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[分享]北京地铁16号线的BIM应用介绍
地铁，作为以公开运转为主的城市轨道交通系统，担负着城市的重要客运义务，直接影响着城市居民的衣食住行，同时，地铁系统的建立程度也代表着一座城市的繁荣水平。地铁工程，是建立行业公认的非常复杂而具有系统性的工程，具有施工环境复杂，触及专业较多，风险大，难度高，工期长等特性。而BIM技术作为建立行业科技转型与晋级的重要引擎，其应用程度一定水平上代表着企业的综合素质程度，假如可以将BIM技术在地铁施工中胜利应用并总结出可复制性的应用办法，无疑将为整个建立行业开展带来宏大的财富。
北京16号线是近两年北京地铁的重点在建项目，建成后将在效劳于中心城中心肠区的同时增强海淀山后区与中心城区的联络，改善居民出行构造，对促进海淀山后地域的开展发挥重要作用，完成轨道交通既统筹交通疏解又引导城市开展的功用。
本文将以北京16号线地铁建立为例，以城建集团对BIM的探究认知为开端，对项目实践落地应用、后期BIM应用数据成果的统计与剖析展开阐述，为后续其他项目的BIM理论提供牢靠根据。
北京地铁16号线，是北京地铁的一条建立中的南北向主干线，初次采用8卡编组A型列车，最大载客量到达3560人，北京地铁16号线稻香湖路站与中关村创新园A地块一体化工程项目(快轨公司代建范围)，位于北清路和地铁16号线稻香湖路站以北规划绿地域域，是与地铁稻香湖路站一体化的开发项目。南侧为地铁稻香湖路站和城市主干道北清路，西侧为城市干道稻香湖路，东侧跨过创新园经六路临近东埠头排洪渠，北侧为城市支路。
一体化建筑一期工程为公开建筑，共两层，修建宽度约20.52m，长约216m。公开一层为商业区，层高7米;公开二层为平常汽车库，局部战时作为核六级人防物资库，层高4.5米。在公开一层南侧与地铁稻香湖路站站厅层设置三个一体化连通口，连通口内侧空中标高与地铁站厅坚持分歧，合理引导地铁人流与商业人流，完成地铁站厅与本工程的一体化设计理念。两侧连通口可直接进入地铁站厅非付费区，中部连通口则设置地铁安检及闸机等设备，可刷卡进入地铁站厅付费区。分离连通口和商业功用空间设计三个空中采光口，改善建筑空间觉得和乘车条件。在公开一二层北侧分别预留与经六路公开后期工程的连通口，为规划中公开商业区的南北贯穿和各地块汽车库的互相连通打下根底。
该工程是一个公开两层建筑，紧邻地铁北侧地段修建，众所周知，关于地铁建立来说，车站一旦建成，临近车站30米内范围内，是无法修建任何建筑物的，假如要停止公开商业开发，最好是与地铁车站同步停止工程施工，且公开商业开发的施工范围也在本次项目部建立的围挡范围内。一体化施工伊始，地铁施工程还剩余出入口、风道、暗挖通道工程，这些工程的共同特性是作业面狭小，各工序各工种穿插作业多，施工谐和和配合存在一定的难度，假如管理不善将形成工期严重滞后，不利于本钱控制，因而，项目采用BIM技术，将建好的一体化三维模型与施工现场进度、合同、本钱、质量、平安等信息分离，肯定项目的重难点，更好的停止施工交底，现场进度控制、质量平安追踪以及本钱的管控。
项目重难点
北京地铁16号线地铁工程需求在2016年底正式投入运转，为祖国2017年献礼，因而相关的一体化工程及公开通道项目需求在一年内完工并投入运用，项目施工进度控制便成为了重点管理目的。同时，对北京城乡建立集团而言，本项目是集团的重点BIM试点项目，努力争创北京长城杯工程。本项目主要具有以下重难点：
1.工程类别多
本工程包括车站、区间的土建工程、降水工程及站前广场等工作内容，项目整体的工程量大，作业面较广，所触及的工法工艺多样。
2.管理难度大
工程施工时间较长，掩盖范围广，所触及的工种多，专业分工巧，调用大量不同工种停止长期施工，在无形中增加了施工管理的难度。
3.施工过程中将面临三多一少
即作业面多、风险源多、质量控制点多，在施工区域内能够应用的施工场地少。
4.施工质量请求高
工程请求质量等级到达合格、分项工程验收合格率100%、分部工程合格率100%、优秀率95%，积极展开创立平安文化规范工地的工作。
