【金标杯】第三届金标杯优秀作品巡礼：鲲鹏展翅，剑指世界一流科学城 ——张江“科学 ...

鲲鹏展翅，剑指世界一流科学城 —张江“科学之门”BIM技术综合应用

谢天璞

上海建工集团股份有限公司

01项目概况 

1.1 项目简介

项目位于上海市浦东新区张江科学园区北部副中心核心区；占地面积约4.38万平方米，总建筑面积约47万平方米；56-01地块包括160米的型钢混凝土框架 + 钢筋砼 核心筒甲级办公楼、100米的钢结构框架 - 支撑结构体系 酒店及钢框架配套商业裙房；57-01地块包括一栋320米的型钢混凝土框架 + 钢筋砼核心筒甲级办公楼及配套的钢框 架商业裙房。

1.2 工程重难点分析

深基坑：基坑离地铁最近仅15米，最大开挖深度逼近 24 米；

超高层：项目包含一栋320米超高层塔楼，施工难度大；

大体量：建筑面积为47万平方米，总承包管理难度大；

人员多：采用总承包管理模式，分包数量众多，协调难度大。

02实施策划 

2.1 采用BIM的原因

1、主合同要求，准备全生命周期使用BIM技术进行项目管理；

2、设计阶段采用BIM进行正向设计，尽量减少施工阶段的图纸问题；

3、施工阶段采用BIM技术进行全方位管控，使用BIM提高施工图、施工方案深化设计效率及质量；

4、新型总承包管理下BIM专业间协同，减少专业间碰撞，减少返工，尽可能减少浪费；

5、提高项目总承包管理效率，探索基于BIM的新型总承包管理模式； 

6、准确的施工BIM模型为项目后期运维做准备。

2.2 BIM标准化实施

本项目以《陆家嘴BIM技术应用管理标准》为项目BIM应用准则，制定施工BIM实施方案，明确项目各专业间BIM实施细则及要求。

2.3 组织架构

项目团队由四个层级组成：公司决策层、项目管理层、 项目执行层、项目实施层，各参与方围绕BIM模型开展协 调和交底工作。

2.4 BIM例会制度

总承包BIM团队每周组织业主及各分包召开项目BIM例会，同时参与项目各条线各分包会议。每周实时把控工作 进度及后续工作安排。

2.5 软件选用

选择数据管理能力出色、数据接口统一，在建筑暖通、给排水、电气、管线综应用成熟的Autodesk Revit2016三维设计软件；项目施工进度模拟展示方面，使用三维设计数据集成度高、软硬空间碰撞检测成熟的 Navisworks  Manage 2016专业设计应用软件；钢结构建模使用Tekla 20软件。

03综合应用

3.1 标准化实施

3.1.1. 构件标准化总包BIM团队负责本项目构件库的制作准备，包含三 维常规构件、二次招标单位构件制作、二维注释图标构件准 备等。 

3.1.2. 设备库标准化

机房深化前，构建机房设备库，可以包含大量的构件 信息及厂家信息。 

3.1.3. 实施标准化 

搭建机电专业BIM正向设计模板，包含常用管线命名、系统分类、单系统模板等。 

3.1.4. 出图标准化

前期与审图公司协调，明确机电深化各项图纸制图要求及标准。 

3.2 深化设计管控

3.2.1. 设计交底 

项目采用正向设计的工作模式，初期总承包BIM介入， 与设计 BIM 团队协调，在交底前对设计BIM成果进行审查 且共同完成修改工作。 

3.2.2. 碰撞净高分析 

利用BIM软件检查空间碰撞点、识别最低净高控制点位，出具BIM分析报告，并及时反馈协调。

 3.2.3. 机房深化 

针对机房设备的布局、管线的安装、物业人员的操作动线等几大方面，基于机房BIM模型开展机电深化工作。

3.2.4. 钢结构深化 

本项目钢结构存在斜柱、双 H 组合构件、环带桁架 等超重、异形构件。斜柱倾斜角度最大 76°，单根重量 25t，双H组合钢柱最大分段重量达34t，构件安装精度控 制难度大。利用BIM深化设计，确保一体化施工质量。

 3.3 施工配合

 3.3.1. 基坑剖析 

基坑距地铁13号线最近仅15米，且地铁结构设施 绝对沉降量及水平位移量≤ 20 毫米，保护要求高。总承包 BIM 团队基于施组对围护、支撑、格构柱，栈桥、等模型 进行深化。

