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隨著BIM技術(shù)進(jìn)入到應(yīng)用普及階段,為大型工程項(xiàng)目在有效運(yùn)用信息、合理安排工期、減少項(xiàng)目變更、控制項(xiàng)目成本上提供解決手段。深圳機(jī)場作為現(xiàn)代化大型國際空港,在新一期擴(kuò)建工程引入三維地理信息及BIM技術(shù),深入探索基于BIM技術(shù)的工程建設(shè)和管理模式,著力打造國內(nèi)數(shù)字化機(jī)場建設(shè)示范工程,希望可為國內(nèi)其它機(jī)場建設(shè)提供范例和經(jīng)驗(yàn)。 隨著建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,如何在工程項(xiàng)目中有效的運(yùn)用信息技術(shù),快速處理與工程項(xiàng)目相關(guān)信息,合理安排工期、控制成本,盡量消除由于規(guī)劃和設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的工程損失和工期延誤,實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑工程周期乃至整個(gè)建筑物生命周期中的全面信息管理已成為我國建筑行業(yè)亟需考慮的問題[1]。 深圳寶安國際機(jī)場是中國境內(nèi)集海、陸、空、鐵聯(lián)運(yùn)為一體的現(xiàn)代化大型國際空港,其新一期擴(kuò)建工程面臨規(guī)模大、接口多、標(biāo)準(zhǔn)高、時(shí)間緊等眾多難題,為應(yīng)對上述問題在新一期建設(shè)中引入BIM技術(shù),創(chuàng)新深圳機(jī)場規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等建設(shè)管理模式,以提升建設(shè)管理效率,筑牢全生命周期智慧運(yùn)維管理基礎(chǔ),希望可為國內(nèi)其他機(jī)場建設(shè)和應(yīng)用BIM技術(shù)提供范例和經(jīng)驗(yàn)。 BIM 的概念最初是由美國Autodesk 公司于2002年首次提出,將BIM 定義為:建筑物在設(shè)計(jì)和建造過程中,創(chuàng)建和使用的可計(jì)算數(shù)字信息。國際標(biāo)準(zhǔn)組織設(shè)施信息委員會(Facilities Information Council)將BIM定義為:在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下對設(shè)施的物流和功能特性及其相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息的可計(jì)算或可運(yùn)算的形式表現(xiàn),從而為決策提供支持,以便更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的價(jià)值[2]。 BIM(Building information Modeling,即:建筑信息模型)是利用數(shù)字模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的過程。BIM模型包含項(xiàng)目所有的幾何、物理、功能和性能信息,項(xiàng)目不同的參與方在項(xiàng)目的各個(gè)階段可以基于同一模型,進(jìn)行協(xié)同工作,對項(xiàng)目進(jìn)行分析和模擬。在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行的工程全生命周期,實(shí)現(xiàn)信息共享和無損傳遞,提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率,節(jié)約項(xiàng)目成本,提升科學(xué)決策和管理水平。 BIM從20世紀(jì)90年代提出至今,已經(jīng)從概念普及進(jìn)入到應(yīng)用普及階段,開展從小范圍、企業(yè)內(nèi)的試驗(yàn)到局部范圍、多方協(xié)同的實(shí)踐,并且逐步向全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、全生命周期實(shí)施應(yīng)用邁進(jìn)。目前,美國、新加坡、日本、韓國等多個(gè)國家已在建筑行業(yè)提出BIM應(yīng)用要求,并建立相關(guān)BIM企業(yè)級和行業(yè)級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。 美國是較早啟動(dòng)建筑業(yè)信息化研究的國家,至今其BIM研究與應(yīng)用均走在世界前列。目前,美國大多建筑項(xiàng)目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM,BIM的應(yīng)用點(diǎn)種類繁多,出臺BIM相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),形成各類BIM組織和協(xié)會。根據(jù)McGraw Hill的調(diào)研,2007年美國工程建設(shè)行業(yè)采用BIM的比例為28%,至2012年已達(dá)71%。在英國,英政府要求強(qiáng)制使用BIM,英國內(nèi)閣辦公室于2011年5月發(fā)布“政府建設(shè)戰(zhàn)略”文件,其中包含整個(gè)關(guān)于建筑信息模型的章節(jié),章節(jié)中明確要求,到2016年,政府要求全面協(xié)同的3D·BIM,并將全部的文件以信息化管理。 