BIM技术施工方案设计设计.docx
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BIM技术施工方案设计设计
14.BIM技术施工方案
14.1.BIM技术概述
根据招标文件要求，对地铁13号线官湖车辆段及盖上地块项目一期施工总承包及总承包管理配合服务标段一施工采用BIM技术实施。
BIM是建筑信息模型技术（BuildingInformationModeling）的简称，是一种建筑全生命周期信息化管理技术，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图五大特点。
通过BIM进行虚拟建造、虚拟验收等，能有效减少现场签证和变更、提高工程质量；方便建设单位优化施工筹划、缩短工期、控制投资；并可在工程竣工后，根据竣工建筑信息模型，提供三维可视化信息档案，方便建设单位进行日常人员培训、设备管理。
建立以BIM应用为载体的项目管理信息化，提升项目生产效率、提高工程质量、缩短工期、降低建造成本。
具体体现在下列几个方面：
（1）三维渲染，宣传展示
三维渲染动画，给人以真实感和直接的视觉冲击。
建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础，大大提高了三维渲染效果的精度与效率。
（2）快速算量，精度提升
BIM数据库的创建，通过建立5D关联数据库，可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。
由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。
（3）精确计划，减少浪费
施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。
而BIM的出现可以让相关管理人员快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确的人员、材料、机具计划提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。
（4）多算对比，有效管控
管理的支撑是数据，项目管理的基础就是工程基础数据的管理，及时、准确地获取相关工程数据就是项目管理的核心竞争力。
BIM数据库可以实现任一时点上工程基础信息的快速获取，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，进货分包单价有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。
（5）虚拟施工，有效协同
三维可视化功能再加上时间维度，可以进行虚拟施工。
随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、业主方都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。
这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少工程质量问题、安全问题，减少返工和整改。
（6）碰撞检查，减少返工
BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。
最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。
（7）冲突调用，决策支持
BIM数据库中的数据具有可计量的特点，大量工程相关的信息可以为工程提供数据后台的巨大支撑。
BIM中的项目基础数据可以在各管理部门进行协同和共享，工程量信息可以根据时空维度、构件类型等进行汇总、拆分、对比分析等，保证工程基础数据及时、准确地提供，为决策者制订工程造价项目群管理、进度款管理等方面的决策提供依据。
