BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

2021年3月26日
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BIM的全称为“BuildingInformationModeling”,意为建筑信息模型,BIM技术是建筑信息集成的重要工具,为项目相关方提供工程信息共享平台,在建筑领域发挥巨大的作用。通过运用鲁班BIM技术,让项目建设的总体规划更加系统、具体设计更加合理、施工过程更加精细。下面将以中国核工业第二二建设有限公司承建的中核科创园工程为例,详细介绍项目建设中BIM技术的综合应用效果。

    一、项目简介

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

本项目用地位于上海市青浦区,总用地面积27431.4㎡,由5栋楼组成,其中A1总部办公楼18层(高为79.9m),A2总部办公楼12层(高54.7m),A3核文化展示厅2层(高度为13.95m)、A4酒店11层(高为42.3m),A5酒店6层(高30.9M)及整体两层地下室(含人防部分深度约10m)构成,总建筑面积115898.11㎡,其中地上建筑面积68812.81㎡,地下建筑面积47085.3㎡。其中基础为竹节桩和普通管桩、地下二层钢筋混凝土框架剪力墙结构,地上主体为钢结构。

    二、BIM技术应用情况

1、模型建立

BIM小组根据项目应用目标与需求,完成了整个项目土建、钢筋、钢结构等全专业模型。其中钢结构模型精度达到零件级(LOD400),其它专业模型精度为构件级(LOD300)。

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2、图纸审查

通过BIM模型发现各专业之间的碰撞问题、标注问题、尺寸问题等一系列图纸疑问,疑问发出后由甲方组织图纸会审,将提出问题反馈至设计单位,再由设计单位出具相应的图纸变更或澄清。本项目至今共通过BIM建模及深化设计发现图纸问题374处,设计确认变更256处,澄清118处。

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3、工程量统计

建立BIM模型,可以通过模型导出对应工程量,根据现场需求通过施工段以及楼层进行划分。

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4、场地布置

本项目场地狭小,存在工作界面相互干扰等问题。在场平布置工作中,基于BIM的场布软件对现场道路、建筑、堆场、设备等的空间位置进行三维规划,根据不同施工阶段动态调整,一键生成场布平面图和临建材料清单。在提高项目场布科学、合理性的同时,大幅提升了场坪布置的工作效率。

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5、进度管理

通过精细到构件级的进度计划安排,形成项目建造全过程进度模拟,实现横道图、网络图与三维模型相结合的可视化进度展示。为项目进度管理提供了更加直观、科学的依据与数据支撑,为项目各关键节点实现提供了重要保障。

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6、质安管理

质量安全管理应用方面,主要是通过BIM系统平台,将传统的线下质量安全检查方式转变为线上方式,同时与BIM模型挂接,实现闭环管理,并在BIM系统中形成可追溯的记录,大幅度提升项目协同管理效率。

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7、任务巡检

根据本项目作业面多,质量安全管理风险点多的特点,利用基于BIM技术的任务巡检功能,对需要定点、定期检查观测的设备或部位,利用BIM系统平台设置巡检任务,生成二维码在现场张贴。巡检任务责任人按照设定检查周期对指定部位或设备进行检查、观测,并通过拍摄现场影像、录入实时检查结果等完成巡检任务。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

应用可以在系统中形成可追溯记录,且具有任务提醒功能,避免重大风险点出现漏检、少检甚至记录造假等情况。提升了安全管理工作的信息化、精细化水平。

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8、二维码应用

在BIM模型中将重要机械设备信息、操作人员信息以及重要构件、重点区域的关键信息、资料等进行完善,通过BIM系统平台自动生成二维码,现场可以随时通过BIM系统移动端及微信、QQ等第三方软件扫描二维码查看相应信息,并可反查模型,为现场重要设备、构件信息查询提供高效管理工具。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

在本项目施工过程中,通过将施工过程资料上传至BIM系统并与模型关联,结合BIM系统平台,实现资料的电子化归档和云平台共享。使项目施工过程资料的归集、管理、传递、查询工作效率产生质的提升。

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9、料单审核

基于BIM下料软件,自动按段生成钢筋清单、骨架排列图、施工图、加工单,在有效避免钢筋浪费的同时,下料人员的工作效率提升近1倍。

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10、节点深化

项目中存在大量型钢混凝土及复杂钢筋节点,BIM小组通过对复杂节点进行筛选、建模,利用三维模型深化钢筋排布方式,确定型钢预留洞口,并反馈至钢结构加工车间,提前对其进行开孔,避免现场二次加工,为节约现场安装工期、提升钢筋施工质量提供了重要保障。

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11、砌体排布

在项目二次结构施工阶段,利用BIM模型及相关软件,批量对二次结构砌体进行排布,提前模拟砌块排布方案,自动生成立面排布及平面分布图,自动统计各种规格砌块用量。避免了现场砌块随意切割产生的浪费,提升了二次结构施工质量。

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12、碰撞检查

项目需要安装的专业管线错综复杂,基于施工图BIM模型对安装不同专业管道之间、管道与结构之间进行碰撞检查,提前预警会出现的碰撞问题,为后续管线综合排布方案制定提供了基础依据。