BIM技術(shù)應(yīng)用在我國建筑、水電等行業(yè)BIM應(yīng)用起步相對其他行業(yè)較早,目前已在全力推廣。2011年5月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》(簡稱《綱要》),在總體目標(biāo)和專項(xiàng)信息技術(shù)應(yīng)用中9次提到建筑信息模型(BIM)。2016年9月19日,住建部印發(fā)《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》要求在“十三五”期間,全面提高建筑業(yè)信息化水平,著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。2016年12月,住建部正式發(fā)布BIM最高國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)定模型結(jié)構(gòu)與擴(kuò)展、數(shù)據(jù)互用、模型應(yīng)用等諸多內(nèi)容,為BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施提供基礎(chǔ)支持。2017年2月,國務(wù)院辦公廳發(fā)文《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(國辦發(fā)(2017)19號),提到“加快推進(jìn)建筑信息模型(BIM)技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的集成應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理,為項(xiàng)目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù),促進(jìn)建筑業(yè)提質(zhì)增效?!?015年5月4日,深圳市建筑工務(wù)署發(fā)布全國首個(gè)政府公共工程BIM實(shí)施綱要和標(biāo)準(zhǔn),明確建筑工務(wù)署B(yǎng)IM應(yīng)用總體定位和規(guī)劃,給出實(shí)施BIM的具體范圍和階段,明確BIM實(shí)施的價(jià)值點(diǎn)和技術(shù)路線,按照綱要目標(biāo), 2016年8月30日,深圳市人民政府印發(fā)《深圳市信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,明確提出推動(dòng)建筑信息模型(BIM)在建筑工程中的應(yīng)用。2017年深圳政府工程項(xiàng)目應(yīng)全面應(yīng)用BIM技術(shù),當(dāng)前深圳市政府投資的大型公共工程已基本落實(shí)該綱要要求,呈現(xiàn)多點(diǎn)開花狀態(tài)。 同建筑、水電行業(yè)相比,目前機(jī)場建設(shè)行業(yè)BIM應(yīng)用還處于起步階段,隨著中國民航信息化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn),BIM技術(shù)將成為機(jī)場建設(shè)行業(yè)工程建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。 圖1 BIM應(yīng)用特點(diǎn) 根據(jù)《深圳寶安國際機(jī)場總體規(guī)劃(2015版)》,機(jī)場新一期擴(kuò)建工程位于現(xiàn)有T3航站樓北側(cè),項(xiàng)目總占地約128公頃(主體建筑及站坪、滑行道用地124公頃,北片區(qū)綜合配套用地3.6公頃)。本期擴(kuò)建項(xiàng)目除衛(wèi)星廳及其配套系統(tǒng)及設(shè)施外,還包括第三跑道、與之相配套的滑行道、聯(lián)絡(luò)道、機(jī)坪以及能源中心等,其中衛(wèi)星廳建筑面積約23.8萬平方米,規(guī)劃近機(jī)位61個(gè)(含20個(gè)組合機(jī)位),遠(yuǎn)機(jī)位10個(gè),配置兩條垂直聯(lián)絡(luò)道以及旅客捷運(yùn)系統(tǒng)和行李輸送系統(tǒng)等。當(dāng)前工程正處于初步設(shè)計(jì)階段,分析項(xiàng)目現(xiàn)狀,當(dāng)前深圳機(jī)場新一期擴(kuò)建項(xiàng)目面臨幾大方面的問題。 圖2 深圳機(jī)場新一期擴(kuò)建工程范圍示意圖 新一期擴(kuò)建工程作為一項(xiàng)大型民用機(jī)場建設(shè)工程,其包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、機(jī)電、公用配套等公共和民用建筑專業(yè),機(jī)場規(guī)劃、場道、助航燈光、通信、導(dǎo)航、氣象、供油、弱電等民航行業(yè)所有專業(yè),這些專業(yè)都有其獨(dú)立的操作空間、時(shí)間和技術(shù)要求,各專業(yè)的進(jìn)度、質(zhì)量集中一起,必然出現(xiàn)交叉重疊,提高設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)難度。 