14.2.BIM技术实施方案
14.2.1.建立组织机构
BIM组织结构图
根据招标文件要求，公司结合项目实际情况，从公司BIM团队抽调三名具备丰富的BIM技术运用技能和实战经验的骨干成员组成项目BIM工作小组，由其中一人担任BIM技术负责人，由项目技术负责人担任BIM总负责人，组织和领导BIM工作小组日常工作，并配备各专业BIM技术员配合BIM工作小组日常工作。
14.2.2.工作流程
为了让项目BIM工作小组切实、高效地运行，为项目的施工阶段更好地服务，为建设项目目标的实现和达到为项目增值的目的，本项目BIM工作小组专门制定工作流程并严格按照工作流程图开展日常工作，由项目经理负责监督和考核。
BIM工作流程图
14.2.3.工作任务分工
团队协作能克服工作困难，明确的任务分工能让团队有条不紊的运行，本项目BIM工作小组根据实际工作情况，作如下分工：
工作人员
工作任务及职责
BIM技术负责人
负责应用BIM技术对建设项目进行施工管理的全面领导工作。
负责制定本工程BIM应用的任务计划，组建任务团队，明确职能分工。
负责组织相关BIM技术人员熟悉了解本工程的合同、各专业图纸和技术要求。
根据本工程实际情况，组织制定切实可行的深化设计方案。
参与业主、监理、BIM总包等单位的讨论、协调会议。
组织项目部管理人员、BIM任务团队对本工程的BIM方案进行评审，确定具体实施方案。
按照《BIM技术应用标准和流程》、评审确定的方案组织BIM任务团队建立和优化本工程的各专业模型。
BIM技术应用跟踪总结管理，组织编制工程竣工总结报告。
BIM技术员（骨干）
协助项目BIM技术经理的日常管理工作。
熟悉了解本工程的合同、各专业图纸和技术要求。
根据本工程实际情况，参与制定切实可行的深化设计方案。
参与本工程的深化设计前的方案评审及模型交付前对模型的综合评审。
负责本工程施工方案深化建模、施工方案比选评审、编制相关技术文件等工作。
根据模型交付前的综合评审意见和建议，组织对工程模型图纸进行修改，并组织将修改后的BIM模型按照需要分专业转换成平面图、立面图和剖面图等用于指导施工的图纸。
负责组织办理图纸移交和技术交底。
对本工程建设的全过程进行跟踪，对BIM模型进行同步维护，对施工过程中出现的变更及时做出更新处理，始终保持BIM模型为最新版本。
各专业BIM技术员
负责对本工程建设的全过程进行跟踪，并对BIM模型进行同步维护。
及时将图纸交相关方签字确认，并负责进行样板段、样板间施工技术交底。
根据签字确认的图纸，与项目部管理人员一同指导班组对样板段、样板间进行施工。
样板段、样板间通过验收，负责将图纸分发给施工班组（有旧版图纸则应及时收回），同时做好施工技术交底，指导施工人员按图、按样板段、样板间施工。
对施工过程中出现的变更，应及时报BIM技术负责人批准，批准后及时对模型和施工图做出更新处理。
始终保持BIM模型为最新版本。
始终保持项目管理人员和班组手上的施工图纸为最新版本。
每天须到施工现场实地查看了解施工作业情况，收集各方意见和建议；对不符合BIM应用的施工应予以记录，并及时与现场管理人员沟通，找出原因和解决办法。
撰写BIM技术日志，记录每天施工的进展情况，相关各方对图纸的讨论、意见和建议，图纸的变更、更新、发放、回收等有关情况。
14.2.4.软件配置
根据招标文件要求、公司BIM团队要求以及项目实际情况，项目部拟配备如下软件以满足日常工作需要：
软件名称
功能及用途
版本
Revit
BIM模型数据读取、深化设计建模，数据导出等
2018
Navisworksmanage
BIM模型查看及施工过程模拟、方案实施模拟、施工进度管理、质量安全管理、资源配置管理等
2018
Civil3D
地形模拟，道路建模等
2018
CAD
平面图形查看与设计、绘制
2010
PKPM施工系列软件
