BIM技术赋能全地下式再生水厂智慧建造

    ——雄安新区昝岗片区再生水厂工程建设BIM应用案例分享

    工程概况

    建设单位：中国雄安集团生态建设投资有限公司

    设计单位：北京市市政工程设计研究总院有限公司

    监理单位：北京致远工程建设监理有限责任公司

    施工单位：北京市政建设集团有限责任公司

    BIM咨询单位：北京高新市政工程科技有限公司

    项目地址：河北省保定市雄县昝岗镇

    昝岗片区再生水厂为全地下式水厂，是雄安新区首个全地下式再生水厂。整体规划面积5公顷。总规模为3.0万m?/d,土建一次建成，设备分期安装，一期设备安装规模为1.5万m?/d。

    该项目需与雄安高铁站同期竣工，总工期仅364天，工期进度异常紧张，设计标准高，技术含量高，质量及安全文明施工要求高。

    本工程BIM工作，设计阶段由北京市市政工程设计研究总院有限公司完成，施工投标及施工阶段由我公司BIM中心提供技术服务，BIM应用贯穿整个设计-投标-施工全过程-竣工交付，直至移交业主运维，项目已在设计管理，招投标管理，技术管理，进度管理，质量管理，安全管理，物料管理，总承包协调管理，对于劳务分包及专业分包的管理等方向进行BIM技术应用。受到了参建单位各方的认可。

    工程地上部分为附属建筑物及景观绿化，包括综合楼、厂区道路、景观绿化等。

    工程地下各水处理构筑物集中在一个混凝土箱体内，全地下结构，箱体分为两层，负一层为操作层，负二层为水处理构筑物层。

    工程重难点：

    (1).安全文明标准化施工要求高

    (2).清水混凝土箱体，质量要求高

    (3).工期紧、交叉作业多、筹划难度大

    (4).综合管线种类多、工程量大

    (5).施工现场安全保卫管理工作量大

    (6).BIM、CIM等智能化城市建设要求高

    (7).构筑物结构复杂

    (8).复杂地质环境下的施工

    BIM工作前期策划

    2.1BIM技术应用分析

    2.2BIM应用目标

    2.3BIM实施组织体系

    公司领导组建形成项目BIM实施的保障层，建立了在以项目经理为核心，全员参与的组织体系(分为管理层和实施层)，同时把劳务作业队伍纳入BIM实施组织体系。

    2.4BIM工作流程

    2.5BIM工作管理制度

    2.6BIM应用标准

    (1).BIM工作方案:指导BIM团队整体实施工作

    (2).BIM建模标准:指导项目具体建模操作

    (3).BIM应用标准:指导项目专项及综合BIM应用

    (4).BIM交付标准:指导项目BIM成果交付方式方法

    BIM应用的软硬件配置

    3.1BIM应用的硬件配置

    3.2BIM应用的软件配置

    BIM工作实施过程

    4.1BIM模型精度

    设计模型根据雄安新区规划建设BIM管理平台数据交付标准和信息挂载手册，设置模型共享参数设计信息，模型精度满足LOD350标准，并顺利通过了BIM管理平台BIM3阶段和BIM4阶段模型交付。保证了各阶段信息传递准确性。

    4.2模型加载设计信息

    设计建模过程中，各构件信息严格按照雄安新区规划建设BIM管理平台数据交付标准和信息挂载手册要求，进行详细设置。

    4.3各水处理单元布局优化分析

    设计过程中，利用BIM技术，对地下箱体各水处理单元进行了房间面积分析，对布局进行优化分析。

    4.4结构计算分析

    实现BIM模型与结构计算模型同步互导，并在revit中实现结构施工图绘制。

    4.5采光分析

    将模型导入绿建分析软件，进行采光分析计算。最终选定，自然采光与人工照明相结合的照明方案，优化照明控制，节省运行成本。

    4.6臭气扩散模拟

    4.7吊装位置模拟

    本工程大型设备较多，结构设计需要考虑后期设备吊装安装问题，在设计阶段利用相关软件进行吊装模拟分析。合理优化吊装口位置于尺寸。明确设备吊装时吊机位置。

    4.8工程地质探查及数据处理

    本工程采用自主研发的市政三维地质软件建立地质模型，数据与地质模型相关联。可以通过数据驱动模型变更，快速生成三维钻孔模型，一键生成三维地层模型。并可直接导出Revit模型与结构模型进行整合。

    数据集成在地质模型中，可以快速生成钻孔柱状图，可进行竖向、平向、斜向等任意方向的剖切地层，查看地层断面，可以选择多个钻孔，生成地层剖面图。对需特殊处理的地质条件，进行提前预判，采取相应的技术措施。为施工提供了快速可靠的数据支持。确保了施工的质量安全进度。