项目应用目的
1.技术目的：
主要对BIM技术停止应用研讨，基于目前国内逐渐成熟的广联达BIM5D软件管理平台，对地铁施工过程停止精密化管理，包括模型搭建及管理、现场三维场地布置优化管理、钢筋工程管理、现场协同进度、质量、平安管理、工程量统计等探索应流程，探究应用价值。
2.管理目的：
施工BIM的及时应用落地，经过前期的探究和价值研讨，将可以为现场带来实践价值的BIM应用点落地理论，为项目上带来实在可行的BIM管理方式。
3.人才目的：
成熟BIM技术的应用推行，在技艺及人才双方面培育的根底上，为集团及地铁项目部保送成熟的应用办法及具有BIM专业技艺的技术型人才。
BIM应用计划
(一)BIM应用筹划/计划
1.应用阶段筹划：
施工准备阶段、施工阶段、完工阶段
2. BIM应用筹划内容
明白施工阶段BIM应用目的，对施工过程中BIM应用的详细操作流程、协同流程提出了设想，对BIM应用的效果作了明白请求。从初期的模型搭建、动画制造、模型渲染以及后期的BIM平台应用等方面，对项目的平安、质量、进度、本钱等停止全方位管理。
3.应用点筹划：
(二)BIM组织架构
早在2013年，北京城乡建立集团有限义务公司及北京城乡建立集团根底设备工程总承包部紧追时期步伐，成立BIM技术工作指导小组，组建BIM管理组织架构，应用BIM技术停止施工管理并普遍应用。在本项目展开施工时，就引入了BIM人才担任现场的BIM应用探究及理论，为后续推行BIM技术打下坚实的根底。其BIM组织架构如下：
▲组织架构框架图
▲成立文件表示图
(三)软硬件配置
1.软件配置
2.硬件配置
BIM应用过程
(一)BIM5D之模型应用
1. 基于地铁施工的BIM模型树立
建模流程：明白目的→明白建模细度规范→任务分工→专业协同→创立各专业模型→汇总整个项目模型→模型验收
依据施工过程和构造特性，经过广联达BIM5D软件搭建满足应用需求的基坑支护模型、基坑土方开挖模型、建筑模型、构造模型、钢筋模型、三维场地模型、场站及绿化模型，为后期施工奠定根底。
▲模型效果图
2. 基于模型的图纸深化设计
经过三维模型将二维图纸可视化，大大进步了相关人员的读图、识图才能，进步了基于图纸的沟通效率。此外，在三维模型树立的过程中，工程师可以及时发现图纸存在的不合理及碰撞等问题，在建模时与相关方沟通并处理问题，防止二次施工。换个角度说，三维建模的过程是一次图纸检查的过程，可以有效俭省工期、节约本钱。
对依据施工图创立的模型碰撞检查和遨游，提早发现错误和碰撞点并提出深化设计计划。例如主梁和次梁的标高问题、底板回填和柱墩标高问题、钢筋间距和直径问题等普通性错误经过遨游十分容易辨认出来。
▲模型整改前后比照图
▲模型图纸会审记载表
3. 基于BIM模型的计划论证和技术交底
借助BIM技术停止三维场地布置，主在处理设备安顿、资料堆放、设备进场、生活区布置等二维图纸难以处理的问题，并经过BIM模型停止场地布置工程量计算、施工场地布置资产管理等，从而促进平安文化施工、保证施工方案的执行、有效控制现场本钱支出。
基于BIM模型的三维场地布置，可以在设计之初思索施工过程的资料以及机械设备的运用状况、资料堆放状况等要素，经过场地遨游细化现场场地布置的细致位置图、模仿各个计划的实践运转及本钱状况，如：在施工过程中的场地狭小区域，容易产生大量的二次搬运，用小车或人力对资料停止二次或屡次搬运会产生大量的二次搬运费用，增加项目的本钱支出。传统的2D平面图常常由于可视范围有限，需求多张图纸配合才干看分明某个构件的细致位置与结构，并不直观，增加工作量不说还降低准确度，难以预测哪些狭小区域可能会形成的人力、财力本钱损失，而经过广联达BIM5D停止三维场地布置及遨游，项目管理层可以直观地看到各个计划实践运转的优劣处，进而选择最优的场地布置计划，同时，优化后的计划构成的三维模型可以为现场工人交底提供根据，愈加形象详细。
▲现场平面布置图
▲现场三维场地模型
4. 基于BIM的深化设计、优化施工计划