专项施工方案文本的编制
2012
MicrosoftofficeProject
编制施工进度计划，配合navisworksmanage实现施工4D模拟
2010
word
文本文档的编辑与整理
2010
excel
表格的编辑与整理
2010
PowerPoint
幻灯片制作与运用
2010
Photoshop
图片的处理与编辑
CS6
3dsmax
图片的渲染与效果模型的制作
2014
AdobeAfterEffects
视频文件的编辑、整理以及渲染
2018
14.2.5.基于BIM的施工方案及技术措施评审
与传统的施工方案编制及技术措施选取相比较，基于BIM的施工方案编制与技术措施选取的优点主要体现在它的可视性和可模拟性两个方面。
传统的施工方案通常采用文字叙述与结合施工设计图纸的方式，将施工的工艺流程和技术措施予以阐述，这样往往会造成因对文字的理解不充分而影响施工质量和施工进度，造成不必要的浪费。
采用BIM技术，通过BIM模型，不仅可以对建筑的结构构件及组成进行360°的全方位观察和对构件的具体属性进行快速提取，还可以将施工方案与进度计划结合，在navisworksmanage中进行施工过程模拟，直接将具体的施工方案以动画的形式予以展示，方便施工技术人员直接看出方案可行还是不可行、实施过程中会出现哪些情况、实施的具体工艺流程、方案是否可优化，从而保证在方案实施前排除障碍，做到防范于未然，避免盲目施工、惯性施工等可能遇到的突发事件，从技术方案上保证一次成活，减少返工造成的材料浪费。
14.2.6.基于BIM的质量管理
在本工程质量管理体系的总领下，利用BIM技术，将质量管理从组织架构到具体工作分配，从单位工程到检验批逐层分解，层层落实。
具体实施流程如下：
（1）施工图会审
项目施工的主要依据是施工设计图纸，施工图会审则是解决施工图纸设计本身所存在问题的有效方法，在传统的施工图会审的基础上，结合BIM总包所建立的本工程BIM模型，对照施工设计图，相互排查，若发现施工图纸所表述的设计意图与BIM模型不相符合，则重点检查BIM模型的搭建是否正确；在确保BIM模型是完全按照施工设计图纸搭建的基础上，运用revit运行碰撞检查，找出各个专业之间以及专业内部之间设计上发生冲突的构件，同样采用3D模型配以文字说明的方式提出设计修改意见和建议。
（2）技术交底
利用BIM模型庞大的信息数据库，不仅可以快速的提取每一个构件的详细属性，让参与施工的所有人员从根本上了解每一个构件的性质、功能和所发挥的作用，还可以结合施工方案和进度计划，生成4D施工模拟，组织参与施工的所有管理人员和作业人员，采用多媒体可视化交底的方式，对施工过程的每一个环节和细节进行详细的讲解，确保参与施工的每一个人都要在施工前对施工的过程认识清晰。
（3）材料质量管理
材料的质量直接关系到建筑的质量，把好材料质量关是保证施工质量的必要措施和有效措施，利用BIM模型快速提取构件基本属性的优点，将进场材料的各项参数整理汇总，并与进场材料进行一一比对，保证进场的材料与设计相吻合，检查材料的产品合格证、出厂报告、质量检测报告等相关材料是否符合要求并将其扫描成图片附给BIM模型中与材料使用部位相对于的构件。
（4）设计变更管理
在施工过程中，若发生设计变更，应立即作出相关响应，修改原来的BIM模型并进行检查，针对修改后的内容重新制定相关施工实施方案并执行报批程序，同时为后面的工程量变更以及运营维护等相关工作打下基础。
（5）施工过程跟踪
在施工过程中，施工员应当对各道工序进行实时跟踪检查，基于BIM模型可在移动设备终端上快速读取的优点，利用电话（如iphone）、平板电脑（如ipad）等设备，随时读取施工作业部位的详细信息和相关施工规范以及工艺标准，检查现场施工是否是按照技术交底和相要求予以实施、所采用的材料是否是经过检查验收的材料以及使用部位是否正确等。
