金标杯优秀作品18期：中铁建工│​BIM技术在成都铁路科技创新中心工程中的应用

BIM技术在成都铁路科技创新中心工程中的应用

张涛、刘学、严心军、张钊、田仲翔、张帅

（中铁建工集团有限公司）

摘要：随着BIM技术应用的普及，如何通过BIM技术辅助现场施工生产、助力项目精细化管理越来越被人们所重视。成都铁路科技创新中心项目，针对大型商业综合体施工重点和难点，从BIM技术和“BIM+”两个方面介绍了BIM技术在项目全生命周期的应用，为BIM技术的落地实施提供了解决方案。

1 项目介绍

成都铁路科技创新中心工程位于成都市金牛区人北中央商务区，南邻人北中央公园，北邻成都大学附属医院，距离成都站直线距离仅800米，建筑面积约13.5万㎡，主要包含地下室，科创楼（22F/2D，H=99.9m）、综合服务楼（18F/2DH=72.8m）、科创辅助楼（16F/2D，H=54.8m）及其他辅助用房。 

2 BIM应用实例

2.1 高精度BIM模型创建

（1）由BIM负责人负责收集、整理设计院下发图纸，并对图纸版本、设计变更及收发文进行总控，保证所有参与人员信息的一致性和对称性。各专业工程师收到图纸后，按照建模标准要求对各专业BIM模型进行创建，保证几何精度和信息深度满足各阶段要求。

（2）本项目根据工程特点建立了共计223个标准化构件，涵盖临建、管道附件、机械设备等，所有构建均为按照设备供应商所提供的图纸1：1搭建，并且具备相应的技术参数以及运维参数。

图：科创中心BIM模型

图：标准化构件搭建

2.2 施工组织及平面布置优化

（1）采用BIM技术优化施工组织，建立项目整体BIM模型，合理规划施工流水段划分和施工工序穿插。

（2）对各阶段施组平面进行建模，预演不同施工阶段水平方向和垂直方向的交通组织，立体规划生活区、办公区、材料加工区、材料堆场、施工道路、大型机械设备、临水临电的布置，使施工总体部署更加科学合理，最大程度的提高生产效率。

图：各阶段施工组织平面

2.3 施工进度及方案模拟

（1）明确总体路线，确定若干工期管件控制点，通过Project编制总体进度控制计划。

（2）将模型与施工进度计划相关联，可以实现工程全阶段的4D虚拟建造，以达到优化施工方案、进度计划编排以及不同阶段资源调配与使用的目的。

（3）在施工过程中，施工进度模拟作为工程进度的形象控制目标，通过无人机、全景相机等设备定期采集各阶段现场实际形象进度信息，与同阶段4D虚拟建造模型进行比对，及时发现偏差并采取合理的应对措施，调整作业安排，实现进度的动态管控。

（4）通过BIM技术的可视化特点，对复杂施工节点及复杂施工工序进行三维模拟和可视化技术交底，确保施工质量。如深基坑工程施工、大体积混凝土施工、预制叠合板施工方案模拟，为项目施工提供借鉴和指导。

图：进度计划与形象进度对比

图：地上主体阶段施工进度模拟

图：施工方案模拟

2.4 BIM深化设计

（1）作为一座功能完备，集科研、办公、商业为一体的现代化园区，必然导致机电系统复杂，设备管线繁多。

（2）设备机房大多全部集中在地下室，管线纵横交错。地下一层由于需要运输车辆通行，车道位置和几个货运点位净高需要从2.4m净高抬升至3m；地下二层层高仅3.8m，而管线整体净高需要控制在2.4m以上，深化难度极大，且地下室不设吊顶，对于管线观感质量要求较高。

（3）地上为装配式叠合板和轻质隔墙施工，机电配合相对困难。科创楼办公室净高按甲方要求相比原设计整体提高30cm，也给机电深化带来了不小难度。

解决办法

（1）利用BIM的可视化和可优化性特点，从开工伊始就基于BIM进行碰撞检查与图纸会审，消除二维设计条件下存在的误差及图纸问题，与建设单位、设计单位等进行可视化沟通，提高工程施工质量和效率。

