书等。同时根据模型制作可视化交底视频;

④BIM模架三维模型,生成模板加工图,降低工人操作难度,指导现场木工进行模板加工、安装,提高工效。根据模型架体配置,指导现场材料进场、调运周转及搭设安装,加快施工进度,提高了施工效率,得到了建设单位、监理单位的一致好评。

(2)装配化施工:本项目照明电线安装约15000米,桥架安装近4500米,控制电缆敷设约10000米左右,管线焊接量约为10000寸口,室外地管原有管线错综复杂,地管施工难度大,同时要求四个月设备管线安装完毕。工艺管线量大、工期紧,通过运用BIM技术进行深化并对工艺管线进行工厂化预制现场装配,有效节约了工期,提高了施工质量。

传统模块出图是通过三视图完成的,出图效率低,出错率高。本项目将化工单线图引入到装配式机房中,通过BIM插件的二次开发,提高了绘图效率、读图的效率以及读图的准确性,同时,我们极大的加速单线图的标注效率。

为了装配式的准确性,需要添加焊缝以及出厂复核。本项目在固有软件的基础上,根据项目实况,进行了二次开发,新增一键添加所有的焊缝族的功能,包含焊口长度、焊接体积、焊接截面积等信息,通过二维码标签添加焊接的信息,现场人员只需扫描二维码信息即能查询。

在广联达BIM5D平台模拟施工顺序并编号、打印、粘贴二维码、扫描二维码添加信息进行物料跟踪、分区域装车运输。二维码作为物料信息的载体,采集信息上传管理平台,供查询、管控施工整体进程。

(3)电缆精细化排布:利用BIM电缆建模工具,自动寻找最优桥架路径并完成电缆模型的绘制。专项开发了电缆清单自动生成工具,根据定额计量及厂家要求一键完成电缆清册的生成。

完成电缆综合排布优化之后,进行4D施工模拟,进一步优化电缆综合排布;电缆综合排布优化后,利用针对于电缆开发的标注插件,出具电缆敷设施工图。

(4)工程量统计、成本管控:利用公司自主开发BIM协同云算量工具,根据设置规则及计算公式快速、灵活、准确的完成工程量提取。

利用公司自主开发物资采购效益分析系统通过导入标书清单、合同清单并与工程量相关联,进行物资采购效益分析,提升项目效益。

(5)施工场地布置:由于施工场地过于狭小,材料机械众多,合理布置各阶段施工现场是一大难点,BIM技术人员将施工现场所有物体进行虚拟建造,通过漫游和模拟安拆时间来优化平面布置方案,保证现场运输道路畅通、方便施工人员的管理,有效避免二次搬运及事故的发生,促进安全文明施工。

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施工场地布置

(6)砌体排布:项目运用品茗砌体排砖功能,对砌体工程进行模拟排布。BIM排砖过程中,利用排砖图精确统计每层及整体的砌块用量,减少二次搬运;将砌筑区域划分后,计算区域内砌体用量,并根据墙面位置投放所需砌块。以达到节约施工材料耗损率、降低施工成本等目的。

(7)施工进度模拟与管控:通过Synchro4D软件将BIM模型与计划任务关联,直观、精确地反映整个建筑的施工过程。同时将不同进度计划不同窗口进行比较,快速发现超前或滞后的计划。提升了管理者的工作效率,以缩短工期、降低成本、提高质量。

(8)广联达BIM5D+智慧工地项目管理平台:

①生产管理系统:项目部制定了每周施工进度计划,区域各工种施工人员对照周进度计划,每天上传完成工作量的情况并拍照留存,系统与总进度计划自动分析形成对比,项目就能针对进度滞后的采取增加人员或延长工作时间进行弥补。

项目管理人员通过平台直接照片数字周会,改善传统生产的模式,做到有据可依。利用平台手机并整理施工各种照片,并分类查询并导出。

②项目质量把控:项目部在质量管理系统的应用主要是质量巡检。质量部人员通过手机APP将现场检查的信息录入系统,整改人收到消息及时整改并回复,问题发起人复查通过,问题闭合,本项目通过此方式增强质量意识、提高现场效率、改善作业行为,质量管理全部在线化,为项目管理人员搭建质量监管平台,为项目管理留痕。