若发现有不符合要求的，立即查找原因，制定整改措施和整改要求，签发整改通知单并跟踪落实，将整个跟踪检查、问题整改的过程采用拍摄照片的方式予以记录并将照片等资料反馈给项目BIM工作小组，由BIM工作小组将问题出现的原因、责任主体/责任人、整改要求、整改情况、检查验收人员等信息整理并附给BIM模型中相应构件或部位。
（6）检查验收
在施工过程中，实行检查验收制度，从检验批到分项工程，从分项工程到分部工程，从分部工程到单位工程，再从单位工程到单项工程，直至整个项目的每一个施工过程都必须严格按照相关要求和标准进行检查验收，利用BIM庞大的信息数据库，将这一看似纷繁复杂，任务众多的工作具体分解，层层落实，将BIM模型和其相对应的规范及技术标准相关联，简化传统检查验收中需要带上施工图纸、规范及技术标准等诸多资料的麻烦，仅仅带上移动设备即可进行精准的检查验收工作，轻松地将检查验收过程及结果予以记录存档，大大地提高了工作质量和效率，减轻了工作负担。
（7）成品保护
成品保护对施工质量控制同样起着至关重要的作用，每一道工序结束后，都应该采取有效的成品保护措施，对已经完成的部分进行保护，确保其不会被下一道工序或其他施工活动所破坏或污染。
利用BIM模型，分析可能受到下一道工序或其他施工活动破坏或污染的部位，对其制定切实有效的保护措施并实施，保证成品的完好，从而保证施工的质量。
14.2.7.基于BIM的安全管理
BIM模型中集成了所有建筑构件及施工方案的信息，建筑本身的相关信息作为一个相对静态的基础数据库，为施工过程中危害因素和危险源识别提供了全面而详尽的信息平台。
而施工方案配合进度计划则形成了一个相对动态的基础信息库，通过对施工过程的模拟，找出施工过程中的危险区域、施工空间冲突等安全隐患，提前制定相应安全措施，从最大程度上排除安全隐患，保障施工人员的人生财产安全，减小损失产生的几率。
（1）危险源识别
建立以BIM模型为基础的危险源识别体系，按照《重大危险源辨识标准》的相关规定，找出施工过程中的所有危险源并进行标识。
（2）危险区域划分
将所有危险源按照损失量和发生几率划分为4个风险区（风险区A，风险区B，风险区C，风险区D），并依次采用红，橙，黄，绿4种颜色予以标出，在施工现场醒目的位置张贴予以告示，让施工人员清楚的了解哪些地方存在危险，危险性的大小。
（3）安全可视化交底
施工作业前，不仅要对施工管理人员和施工作业人员进行技术交底，还要对参与施工的所有人员进行安全交底，同样利用BIM模型，分析施工过程中的各个危险因素，采用多媒体进行详细地讲解，让施工人员，尤其是施工作业人员了解危险因素的存在部位，掌握防范措施，从而保证每一个施工人员的人身财产安全。
如下图为我司XX项目施工作业前组织施工人员在项目多媒体会议室进行安全教育及安全可视化交底：
（4）安全管控
按照危险区的划分，对不同安全风险区制定相应等级的防控措施，尤其是针对损失量大、发生几率高的风险区A和发生几率虽然不大但一旦发生则会造成很大损失的风险区B这两种风险类型，不仅要制定有针对性的措施和应急预案，还要组织相关人员进行应急演练，确保类似安全事故尽量不发生，即使发生，也要把损失降到最低。
在日常施工生产过程中，也要严格按照安全风险区的划分，有针对性地重点检查相关施工过程和施工部位，并做到绝不漏掉任何一个可能造成安全事故的隐患。
14.2.8.基于BIM的环境管理
建筑施工过程中不可避免会产生很多固体废弃物、废水、有毒有害气体以及扬尘、噪声等，将BIM模型和Googleearth结合起来，分析施工现场所处的地理环境和周边情况，采取相应措施，减少或排除污染，同时利用BIM模型的信息平台，分解出会造成环境污染的相关工序工作，统一进行管控，实现绿色施工。
对于固体废弃物，采取分类堆放，将能回收利用的和不能再利用的分开，不能利用的按照相关规范和相关部门规定，在指定地点有组织地采取填埋等方式予以处理。