據(jù)深圳市政府指示,以2020年底投入使用作為深圳機(jī)場衛(wèi)星廳項(xiàng)目總進(jìn)度目標(biāo),原設(shè)計(jì)工作已嚴(yán)重滯后,后由同濟(jì)大學(xué)進(jìn)度課題組對衛(wèi)星廳工程進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行重新編排,當(dāng)前設(shè)計(jì)工作已進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段,預(yù)計(jì)2017年年底完成施工圖設(shè)計(jì),與新的計(jì)劃進(jìn)度基本一致,但存在出圖工作量大、時(shí)間緊等問題。 新一期擴(kuò)建工程涉及業(yè)主、設(shè)計(jì)總包、設(shè)計(jì)分包、施工總包、施工分包、系統(tǒng)供應(yīng)商、施工監(jiān)理、造價(jià)咨詢、BIM管理咨詢等多方單位,各個(gè)參與方參建能力參差不齊,尤其在BIM平臺不統(tǒng)一,缺乏BIM應(yīng)用技術(shù)上。 3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用 設(shè)計(jì)階段,利用BIM開展多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì),提前進(jìn)行管線碰撞檢測、管線綜合、凈高分析等工作,減少“錯(cuò)漏碰缺”問題;根據(jù)BIM模型可視化特點(diǎn),檢查設(shè)備房空間布置是否優(yōu)化,后期檢修是否便利;利用BIM模型核查衛(wèi)星廳與捷運(yùn)、行李隧道、綜合管廊,以及和既有11號線、穗莞深等復(fù)雜邊界關(guān)系,提前發(fā)現(xiàn)上述工程在空間接口、專業(yè)接口等存在的問題,提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量,加快設(shè)計(jì)成果的穩(wěn)定。 3.2 BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用仍需不斷探索。工程開工前,利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)方案的三維可視化交底,確?,F(xiàn)場施工人員對設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確理解,做到“按圖施工”;利用模型進(jìn)行施工場地布置模擬,合理劃分施工區(qū)域,合理規(guī)劃材料堆放區(qū),做到施工有序,堆放有序;針對復(fù)雜節(jié)點(diǎn),提前進(jìn)行施工工序模擬,提前發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的沖突問題,優(yōu)化施工工序,提高施工效率與施工質(zhì)量等。 施工建設(shè)期間,利用本項(xiàng)目自主研發(fā)的建設(shè)管理平臺將檔案、報(bào)建、進(jìn)度、變更、支付、質(zhì)量、安全等進(jìn)行統(tǒng)一管理,為各參建方提供協(xié)同工作環(huán)境,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工程管理手段向“線上+線下”模式的轉(zhuǎn)變,為本期擴(kuò)建工程提供多角度、全過程的數(shù)字化管控服務(wù)。 3.3 BIM技術(shù)在運(yùn)維階段應(yīng)用 運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用尚處于規(guī)劃中,計(jì)劃將設(shè)計(jì)與施工BIM成果與機(jī)場后期運(yùn)維管理相結(jié)合,進(jìn)一步補(bǔ)充完善現(xiàn)有運(yùn)維系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,打造基于BIM技術(shù)的機(jī)場智慧運(yùn)維管理平臺,實(shí)現(xiàn)工程檔案、實(shí)物資產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)營維護(hù)、備件庫存、周邊實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)的有效管控,全面提高機(jī)場運(yùn)營管理的質(zhì)量和效率,降低運(yùn)維成本,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)字化的技術(shù)支持,保證機(jī)場運(yùn)營的安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的。 為響應(yīng)國家及深圳市推動(dòng)建筑信息模型應(yīng)用的要求、符合深圳機(jī)場集團(tuán)提出的創(chuàng)新信息化管理體制、把握“智慧機(jī)場”建設(shè)新機(jī)遇,同時(shí)為解決新一期擴(kuò)建工程建設(shè)面臨的規(guī)模大、接口多、標(biāo)準(zhǔn)高、時(shí)間緊等眾多難題,深圳機(jī)場在新一期擴(kuò)建工程中引入BIM技術(shù),以BIM標(biāo)準(zhǔn)體系編制、BIM協(xié)同管理平臺建設(shè)、BIM模型設(shè)計(jì)及審查、三維地理信息模型輔助設(shè)計(jì)等4個(gè)應(yīng)用點(diǎn)推進(jìn)機(jī)場建設(shè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。 