【金标杯】第三届金标杯优秀作品巡礼：武汉长江新城谌家矶再生水厂BIM技术应用

武汉长江新城谌家矶再生水厂BIM技术应用

李宁 苏锋 邱寒 马刚

中国市政工程西南设计研究总院有限公司

1、项目概况

谌家矶地区为长江新城的服务展示区，以商业休闲、商务金融、教育培训、居住等为主导功能。百步亭及丹水池地区服务面积5平方公里，规划人口为6.4万人。主要以商业休闲、居住等为主导功能。谌家矶再生水厂项目是武汉市“以建促批”申报长江新城获批的首批重点项目，也是湖北省首个全地下集成式再生水厂。

谌家矶再生水厂项目位于武汉市长江新城谌家矶京广铁路、沪汉蓉铁路、规划23号线、21号地铁线合围区域，项目用地面积6.7ha。污水厂由处理厂站和配套综合楼组成，综合楼位于地面上，其余水处理构筑物全部为地埋式。地下两层结构，地下二层为处理层，地下一层为操作层，地上为绿化公园。污水处理工艺采用“预处理+A/A/O生化池+MBR膜处理工艺+紫外消毒”，日污水处理量为15万吨，近期日污水处理量为7.5万吨。主要服务长江新城的谌家矶地区，兼顾服务百步亭及丹水池地区，总服务面积为 22.2 平方公里，服务人口26.4万人。建成投用后，其将处理后的再生水通过再生水管网系统作为城市再用水进行利用，既解决水环境污染问题，又能解决水资源短缺问题。

2、BIM应用环境

1、本项目设计内容涉及多专业，且各专业设计界面交错，很容易出现由于交接不到位等原因造成的图纸质量问题。

2、建设规模大，标准高，空间关系复杂，传统二维图纸所表达的设计内容理解起来往往难度较大。

3、项目各单位、各部门之间容易出现沟通不畅、信息反馈慢、相互推诿等问题。

3、BIM设计环境的构建

3.1 BIM设计方案制定

本项目结合企业标准，制定针对项目特点的BIM实施方案和培训计划，根据标段划分及施工需求，明确各专业BIM实施工作内容，建立了涵盖各专业模型绘制、模型审核、多专业综合、出图、信息录入、模型移交等工作流程。

3.2 BIM设计软件选用

选择数据管理能力出色的Revit 2018软件以及其他的Solidworks 2016、Catia V5、3DS MAX 2016、建模大师 2018等诸多建模软件。

4、BIM应用实施

4.1.1 BIM三维设计

根据规范标准，创建了工艺、建筑、结构、电气、自控、暖通、景观等BIM模型，并赋予各类设计属性信息。

4.1.2 设计协同平台

通过设计协同平台，实现了各专业模型联动、联合审查、实时沟通等BIM协同设计。

4.2 BIM设计应用

4.2.1 可视化应用

通过建立BIM模型，实现整体渲染漫游可视化、水厂三维设计模型可视化、移动端项目模型可视化，三位一体，全方位立体化展示净水厂各构筑物。

4.2.2 协同性应用

在线传递项目成果：项目的各参与方可以通过协同管理平台，将需要提交和传递的内容直接上传到项目相关目录下。

数据快捷检索：项目参与人员可以通过模糊查询功能，或根据日期、应用程序、更新者等多种条件检索项目文件，有效提升工作效率。

通过BIM+GIS，实现项目坐标系统定位；通过网络权限赋予，实现BIM数据对业主的远程交付。

4.2.3 优化性应用

VR演示、检查、交底：在VR中模拟人的真实身高漫游，检查设计是否合理，并进行技术交底。

实现工程量自动输出，管线碰撞报告与优化。进行图面问题分析，多专业碰撞检查共计3375处。通过族库的建立，提升设计施工效率，降低建模难度。

4.2.4 辅助深化设计

通过将PKPM计算结果导入Revit，通过参数化窗口管理构件配筋信息，生成施工图及选取构件的实体钢筋。模型精简且符合信息化理念，适用于项目整体的结构配筋。

使用ECOTECT对污水厂大型电机设备的单体进行声环境分析，采取相应的噪音控制措施（采用多孔吸声板，减震垫等）。

检查送、排风系统设计对脱水车间内的气流影响以及气流分布情况，以改进设计方案。

使用BIM+VR+AR技术进行设计交底和BIM会审，提高沟通效率超40%。

对复杂节点钢筋进行建模，协助施工方进行钢筋方案优化，有力保障了现场钢筋工程的施工质量。

4.2.5 虚拟建造

通过方案演示、样板制作、深化设计等步骤完成虚拟建造。利用漫游提前感受机房、走道等区域空间布局，同时帮助业主制作巡场路线，得到业主一致好评。提供可视化4D虚拟模型，动态展示主体结构施工阶段项目进度，检验进度计划合理性；施工过程中，利用BIM5D对混凝土浇筑的物料曲线进行合理分析，判断物料需求趋势。

项目为地下箱体，工艺设备吊装无法使用塔吊、汽车吊，只能将设备拆分或整体用叉车运输到安装部位，再用楼层内设计的电动行车安装就位；地上景观公园，地形多变，工序交叉较多，需要进行工序合理排布。通过BIM模型，完美解决上述问题。

建立高大支模、砌体施工、钢筋节点等样板，用于专项施工方案的展示和交底，相比实体样板成本大大降低。

4.2.6 降本增效

通过物料管控、多算对比等多重手段，最大程度实现“降本增效”。

4.2.7 智慧工地

利用计算机算法实现智能化全方位管控，从而达到施工优化、多方协作。

4.2.8 工艺管道预拼装

机电安装时间紧，按照传统的方式，不能够按时完成通水任务,利用revit对机房工艺管道进行分段预拼装，使分包单位能够依据分段图纸在场外提前进行管道切割，节约进场安装时间。

4.2.9 焊接口数字化放样

工艺管道管径大，并采用焊接方式代替传统三通，使用传统手绘进行焊接口放样将是一项艰巨的任务，项目尝试性的进行数字化放样，提高焊接进度和施工质量

4.2.10 移动端集成应用

使用移动端集成应用，结合云平台，实现图档管理，任务协作，动态接收现场信息，提高各部门沟通的时效性。

4.2.11 AR现场交底卡

利用增强现实平台Augment，制作现场交底卡，将机房工艺管道以AR形式进行灵活交底，及时解决现场沟通问题。

5、综合效益

本项目在项目初就制定BIM实施标准，在设计过程中通过采用BIM技术，对于设计中的错漏碰缺进行了精准的判断，发现设计图面表达不明确之处，减少各方沟通时间；提前发现设计各专业间和实际施工过程的可题冲突，提高结构质量，消除后期施工隐患；提供三维可视化技术支持,明确表达设计或深化设计意图，提高各方沟通效率；为施工方案提供技术支持，验证其合理性。

通过BIM技术，发现碰撞检测3375处，发现图纸校对问题19处，洞口预留预埋优化创经济价值约10万元，BIM三维可视化交底会议共8次，管线全专业优化约1200处，混凝土用料管控创经济价值约15万，大幅避免设计变更，提升了设计效率，提高了设计水平。

在本项目中，BIM团队通过创新应用综合性BIM解决方案，不仅节省了成本，缩短了工期，响应了国家的BIM政策，同时也实现了设计要为智慧运维做好充分准备、打造项目数字化资产的高要求。