对于废水，则在施工现场设置三级沉淀池和废水处理池，经处理和沉淀并检测符合相关规定后再排入市政排水管网。
在施工过程中，将产生有毒有害气体的工作集中在一个地方进行，并采取足够的通风等措施，保障施工人员的安全。
对于施工过程中容易产生扬尘的施工环节，采取洒水、覆盖、隔离等措施，减少扬尘的产生，尤其是对于洁净室的施工，采取分区隔离封闭的措施保证施工过程达到洁净度的要求，从而保证洁净室的洁净度达到相关要求。
对于施工中产生较大噪声污染的工作，则采取统一部署，避开午休和晚上等容易干扰人休息的时间。
14.2.9.基于BIM的进度管理
（1）进度计划可视化
无论是项目的施工总进度计划还是具体到每一天的施工进度计划，都可以通过project编制或者直接在navisworksmanage中直接编制进度计划，通过timeliner将进度计划附加给模型中的各个构件进行4D施工模拟，清晰直观地了解各个时间节点完成的工程量和达到的效果，方便项目的各个参与方随时了解项目地施工进展情况。
（2）施工过程跟踪，精细对比及偏差预警
在timeliner中将人、料、机消耗量以及资金计划等附加给相应施工任务，在施工过程中，将实际施工进度和实际发生的资源消耗对应录入生成5D动画，timeliner将自动进行精细化对比并显示结果，若实际进度发生偏差（包括进度滞后和进度提前）,timeliner将根据发生偏差的部位和发生偏差的原因自动提出警示，方便管理人员根据警示有针对的制定切实可行的纠偏措施。
（3）纠偏措施模拟
根据timeliner提出的进度偏差警示，针对发生偏差的原因采取相应的组织、管理、技术、经济等纠偏措施，但所制定的措施是否切实可行，是否能达到预期目标，通过timeliner模拟功能进行纠偏措施预演，直接分析纠偏措施的可行性和预期效果，避免措施不力达不到预期结果和措施过当造成不必要的浪费。
14.2.10.基于BIM的资源配置管理
在施工过程中，工程量计算、人料机管理、费用管理等都需要一个庞大的数据库作支撑。
BIM模型最大的特点就是将工程项目的所有信息集成在一套完整的模型中，并能够很好地兼容其他软件系统，为工程建设提供强大的数据支撑和信息保障。
（1）工程量计算
①利用revit中“明细表/数量”工具或navisworksmanage中“Quantification”工具，能够快速、准确、精细地计算并提取所选定施工任务的各项工程量信息，并以表格的形式输出，大大减轻了工程量计算的负担，方便工程量按照不同要求进行统计汇总与整理。
②在施工过程中，将实际施工过程中的消耗量录入到BIM模型中，并以日、周、旬、月、季度、半年、年等不同单位时间生成相应报表，方便各个管理部门进行统计和对比，掌握项目的实际进度等情况。
（2）人料机管理
结合项目进度计划与工程量等相关信息，制定人力、材料、机械的需求量计划并组织落实，使施工过程中的劳动力和管理人员在满足需要的同时不出现冗余；使材料的采购数量和供应时间恰到好处，减少库存数量从而减少材料保管费用和资金积压，避免因材料短缺造成务工的现象，执行限额领料，减少材料损耗和不必要的浪费；使施工机具的配置刚好满足施工需要，调配使用有序，避免因闲置而造成浪费。
（3）费用管理
将各种材料的合同单价相应录入到BIM模型中，以分项工程为单位，将分部工程所消耗的人工工日和机械台班数量按照定额消耗量、计划消耗量、实际发生量、同类施工社会平均消耗量等分别录入并进行统计比较，找出其中的差别，对于费用结余的，找到产生结余的原因以作为降低施工成本的有效方法；对于费用超支的，找到产生超支的原因，分析并制定措施以控制施工成本在合理的范围内。
在下一期施工任务开始前，可根据上一期或上几期的各项统计，准确地制定资金使用计划，降低资金使用费用。
在每个月的产值报表中，将附有各种材料价格和消耗量的BIM模型作为电子附件一并报于业主，这样不仅方便业主审核实际施工产值，更有利于业主方进行投资控制等相关工作。