本项目通过自动分析的质量问题结论,在质量动态分析会上针对占比较高的问题制定出详细的整改方案并确定出下一步质量管控方向及管理动作。

③技术管理:在BIM5D管理平台构件跟踪模块中,按照流水段关联相应区域内的桩图元。

本项目采用的方式是:对每条计划填写对应关键节点时间。

实现了PC端构件关联相关资料生成二维码,App端通过扫描二维码可以提取构件基本属性及关联的数据信息,应用于现场实测实量及构件跟踪。

项目部通过图纸关联表单变更,实现了在看图时显示当前图纸涉及的变更问题,根据施工进度提醒变更问题,减少变更问题遗忘导致的返工。

④BIM+VR安全教育体验:项目部将施工场地布置模型导入到VR软件中,设置了高处坠落、机械伤害、物体打击等危险源,通过VR设备进行安全教育项目的虚拟化、沉浸式体验。把以往的“说教式”教育转变为亲身“体验式”教育,让施工从业人员亲身感受违章操作带来的危险,强化安全防范意识。

⑤塔机监测及工效分析:通过广联达BIM+智慧工地平台,将物联网技术(IOT)和BIM技术相结合,直观呈现现场塔机运行情况,实时显示吊装重量、风速等多维度的监测数据,实现塔吊运行状态的多方位监控。

实现了一旦现场发现隐患,立即语音告警,提示设备操作人员规避风险,同时告警信息会推送到项目管理人员的手机端,督促现场施工人员进行整改,避免发生安全事故的发生。

⑥智能视频监控:项目远程在线实时视频监控,公司领导层能实时、直观的掌握项目现场动态情况。

污水处理厂BIM案例:解决设计问题400项,节约造价300万元,看如何靠BIM做到的?

智能视频监控

⑦项目劳务管理:针对现场复杂的情况,项目部采用了第二代工地宝+智能安全帽+闸机的方案来协助项目管理人员对劳务进行管控,实现了劳务实名制、人员考勤管理等。

⑧环保措施:项目现场管理人员通过智慧工地平台落实和掌握政府对于项目施工现场的环保要求。

四、BIM应用效果

1、效果总结

(1)辅助项目管理和工程施工

①广联达软件创建了高支模模型,有效节省了材料、控制了成本;

②装配化施工对节约工期,安全高性、环保方面起到了良好的作用;

③BIM电缆工具,提高了效率,并一键完成电缆清册的生成;

④BIM协同云算量工具,实现了快速提取工程量;

⑤施工场地布置,实现了场地的最大利用率,促进文明施工,减少了二次搬运;

⑥施工进度模拟,解决了复杂工序及工作面穿插的问题,提升了工作效率、缩短工期;

⑦广联达5D+智慧工地平台,提高了对项目现场进度管控,及时落实项目进度计划,保证了项目工期。

(2)经济效益

通过设计协同审核,施工图阶段解决设计问题400余项,预计节约造价300万元。通过工艺管线工厂化预制现场装配化施工,预计节约工期一个月。

(3)社会效益

广联达BIM5D+智慧工地平台应用示范项目、广联达BIM+智慧工地观摩项目称号;同时项目获得第五届江苏省安装行业BIM技术创新大赛一等奖。

(4)企业效益:通过本项目BIM应用的落地,实践和完善企业及地方BIM管理的相关标准;提高企业BIM人才梯队建设和技术提升;获得了业主及业界的一致好评,为公司未来项目合作创造了良好机会

2、方法总结

提高项目全体管理人员的认识,充分了解数字平台的作用,使每个管理人员愿意主动去使用;制定奖惩措施,项目首次使用数据平台的,对于上传数据量符合要求的管理人员给予奖励和表扬。

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