传统2D图纸做设计深化时,主要依托设计人员的个人想象与施工经历，很难思索到各专业构件间的碰撞，容易形成疏漏。在应用广联达BIM5D停止深化设计时，可将设计中不同专业构件的碰撞直观地反应给设计人员，自动生成检查结果报表，便于项目各参与方停止及时沟通与谐和，减少设计变卦，间接减少现场返工，缩短工期。
本项目中为了优化现场的施工计划，借助模型可视化的特性，将现场的程度施工位置、一体化与车站接口施工位置及后浇带、环向施工缝位置停止了肯定，同时对施工区域的划分和流水段划分方式停止了调整，使其更契合现场施工。
运用BIM技术后，能够对已建的BIM模型停止参数化计算与编辑。BIM模型所具备的联动性是传统2D图纸所不具备的，只需求点击鼠标，广联达BIM5D就能够自动计算报表，即使是模型有变化或者修正，计算结果也会依据联动关系重重生成计算结果，校正设备参数复核计算的结果，为设备选择型号提供根据，减少算量和工作量，并进步数据准确性。
5. 基于BIM钢筋三维模型施工指导
钢筋作为支撑整栋建筑的中心构件，量大且构造复杂，在实践搭建中难以防止碰撞等问题，现场屡次调整图纸和施工节拍是对项目部人力、工期的极大糜费。本项目经过输入钢筋的称号、直径、强度等级、品种等参数，添加用于控制的颜色和编号等要素，搭建了三维钢筋模型，为施工准备阶段提供可视化的交底模型，形象化展现钢筋绑扎及节点状况。在交底阶段即可检查出局部错误，减少实践施工中的错误，降低人为的操作失误，直接提升施工效率，节约本钱与工期。
例如：在实践施工中，梁柱节点钢筋、箍筋等钢筋的搭接与摆放常有问题产生，钢筋模型的可视化特性能够为钢筋的摆放与绑扎提早做好准备，防止呈现明显错误。相关于在施工过程中暂时调整的做法，在施工准备期尽可能多地纠正钢筋搭接与摆放的问题无疑是项目部最优的选择。
▲钢筋审核节点图
(二)BIM5D之现场应用
1. 基于广联达BIM5D的进度管理
在施工前期，项目组特地设立了BIM5D专职人员，学习和操作广联达BIM5D软件，将工程进度与各类BIM模型停止关联，完成进度方案模仿。现场技术人员能够依据模仿结果优化施工工序排布。详细的进度管理流程如下图所示：
在现场施工过程中，消费经理依据现场实践施工进度，每周录入一次实践进度。经过方案进度与实践进度的比照，消费经理能够直观地理解施工进度，查看工程能否按期停止，如有异常可直接查看不同时段施工进度状况并剖析缘由，为保证后续工期做出恰当调整。
▲方案进度和实践进度比照
为保证施工进度正常停止，很多项目相关方都需求对施工工期有一定水平的理解，以往主要以周例会、月例会的方式，经过消费经理以书面方式和口述方式停止项目引见，而项目各相关方无法实时获知进度状况，并对项目工期有深层的感知。为了让更多人理解项目进度状况，消费经理能够借助广联达BIM5D停止施工模仿，将进度模仿截图以进度照片的方式上传至云端，直观地呈现不同时段整体工程的施工进度，同时，项目各相关方可经过不同端口停止实时查看现场进度状况，如下图所示：
▲进度反应状况记载
2. 基于广联达BIM5D的质量平安追踪及统计剖析管理
在传统形式下，项目现场质量平安问题的管理，由项目部质检人员和平安员到现场停止检查，针对发现的问题提出整改倡议，口头交代或者发到微信群里，有时只要特别需求记载的问题才会整理到施工日志或整改单中，很可能由于转述不精确、聊天音讯过多、遗忘等人为缘由，招致局部问题无法得到及时有效的处理。由于传统的问题沟通与记载方式存在缺陷，后期义务常常不可追溯，扯皮现象不时。
▲传统的质量平安问题记载方式
在采用广联达BIM5D的状况下，项目质检人员及平安员抵达现场、发现问题后，需求经过手机上传到云端。在上传的过程中，将问题分门别类、图文分离、细致叙说并将义务分配到人，到达质量问题可记载、可查询、可汇总、可追溯的目的。
需求整改的施工人员将会实时收到质量平安问题提示，并需求按时整改问题，在整改后及时上传整改结果照片及描绘。同时，项目管理层可随时随地经过Web端、PC端、手机端停止问题的调取和阅读。一个施工平安问题经过上述过程和管理层审核经过前方可结案，这就使得现场施工方到项目管理层多方联动、按时按质整改问题。此外，“三端一云”的应用完成了多种问题的存档与实时查阅，让质量平安问题的处理流程透明化、直观化，为项目胜利保驾护航。
