【案例】市政项目BIM应用全方位解析

发布时间：2017-07-14 03:28 来源：湖南建工BIM中心作者：未知 QQ群：567366607

随着房建工程领域BIM技术的兴起，市政行业也投入到BIM应用热潮中。2017年1月13日，交通运输部发布了《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》,鼓励BIM技术在设计施工中的统筹应用，将BIM技术作为考评指标，加强项目建设管理，降低施工成本。越来越多市政工程在经营、生产、创优过程中应用BIM技术，BIM已成为市政行业大势所趋。

鉴于集团近年承接市政基础设施项目居多，为快速壮大集团市政BIM人才队伍，加强对市政项目的精细化管控，集团BIM中心统一安排2017年度第二期市政BIM培训学员进行为期10天的项目实践建模，明确项目负责人牵头。集团BIM中心提供全过程技术指导，并要求10天内完成模型的建立及项目BIM应用方案文本编制。

一、人员分组

二、项目BIM模型展示

中山市翠亨新区马鞍岛环岛路工程

中山市翠亨新区马鞍岛环岛路工程全长约21公里，总投资26亿元，工期三年，施工范围主要包括：道路工程、交通工程、涵洞工程、给水工程、排水工程、照明工程、绿化工程。

坪塘大道南延线道路工程

塘大道南延线北起环湖路，向南延伸后与花扎街大道、万家丽路相交，终至规划九十路,路线全长3.321km。设计范围包含环湖路至万家丽路段横向规划道路交叉口预留范围，但绿化工程本次设计仅做道路规划红线范围内绿化设计。本次实施的一标段工程范围为：K0+000~K0+880段，全长880m。

郴州市北湖机场大道工程

郴州北湖机场大道全长2080米，路幅宽30米，采用双向六车道，设计车速60km/h，为郴州市主干道路。项目总投资额2.2亿元，工期一年，由集团总公司华西工程局施工，施工内容包含道路工程、排水工程、交通工程、绿化工程、照明工程等。

张家界武陵山大道工程

张家界武陵山大道城区段全长约9.975km，主路幅宽60米，按主辅车道布置，双向10车道。城区段总投资额10.9亿元，建设期2年，运维期8年，由集团总公司华西工程局施工，施工内容包含道路工程、桥梁工程、排水工程、交通工程、绿化工程、照明工程等。

芙蓉大道（二期）武广客运专线工程

芙蓉大道（二期）武广客运专线共线段路线全长5.477km。主路设计速度采用80km/h,辅道设计速度采用40km/h。道数采用2（辅道）+6（主道）+2（辅道）。本工程范围内设有7座分离式立交交叉跨越相交道路及向东渠，设有2座中桥跨越紫金河及紫金河支流，共9座桥。

龙山县果利河综合整治工程

龙山县果利河综合整治河段全长14.5km，项目静态投资5.83亿，建设总投资6.15亿，施工内容包含：防洪工程（含河道整治）、排涝工程、水利生态景观工程、管线工程、交通工程、照明工程、绿化工程及其他附属工程。

三、市政BIM应用方向

1. 工程量比对

BIM工程师根据《市政工程工程量清单计价规范》要求拆分建模，完成所有专业模型的建立，导出模型工程量，再分别与图纸工程量及清单工程量进行比对，找出偏差项目。以郴州北湖机场项目为例，经工程量比对结果如下表：

2. 组价优化

BIM工程师通过建模，熟悉了图纸及工艺，BIM商务工程师对计价文件商务部分清单子目进行查看，可以发现子目不合理部分，按照工程量清单或施工组织设计提出组价优化建议。

3. 形象节点产值报送

传统产值报送时，由于预算员水平参差不齐，组价不合理、不统一存在审计风险，导致利润流失严重，BIM工作站通过协同商务人员，在各关键形象节点，依托统一的BIM模型，通过结合施工方的进度计划及计价文件，编制形象节点产值表，连同收集汇总好的合同外工程量或签证变更资料后进行产值申报。形象节点产值表的编制，对内经按施工合同下浮作为向甲方申报进度款的资金依据。

4. 材料管控

在项目生产成本费用构成中，材料所占比例最重，材料管理是项目管理中的重中之重，加强材料管理，降低材料消耗是控制工程成本最重要的手段，对项目的盈亏起着决定性影响。

根据工程材料的特点，对需用量大、占用资金多、专用或备料难度大的材料，要进行严格管控，必须严格按照设计施工图及BIM模型，逐项进行认真仔细的审核，做到规格、型号、数量完全准确。

材料的精细化管理一直是项目管理的难题，施工现场材料的浪费、积压等现象司空见惯，运用BIM模型，结合施工程序及工程形象进度周密安排材料采购计划，不仅能保证工期与施工的连续性，而且能用好用活流动资金、降低库存、减少材料二次搬运。同时，材料员根据工程实际进度，方便的提取施工各阶段材料用量，在下达施工任务书中，附上完成该项施工任务的限额领料单，作为发料部门的控制依据，实行对各班组限额发料，防止错发、多发、漏发等无计划用料，从源头上做到材料的“有的放矢”，减少施工班组对材料的浪费。