由擴(kuò)建工程指揮部牽頭組織BIM咨詢單位,以“平臺分建、責(zé)任各領(lǐng)、過程管控”為基本原則,建立項(xiàng)目BIM實(shí)施工作框架并提供相應(yīng)管理咨詢服務(wù),推動(dòng)新一期擴(kuò)建工程項(xiàng)目責(zé)任分明、命令統(tǒng)一、數(shù)據(jù)安全、順利開展。 為優(yōu)化BIM工作的有效開展,編制《深圳機(jī)場新一期擴(kuò)建工程項(xiàng)目BIM實(shí)施規(guī)劃報(bào)告》、《深圳機(jī)場BIM模型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機(jī)場BIM協(xié)同管理標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機(jī)場BIM數(shù)據(jù)對象編碼標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)、《深圳機(jī)場BIM數(shù)據(jù)移交標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,明確BIM工作內(nèi)容及要點(diǎn)。 1 機(jī)場新一期擴(kuò)建工程以“一個(gè)平臺、一個(gè)模型、一個(gè)數(shù)據(jù)架構(gòu)”為指導(dǎo)思想,建立BIM協(xié)同及建設(shè)管理平臺,以ProjectWise作為文件協(xié)同管理平臺,配套開發(fā)有協(xié)同管理門戶、綜合管理、設(shè)計(jì)管理、施工管理、數(shù)字化檔案管理等功能,用于本項(xiàng)目的全過程管控。BIM協(xié)同及建設(shè)管理平臺包括PW協(xié)同管理平臺和建設(shè)管理平臺兩個(gè)子平臺。 (1)PW協(xié)同管理平臺 PW平臺為設(shè)計(jì)、建模及文件管理協(xié)同工作平臺。各參建單位通過PW平臺進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)、建模及文件管理工作,通過PW平臺可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)協(xié)同、互提資料、階段性成果審核,以及成果文件管理。 圖3 參建各方平臺對接方案 (2)建設(shè)管理平臺 建設(shè)管理平臺為檔案管理及線上辦公平臺,開發(fā)功能涵蓋:個(gè)人辦公、綜合展示、合同管理、報(bào)建管理、文檔管理、施工管理(進(jìn)度、質(zhì)量、安全)、工程變更等。建管平臺將通過信息化手段,實(shí)現(xiàn)指揮部與參建各方進(jìn)行線上協(xié)同工作,將工程建設(shè)全過程實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管控,實(shí)現(xiàn)“線上辦公,管理留痕”。
圖4 深圳機(jī)場新一期擴(kuò)建工程BIM建設(shè)管理平臺 2 ![]() ![]() 4.3.1 模型設(shè)計(jì) 國內(nèi)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中大多應(yīng)用于施工階段,完整的設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)案例較少。 深圳機(jī)場本期擴(kuò)建工程在設(shè)計(jì)階段要求應(yīng)用BIM三維模型設(shè)計(jì),建立衛(wèi)星廳、捷運(yùn)系統(tǒng)、綜合管廊、能源中心等工程設(shè)計(jì)、施工、竣工模型,二維圖紙與三維模型同步。核查設(shè)計(jì)接口之間、工程與周邊環(huán)境之間的關(guān)系,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)接口不協(xié)調(diào)問題,及時(shí)修改設(shè)計(jì)。 如綜合管廊與衛(wèi)星廳、能源中心的接口問題;登機(jī)橋樁基與行李隧道、下穿通道、穗莞深保護(hù)區(qū)域轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的沖突問題;衛(wèi)星廳基坑與捷運(yùn)基坑接口問題;綜合管廊與周邊環(huán)境問題等。
圖5 衛(wèi)星廳工程西北指廊樣板段模型
圖6 衛(wèi)星廳工程BIM模型 4.3.2 模型審查 在設(shè)計(jì)單位提交BIM模型后,深圳機(jī)場擴(kuò)建指揮部及BIM咨詢單位通過BIM模型對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行三維可視化審核。目前主要使用碰撞檢測及凈空分析、設(shè)計(jì)接口檢查、漫游審查、造價(jià)控制等方法進(jìn)行審核。 (1)碰撞檢測及凈空分析 利用BIM軟件對設(shè)計(jì)模型(特別是管線綜合部分)進(jìn)行碰撞檢查,并依據(jù)碰撞檢查結(jié)果調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。本期擴(kuò)建工程對第一版施工圖模型進(jìn)行碰撞檢測,共發(fā)現(xiàn)上萬個(gè)碰撞點(diǎn)。本期擴(kuò)建工程,通過在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù),將管碰撞問題前置解決,減少在施工階段發(fā)現(xiàn)問題引起變更。 |
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