    4.9模型传递与整合

    土建模型：在设计模型的基础上进行深化设计，项目人员分单元箱体结构以及办公楼建模，后期利用链接方式合模。

    钢筋模型：由项目BIM中心将深化后Revit模型传递给经营管理部，其采用广联达GTJ软件进行钢筋模型的创建并计算混凝土与钢筋工程量。

    机电模型：在设计模型的基础上进行深化设计，项目人员分系统，后期利用链接接方式合模。

    景观模型：景观模型采用SketchUp软件建立。

    地质模型：地质模型采用自主研发的市政三维地质软件建立。

    基坑模型：基坑模型采用REVIT软件建立。

    场地布置模型：场地布置模型采用REVIT软件，在项目现场实际布置前进行建立。

    4.10辅助安全文明标准化施工

    在项目开展前期，建立场地布置模型，进行动态漫游，在虚拟环境下进行场地规划审查，评估。通过基于BIM技术的场地规划管理，精确、高效的完成标准化驻地规划建设。

    在动态漫游环境下进行沟通交流，提高沟通效率，显著减少建设方案变更次数。根据标准化驻地建设模型，根据模型快速导出图纸以及工程量明细表，指导施工。

    确保驻地精确建造、一次完成，达到预期效果的同时减少浪费，降低对社会的影响。

    4.11辅助图纸会审

    施工前建立BIM模型，发现图纸问题，在完成BIM模型创建进行碰撞检查，发现图纸中的设计问题。

    通过各专业模型对比分析及碰撞检查总结归类碰撞点约1000处，整理出图纸会审记录共5份，共计200余条。

    4.12复杂构筑物三维辨识与交底

    本项目下层池体结构复杂，精准度要求高。对项目人员识图能力要求极高。底板标高变化多，导致抗拔桩以及底板施工需要提前进行大量的识图工作。

    利用BIM技术进行复杂构筑物三维可视化交底。施工时不仅有清晰的感官认识，更直接用来指导现场施工，提高精确度，保证施工质量。

    抗拔桩及底板施工过程中，抗拔桩共计6717根，根据模型导出图纸用于现场测量施工，减轻了施工前标高核算的压力。提高了核算的准确率。

    4.13钢筋翻样

    利用相关软件进行钢筋翻样，快速导出钢筋配料单。通过对施工关键部位进行三维钢筋交底指导现场施工，达到现场钢筋质量的把控。

    4.14模架设计

    本项目采用BIM模板脚手架软件，进行模架设计计算以及可视化交底。

    高支模自动识别计算，确保施工安全。智能布置架体，智能拼模优化。快速生成安全计算书。通过三维节点图，给工人交底更直观。提高施工质量。精确统计材料用量，指导材料采购，材料周转。

    4.15BIM三维算量

    本工程全流程采用将REVIT模型导入广联达GTJ土建计量平台进行算量工作。在正式出图前控制设计限额，提高算量精准度，降低建造成本。实现了一模多用。减轻算量人员工作负担。

    4.16BIM三维算量

    应用BIM技术，对关键节点、细部构造复杂的部位进行三维交底。通过视频、图片、在线3D模型以及全景图等方式，展示工艺工法，辅助施工方案编制与仿真。保证施工质量同预期效果对应，同传统模式比较，在效率及方案合理性方面应用价值较高。

    4.17二维码应用

    将文档、视频、3D模型上传云端，导出二维码，贴在施工部位临近处，方便现场工作人员查阅，快速准确的得知所需信息。

    4.18项目宣传展示

    本项目位于雄安新区昝岗片区，相关单位领导视察工作常态化，基于BIM模型渲染现场展板所需素材，配合进行沙盘制作等。降低相关成本，缩短展板及沙盘制作周期。为项目带来良好的对外展示形象。

    4.19数字建管平台与区块链财务管理平台的综合应用

    数字雄安建设管理平台，集成视频监控、进度管理、质量管理、安全管理、物料管理、实名制管理、环境监控、招采管理、工程资料等版块的数据，以信息化的手段支撑整个建造过程。

    (1).智慧劳务管理

    现场施工人员数量多，管理难度大。通过智能闸机将数据及时的上传平台，统计分析项目现场劳务人员生产情况，现场管理人员的工作量得到有效的降低。使得现场人员管理更省时省力。

    (2).智慧质量安全管理

    现场发现问题手机拍照上传通知相关责任人，相关人员收到通知并整改后进行反馈，所有问题自动记录在册，形成台账。各类问题按类别分类形成图表。生产例会上对期间问题进行分析。

    通过平台的应用，所有质量安全整改记录都保存在云端，方便追踪查看，实行责任追踪管理。生产例会前将期间内数据快速导出，大大减轻了例会前的资料准备工作。通过记录数据的分析，对重复出现率高的问题进行有针对性的交底，提高质量安全水准。

    (3).智慧环境管理

    通过物联网技术，采集项目环境、监测的实时数据，通过对数据的分析，实现对现场的综合管控。使用太阳能智能路灯，在满足照明需求的同时，达到节能降耗目的。

    (4).智慧财务管理

    项目全生命周期采用基于区块链技术研发的雄安区块链平台进行项目财务集成管理，该平台是国内首个基于区块链技术的项目集成管理系统。实现业主、总包商、各级分包商之间的合同签署、工程进度确认、资金支付、融资服务穿透式管理。

    (5).OA协同办公

    数字雄安建设管理平台构建贯穿了项目建设单位（含集团及下级单位）、项目参建单位（含设计、施工、监理等）多角色的一体化管理平台。

    平台将工程项目管理、数据分析和智慧工地有机结合，实现了业务数据在集团、一级公司、项目多层级的上行下达。平台面向工程建设项目，是从项目立项至竣工验收、移交的全生命周期的综合性建设管理平台，全力提高施工现场作业的工作效率，增强工程项目的精益化管理水平，提升行业监管和服务能力。

    BIM应用评价

    该项目通过建造全过程全的BIM应用，建立BIM应用组织体系，推动新技术应用，提高项目信息化水准，促进企业数字化转型。

    目前，该项目已申报“龙图杯”全国BIM大赛、“创新杯”建筑信息模型（BIM）应用大赛、“优路杯”全国BIM技术大赛等相关奖项。

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