利用 BIM 模型快速、准确地拆分、汇总并输出任一细部工作的消耗量标准。材料员根据工程实际进度，提取施工各阶段材料用量，在下达的材料计划单中，作为材料部门的控制依据，施工完成以实际工程量与模型量对比，及时对偏差部分进行纠偏分析。

5. 场地分析

项目路段长，建设周期长，施工现场布置合理化是确保施工进度正常进行的前提。现场通过三维场布软件将施工现场事先进行虚拟布置，提前将生活区、作业区、现场材料堆放区、加工区、临时道路等进行合理的规划，可以直观的反应现场整体情况，减少施工过程施工用地及材料运输调配、安全隐患等，保证施工现场临时道路、设施布置合理，减少临时设施的投入，方便整个施工过程中施工管理。

‍6. 进度推演优化施工组织

利用BIM5D软件实现模型与施工进度的关联。项目人员可结合现场施工进度对数据库数据进行实时汇总，实时查看现场任意节点的施工进度。商务人员依据现场施工进度，结合实时5D模型，导出已完成工程量的实时计价清单。管理人员可以依据5D进度模拟对班组进行进度交底。

芙蓉大道（二期）武广客运专线工程进度模拟

实施流程：

(1)将建立的 BIM 模型导入Naviswork，给3D模型附加以时间维度，构成4D 模拟动画。

(2)通过虚拟建造，检查进度计划的时间参数是否合理，即各工作的持续时间是否合理，工作之间的逻辑关系是否准确等，从而对项目的进度计划进行检查和优化。

(3)在虚拟的环境下发现施工过程中可能出现的问题和风险。

(4)针对问题对模型和计划进行调整和修改，进而优化施工计划。

7. 施工工艺可视化交底

建筑项目在建造过程中需要花费大量的人力物力去完成，一项大型高难度技术项目在建造前就需要做足充分准备，从各方面考虑在施工中会遇到的难题并给出解决方案。通过将项目施工工艺做成动画，将建筑与动画相结合，通过动画演示出完整施工过程，活灵活现的将施工工艺模拟出来，让施工人员全面了解施工过程，保证施工质量，确保施工计划有序的执行，避免危险事故的发生。

(1)施工作业范围及工作面划分。

(2)重难点施工部位施工方案模拟与优化（边坡防护、路基填筑、软基处理、顶管施工、桥梁施工）。

(3)施工工艺及技术交底可视化：将重点工艺制作成工艺卡、视频，建立二维码信息库，并将二维码张贴在现场，供管理人员和作业人员随时扫描查阅。通过BIM技术结合施工作业指导书、施工仿真动画，快速地表达施工步骤，可大大减少误读，避免质量问题、安全问题，减少返工和整改。

郴州北湖机场大道高挖方施工工艺模拟

8. 土方平衡优化

施工前根据项目地勘资料钻孔直方图，建立不同地质层结构三维地质模型。根据道路横纵断面设计生成设计道路模型，对各桩号或工区段挖填方量进行计算，输出土方施工图，使土方总运输量最小或土方运输费用最少，便于施工，同时可辅助隐蔽工程成控及对外产值报送。若已有图纸资料勘测点数量较少，建成的地质模型无法支持土石方精算，则BIM工程师可依据土方隐蔽验收记录，完善地质模型，将土石方工程量分类导出，作为结算依据。

9. 质安协同管理

通过BIM5D手机端，采集现场影像数据，建立现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料，与BIM模型实时关联，与桌面PC端、项目看板WEB端协同作业，快速将现场质量、安全等问题直接反映到项目管理层，达到多维度、高效、实时解决问题的作用，避免质量及安全隐患。

10. 工程资料管理

基于BIM技术的施工档案资料协同管理平台，将施工过程管理、项目竣工和运维阶段需要的资料列入BIM模型，实现高效管理与协同。可实现文件在总包管理人员、总包与监理或业主之间的线上流转和审核同时对任意工程构件链接与之相关的文档，如图纸照片会议纪要、变更文件，方便管理人员快速对信息进行管理。

11. 软基检测

环岛路项目全部路段都为软基处理，施工过程中及完工后均需要进行软基监测。软基沉降监测采用沉降板，位移监测采用测斜管和边桩。施工前应充分了解施工图纸，结合施工现场条件合理布置监测位置，并取得初读数。

施工中，利用BIM技术建立软基监测模型，布置好检测点，用于指导监测点现场实施。在BIM三维场景中，可根据施工需要选取区域内模型的静态数据进行查询和定位。根据实际应用需要，提供距离量测、坐标和标高输出等辅助功能。

基于BIM技术的施工优化，将非常有利于保证软基处理工程项目的顺利实施，把软基处理施工的风险减小到最低程度，从技术上保证方案的优化，对软基处理的施工将起到关键性的作用，软基处理信息化施工也将近一步的提高。

四、市政BIM应用总结

参加本次市政项目实践培训的人员均来自项目一线，有丰富的实践经验，但并不熟悉BIM。通过本次培训，学员能熟练运用BIM，在短时间内完成了模型的建立、BIM前期策划及项目BIM应用方案的编制。重回项目现场后，能将施工与BIM技术结合起来，随施工进度展开BIM应用，实现BIM的工程技术价值和项目管理价值，使BIM在市政领域的应用实现突破。