（2）通过BIM机电管线深化设计，发现设计及图纸问题，消除管线碰撞，出具预留预埋及管线综合图纸，有效提升了施工质量和效率，同时保证了现场的施工质量，避免后期拆改造成的返工、浪费。

图：地上楼层BIM模型节选

 图：BIM模型与现场实际施工对比、

2.5 可视化交底

（1）对复杂施工节点及复杂施工工序进行三维模拟和可视化交底，确保施工质量和施工效率。例如机电管线综合排布、土建排砖、叠合板吊装等，采用二维BIM图纸+三维BIM模型/模拟动画相结合的交底模式，通过手机在线查看，VR设备沉浸式体验等方式，使现场施工人员快速掌握施工要点难点，大幅提高施工质量和施工效率。

（2）BIM模型通常体量庞大，且须通过相应的专业软件才能查看，这往往限制了其可视化价值的体现。项目采用了集团自主研发的模型轻量化平台，以实现模型轻量化和在线浏览。平台集浏览、漫游、审阅、标记、测量、构件属性等工具为一体，辅助各方协同浏览及沟通，提高交底效率。

图：几种典型的可视化交底方式

2.6 中铁建工智慧工地管控云平台应用

（1）人员实名制管理：施工现场及生活区共布置了两处实名制通道，人员出入信息与智慧工地平台互通，可在后台随时查看人员实际在场情况，并通过大数据，分析现场用工情况。部署AI机器视觉分析服务器，增加对现场劳务人员的人脸、安全帽、反光背心等行为进行智能监测、分析和预警功能 

图：人员实名制管理

（2）安全质量巡更：现场管理人员通过手机APP端，可随时随地发起整改任务，拍照上传，定人员、定时间，聚焦过程管理，形成管理闭环，不放过任何一个隐患，提高现场管理灵活性。

图：安全管理

（3）视频监控管理：项目共部署30台摄像机，依托塔吊、高立杆进行安装。直接观察被监视场所的情况，并进行同步存储，视频信号经过数字压缩，通过宽带在互联网上传递，可实现远程视频监控功能，提供全局视角，同时系统搭载AI视觉分析、定时抓拍、轨迹追踪、一键回放等功能，辅助施工现场管理。

（4）塔吊安全监测系统管理：现场5台塔吊均安装了塔吊安全检测系统，通过各类传感器，将塔吊运行状态实时传输至平台，包括倾角、风速、吊重、高度、力矩等参数。当数据超过额定值时，会自动发出报警。通过平台，也可与塔司实时对讲。

图：塔吊安全监测系统

（5）能耗监测管理：通过现场安装部署用水、用电监测设备，针对施工现场、办公生活区等的用水及用电数据分析与比对，支持一键生成报表，提高项目绿色建造及绿色施工管理水平。 

图：能耗监测

（6）环境检测与降尘联动：通过在现场部署环境监测仪器，实现PM2.5、PM10、噪声、温湿度、风向、风速等参数的监测，数据实时传输至平台，以实现对施工环境的实时掌握。通过与现场雾炮何围挡喷淋装置联动，实现超标自动降尘，提升项目文明施工水平。

图：环境监测

（7）大体积混凝土测温：现场共安装大体积混凝土无线测温点10处，设定采集时间15分钟/次。项目冬季施工期间，针对基础筏板大体积混凝土浇筑及养护，部署无线测温传感器进行实时监测，监测数据实时同步到智慧管理平台质量管理子系统，采集数据出现差异时由系统自动干预并进行实时预警。 

图：大体积混凝土测温

（8）高支模监测：针对地上主体结构高支模区域，部署高支模自动监测系统，数据实时上传至平台远程查看，对于超出预警值（包括轴力、倾角、位移等数据）或控制值的点位及时报警并通知相关人员到场处置，极大地提高现场危大工程施工的管理能力。

图：高支模监测

（9）：智能安全帽：为实现远程实时调度指挥，提高现场人员网格化管理水平，项目已部署智能安全帽识别管理系统，该系统可实时采集人员位置信息并上传，实现远程监控与现场管理高效交互，并支持轨迹回放、网格禁区、群组对讲、近电防护、一键呼救、平台通讯等功能，使现场管理更加严谨高效。

图：网格化管理与人员定位