▲手机端 操作流程
▲Web端 统计展现
在施工后期，整个工程进度中实时积聚的质量平安问题将发挥其更大的价值。项目BIM人员将对整个施工过程中已发现并记载的问题停止整理并汇总，对不同施工类别、不同施工阶段的问题数据生成剖析成果。借此，可直观地获知本项工程在施工中的主要问题及次要问题归属、影响工期的主要要素等，查漏补缺，为后期项目公开通道施工的质量及平安问题交底提供根据。
▲质量平安问题统计图
3. 基于广联达BIM5D的资料本钱管理
在传统的项目管理中，资料本钱管理主要有两大弊端：(1)资料本钱控制主要依托限额领料来完成，但额度的制定假如没有统一的规范，就无法权衡资料用量的合理性与准确性;(2)资料物资的耗费主要靠人工统计，工作量大，容易存在人为误差，且难以与项目施行同步。
采用广联达BIM5D停止管理可躲避上述问题。每天及时录入各种资料的实践用量，即可按构件同步生成实践用量和理论用量的比照表，完成项目部对资料耗费的实时剖析，便于找出超越正常损耗量的施工部位和相应构件，剖析资料损耗缘由，为制定节材对策提供准确可依的数据支持。此外，在后续的施工过程中，能够防止发作同样的超额资料损耗，优化工程本钱管理工作形式，为后期项目施工发明可复制的经历。
▲物资提量流程
BIM应用总结
本项目的承包单位为北京城乡建立集团有限义务公司，该企业多年来累计创立鲁班奖、大禹奖、詹天佑奖等国度级奖项29项，北京市长城杯优质工程434项等，市优工程率居全市同行业抢先位置。取得了“全国工程质量管理先进单位”、“全国优秀施工企业”、“全国建筑业技术创新先进企业”、“全国重合同守信誉”等荣誉称号。
北京城乡建立集团有限义务公司根底设备工程总承包部，是北京城乡建立集团有限义务公司的分公司，先后创立8项长城杯工程。已竣工地铁有4号线马家堡站、10号线丰台站、6号线草房站、10号线14号线换乘站西局站，在建地铁有8号线、16号线隶属、7号延线、新机场线等。经过此次北京16号线建立过程中对BIM技术的理论与探究，公司取得了诸多实践效益与管理经历。
(一)实践效益
1. 在建模初期，发现施工图纸问题共计112处，完成基于模型的图纸会审工作15次，经过前期模型深化设计调整，节约返工本钱共计约千万元。
2. BIM应用获得的主要效果：
● 可视化技术节约与各方谐和联络的时间约10天，与传统作业方式比拟，时间节约1%;
● 节约资料的价值为131.2万元，与传统作业方式比拟，资料节约2%;
● 缩短工期约54天，与传统作业方式比拟，工期节约6%;
● 俭省的建造费用总额为455万元，与传统作业方式比拟，建造费用节约3%。
●与业主、设计、监理等各方的沟通、谐和时间节约20%，汇报资料制造时间俭省半小时，工作效率进步10%。
3. 经过广联达BIM5D“三端一云”停止数据共享和集中剖析，完成现场施工的质量、平安问题跟踪管理、构件跟踪管理和进度跟踪管理，优化了项目工作流程与管理形式。
4. 经过地铁施工BIM技术的实践应用，项目培育了各专业建模人员、动画制造人员、模型渲染人员以及整体谐和人员7人左右。
5.地铁16号线03标的BIM课题《应用BIM技术提升地铁土建施工管理程度》经过层层选拔，荣获中国建筑业协会 “第三届中国工程建立BIM大赛”单项奖二等奖。
(二)计划总结
经过本次地铁项目BIM应用，制定了Revit建模制图的关键规则，构成契合地铁施工的精密化建模请求，为公司提供可自创的成文计划。
▲Revit建模制图的关键规则
(三)应用心得
1. BIM技术是建筑业信息化的主要手腕和开展趋向，施工企业推行应用BIM有助于提升企业市场竞争力。
2. 广联达BIM5D是近年来国内BIM技术开展的重要成果和中流砥柱，施工企业应用BIM5D大有可为。
3. BIM技术面临开展成熟期和技术天花板，创新箭在弦上。
4. 运用广联达BIM5D，能够预测季度、月度、周所需的资金、资料等状况，提早发现问题停止改良，对整个施工过程有着很好的指导意义。
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