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通过管综深化设计,解决了现场DN50以上管道全部碰撞问题。

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13、预留洞口

在深化设计成果的基础上,利用BIM集成应用软件,对地下室区域预留洞口及预埋套管进行了检查定位,共计检查并重新定位直径150毫米以上预留洞口或预埋套管563处,大量避免了后续因洞口及套管错位或遗漏造成的反工、二次开洞等问题,节约施工成本5万余元。

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14、综合深化

项目地下室及办公楼、酒店区域机电各专业管线错综复杂,安装净高及质量要求高。在紧张的工期中,项目BIM小组通过鲁班BIM集成应用软件将各专业模型整合后进行综合碰撞检测。结合碰撞检测结果及施工验收规范,并综合考虑现场施工及后期维护需要,完成了整个地块近11.6万平米管线综合深化设计工作。

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项目共出具机电专业深化平面图125张,剖面图34张(612个剖面),详图8张(144处),所有图纸都经BIM咨询单位、机电顾问、设计单位、业主审核签字后用于现场指导施工。

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15、净高分析

通过BIM技术应用测量净高。

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16、综合支架

通过BIM技术的统筹规划设计,将各专业管道整合成一个统一的支吊架系统,在节约成本、加快施工进度、提高观感质量的同时最大限度地节省空间,实现了BIM技术在管线阶段的综合优化设计。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

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17、预制加工

现场在管线支架、桥架、风管、及大直径给排水、消防管道安装前,严格按照管综施工深化设计模型及结合模型导出的各专业深化平面、剖面图,开展工厂化预制加工工作,待安装工作面具备后,现场进行转配化安装,节约现场安装工程工期近30%。同时通过综合深化,提前排除碰撞干扰,合理组织分层施工和高效协同作业,避免了大量返工、窝工现象,经测算累计节约现场人工500余工日。

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18、钢结构深化

本项目地上部分各子项主体全部为钢结构,在钢结构构件加工前,利用BIM模型在碰撞检查、受力分析等的基础上,通过midas、tekla软件实现钢结构节点深化设计。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

利用深化设计成果,快速生成节点详图和工程量清单报表,并以此完成采购计划,同时基于深化设计模型输出零件数控文件,导入数控切割机,实现钢材自动化切割、加工。

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本项目累计完成基于BIM的钢结构施工深化设计6.8万余平米,累计利用模型出具各类构件图、零件图及排版图等4万余张,从本质上简化了钢结构深化设计、详图制作、工程量统计等工作流程,减少了技术人员工作量,在保证施工深化设计出图质量的同时提升工作效率。

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19、工艺模拟

针对本项目特点与施工、管理重难点,对本项目超过一定规模的危险性较大专项、主体钢结构吊装施工、设备机房安装等进行模拟,在对施工方案模拟、优化的同时,通过模拟动画对作业工人进行可视化交底,提高施工质量和施工安全性,为本项目危大专项顺利实施提供重要支撑。

20、三维交底

三维交底在施工的全过程普及,保证施工前对每一个作业班组进行三维交底,作业人员可通过鲁班BIM平台电脑端、手机端随时查看三维模型和相关资料,真正实现了BIM模型指导施工。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

通过将本项目管线综合模型导入VR设备,实现了管综深化设计成果的VR漫游,使三维交底更加形象、生动,加深了三维可视化交底的效果。将三维可视化交底应用于安全管理工作中,通过VR三维可视化安全体验技术,使被交底人与虚拟安全场景互动,提升交底的效果的同时进行安全教育。

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    三、综合效益

1、经济效益提升

通过BIM技术,对项目进行精细化管理,累计在项目中产生经济效益约310万,同时对项目管理效率提升提供了重要支撑。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

2、其他效益提升

首先是成本管理提升,通过BIM应用高效地对工程量进行统计,同时可以根据实时录入的进度及成本数据,对产值和效益等数据进行分析;其次是质安管理提升,通过任务巡检、质量安全管理、安全交底等应用,可以大幅度提高管理效率和管理水平,对质安管理提供有效的数据及平台支撑;最后是技术管理提升,基于图纸问题审核、场地布置、三维交底、管线综合、钢结构深化、砌体排布、可视化模拟、料单审核等应用,加强了技术管理水平,提高了技术交底质量。

项目通过任务巡检、管综、砌体排布等方面对质量进行管控。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

项目通过各类BIM技术应用,减少现场发生错、漏、碰、缺等情况,同时通过进度计划模拟等应用,减少整个项目工期约22天。

BIM技术在中核科创园施工阶段的综合应用

项目BIM应用连续两年被业主方BIM顾问公司评价为非常满意,多次收到业主方BIM顾问公司的来函感谢,同时项目通过BIM技术对质量安全进行管控,荣获上海市文明工地荣誉。

    四、结语

中核科创园项目在建设中运用BIM技术对全过程进行控制,BIM技术所提供的三维模型和数据资料可以使各方信息对等,有效进行数据交互;可以使建设单位及时发现设计问题,节约建设材料支出;可以对施工过程进行监管,提升项目的建设效率,在保质保量的基础上完成对项目的精细化要求,为公司创造更高的价值和更好的效益!

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