14.2.11.基于BIM的施工过程管理
（1）土方施工
根据本工程的具体特点，在施工组织设计的总领下，按照施工进度安排，将土方开挖工作进行细化，具体到每一天、每一个机械台班应从什么地方开始挖，怎样挖，土方怎样运出、每台班挖方量等。
（2）基础施工
因为基础起着承载建筑所有重量并将其传递给地基的重要作用，在基础施工过程中，测量定位的准确性至关重要。
根据施工设计图纸，在BIM模型中提取轴线等相关信息，并根据需要，作出相应控制线作为施工放线及基础定位检查的依据。
（3）模板工程
模板必须具有足够的刚度和稳定性才能保证混凝土构件在砼浇筑过程中成型良好，同时保证施工过程中施工人员的人身财产安全，因此，施工过程中，必须严格控制模板的制作和安装过程。
运用BIM技术，将模板工程分为支撑体系和模板制安加固两个小分项分别建立模型进行分析及施工管理。
①支撑体系
根据施工组织设计，按照其描述的立杆间距、水平杆步距等相关搭设参数，在BIM结构模型中进行支撑体系深化设计，按照1:
1的比例搭建支模架模型，检查可行性、安全性、经济性、合理性等。
②模板制安加固
在BIM结构模型中，根据施工组织设计文件等相关要求进行模板深化建模，根据模型中模板的种类、形状、尺寸准确的进行模板制作，模板制作应在木工加工房进行，制作好后经检查无误方可运至相应位置进行安装，安装时应先根据BIM模型中模板模型的位置进行精准放线，然后按照控制线、边线等控制模板安装的水平位置及标高，加固方式也应严格按照模型中所示加固方式和要求进行。
（4）钢筋工程
施工过程中，钢筋分项工程的施工难点在于如何精确下料才能既满足设计及规范要求，又使钢材原料能得到最大限度的利用，减少余料、废料的产生，达到节约成本的目的。
利用Revit“明细表/数量”工具，快速从模型中提取钢筋明细表，以此作为钢筋下料、制作的依据。
在钢筋绑扎施工时，钢筋的排布应严格按照BIM模型中钢筋的排布规则和排布方式进行排布，绑扎过程中，应随时将现场实际绑扎情况与BIM模型进行比对，若发现有与BIM模型中不相符合的，要立即停止绑扎并进行整改，确保所绑扎的钢筋始终保持一致。
在施工过程中，施工员及BIM技术员应随时跟踪检查，看现场是否是按照BIM模型进行绑扎，并随时拍摄照片予以记录，在分项工程验收时，更要按照模型中的钢筋排布和钢筋详细信息进行验收，将验收情况一一录入模型中进行存档备案。
（5）混凝土工程
混凝土的浇筑标志着构件结构施工的完成，混凝土浇筑质量的好坏直接影响到结构的受力，从而直接关系到结构的安全性，所以，控制好混凝土浇筑质量在工程施工中是及其重要的，混凝土施工的重点是控制混凝土自身的质量、保证浇筑时具有良好的和易性、控制好混凝土浇筑的密实度、控制裂缝的产生以及做好后期的养护。
本工程采用商品混凝土，从混凝土拌合料的质量控制抓起，施工时派出至少1名BIM技术员到商品混凝土供应商的混凝土生产基地，指导和监督商品混凝土的生产，保证所生产的混凝土能达到设计强度且具有良好的和易性，将生产过程照片和配合比报告扫描件以图片的形式录入BIM模型中。
施工时，现场材料员应对混凝土到场时间作详细记录，同时，施工员应对混凝土的浇筑时间、浇筑部位、浇筑方式、现场情况等作详细记录，最后将所作的所有记录汇总于BIM工作小组，BIM技术员应如实将以上信息整理，连同混凝土图的测温记录、养护记录、强度检测报告、拆模时间等一系列资料一并录入BIM模型中进行归档。
（6）其他分项工程
对于本项目中的其他土建、装饰等施工，同样采用BIM技术，对施工方案进行3D建模并结合整个建筑模型进行方案实施论证和模拟，确保方案最优的情况下再经业主、监理等单位审核批准后对参与施工的管理人员和作业人员进行多媒体可视化交底，以这样的方式避免返工浪费，节省工期，确保施工安全，达到质量优良的目的。
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