 3.3.2. 坡道深化 

搭建坡道节点模型，助力项目部进行可视化协调。

 3.3.3. 配合安装交底

基于BIM成果形成机电管线综合排布及机电安装交底 文件，配合安装单位施工员做现场交底。 

3.3.4. 地下车库环境虚拟仿真 

结合机电深化成果对地下车库的标识设计与功能性规 划进行辅助，在地库标识设计前期为业主对停车场的容量与 停车位的优化提供更为合理的布局。 

3.3.5. 钢结构吊装方案模拟 

项目结构为钢框架 + 型钢混凝土 - 框架核心筒结构， 用钢量大，在钢结构深化完成后，通过方案模拟预演现场吊 装及安装焊接效果。

 3.3.6. 现场质量巡检

 通过移动设备将模型带至施工现场，利用三维软件与 现场实体结构进行关联，在施工巡检过程中，与现场实际安 装情况进行对比，查看各管线尺寸、标高、长度等信息，辅 助质量管控，大大提高管理水平。

 3.3.7. 临水临电施工模拟通过BIM模型助力策划320米塔楼临水临电的布置方案，过程中不断优化，对后续水电永临结合的布局起到了至关重要的作用。

 3.3.8. 分区施工进度管控

分坑分区采取进度模拟管控预演，帮助项目部更为精准的对于后续施工情况进行把控及调整。

3.3.9. 基坑监测及点位部署

项目涉及深基坑工程，且距地铁线路15m，对于地块的沉降检测极其重要，通过对基坑模型监测点位进行布局， 可筛选基坑分区，查看监测点变形趋势，及时掌握基坑沉降信息。 

3.4 工程策划

3.4.1. 钢平台爬升体系剖析

钢柱筒架交替支撑式液压爬升整体钢平台模架全貌展示。 

3.4.2. 塔冠施工策划

基于BIM模型对320米塔冠钢结构施工深入分析， 包括塔冠安装的总体思路、塔冠施工顺序、临时支撑的安装 及拆除、塔冠顶部大型塔吊的分级拆除、塔冠影响区域的后装等提供指导性意见。

3.5 协同管理 

3.5.1.BIM协同

机电专业问题由总承包BIM牵头，与安装单位内部协调；涉及多专业问题及设计院修改的内容由项目部牵头，内部协调过后反馈给甲方。 

3.5.2. 协同平台

平台支持数据分析优化管理，协助各单位各专业工程 师在协同平台上开展高效的协调工作。

3.5.3. 智能门禁及监控部署 

本项目采用上海建工集团劳务实名制 / 智能门禁系统 部署方案，工人进出现场，人脸识别考勤，统计结果同步反 馈至管理部门；并设立 24 小时监控中央控制室，对现场的 安全生产和施工情况进行保障和掌握。

04应用效益

4.1 工程效益

4.1.1. 安装管线综合优化预留预埋通过BIM深化与原结构预留图纸对比，减少二次开洞、 现场返工的同时降低因错误下料及返工造成的材料损耗。 

4.1.2.BIM指导现场施工样板

项目利用BIM技术，采用样板引路先行制度，指导现场施工，减少损耗材料，节约资源。

4.1.3. 管线综合管线优化排布 机电综合优化，减少现场管线碰撞和返工，提高工作 效率，节省工期；并通过优化空间，为业主争取了车位，提 高空间利用率。

4.1.4. 总平面布置方案对比优选 针对施工场地、道路、堆场以及塔吊等施工机械的布置， 合理规划，以满足现场施工需要，以提高施工效率为原则进 行总平优化。 

4.2 总结、思考和展望

4.2.1. 总结

通过BIM技术及协同平台的综合运用，大大提升了施工总承包对于项目各个专业、各个条线工作的整体把控能 力。

4.2.2. 思考

既要确保高峰期现场1600人同时施工作业的有序推进，又要保证本项目无疫施工、无阳施工，总包防疫工作与 基于 BIM 技术的信息化人员管控的结合迫在眉睫。

4.2.3. 展望

满足建筑施工过程中 BIM 技术服务的同时，如何实现科技之城的精细化运营维护管理，将成为该项目竣工前夕的 一大挑战。