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BIM技术在市政工程项目中的应用

中国政府采购招标网(www.chinabidding.org.cn) 第【35839】号 发布时间:2021年10月14日

所在地区: 国内
所属行业: 市政环保绿化
项目内容:
 BIM技术在市政工程项目中的应用

本文详细介绍了BIM+技术在市政项目中的具体应用,将标准化工业理念融入智慧快速路建设,从设计、制造、施工、管理四方面为抓手,不但提升了市政项目工程质量、管控投资成本、也有助于缩短项目工期,有效规避风险进一步提高服务质量和项目品质。



01、项目概况

自贡市富荣产城融合带基础设施建设项目是由自贡市住房城乡建设局作为实施机构组织实施的PPP项目,是省、市重大项目,合同工期2019年11月15日至2022年4月30日,总投资85.6亿,道路全长 24.6km(起于成佳航空园区,止于板仓工业园区,双向十二车道),道路总宽度97米。

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主要建设内容包括道路、桥涵、绿化、综合管廊、生态修复、道路附属设施及配套服务设施等。本项目的建设将进一步改善整个市域交通运输网络的服务水平,进一步构建和壮大“富荣产城融合经济带”。同时,项目可向北延伸,连接成都天府大道南延线,向东接入重庆。最终形成377km的成自渝快速路,以此快速路为轴线,构建成渝南线经济带,使自贡成为成自渝经济带中除成都、重庆之外新的支点城市,进而更主动的融入“成渝经济区”、“长江经济带”和 “一带一路”。

项目自2017年12月启动,由中国市政西南院设计并提供前期BIM模型,中交自贡和中交路桥负责施工及系统的应用,四川康立项目管理有限责任公司、圣弘建设股份有限公司提供全过程工程咨询。在BIM应用初期,建立了以项目推进领导小组为主导的应用管理架构,全权指导及协调各项目单位。2020年6月鲁班软件负责BIM系统开发,搭建数字化协同平台,为项目公司问题追溯和建设管理提供便捷服务,进一步提升项目管理水平和整体质量。



02、项目重难点

(1)标准化施工要求高

本项目为自贡市规模最大的在建市政工程,是省市重大项目,施工要求及品质要求高,目标定位为“天府杯金奖”、“省级安全生产文明施工标准化工地”,致力打造“基于BIM数字化技术的竣工交付应用示范项目”、“市政工程BIM+智慧工地应用标杆项目+单套制档案移交试点项目” 。

(2)综合影响多

项目属旧城区道路改扩建项目,征拆迁改工作量大,任务繁杂;且多次上跨下穿既有铁路、高速、既有道路,受周围环境综合影响存在较多敏感时点,交通导改及施工组织协调难。

(3)管理难度大

项目全长24.6KM,建设期3年,由市住建局成立实施机构监督实施,社会资本成立项目公司统筹建设,EPC总包+全过程咨询相辅相成,参与方多,长线管理投入大,常规管理模式信息化水平低。



解决措施:
(1)将人员、设备、材料等通过物联网在系统进行规范化管理。基于系统新建信息化的管理体系,利用BIM特性在可视化交底、方案模拟等方面提升质量管控品质。

(2)BIM+无人机创建现状环境与设计成果的叠合模型,有效论证设计方案和导改措施;虚实结合提前预见征迁干扰。

(3)基于BIM、物联网、人工智能等技术建立智慧建造管控系统,设立生产指挥中心,机器监管加流程约束,全员基于同一模型和同一数据在同一平台开展工作,实现资源共享、业务协同、一体化管理。





03、BIM+全过程工程咨询模式

(1)全过程工程咨询为BIM技术应用提供天然沃土

全过程工程咨询是一种模式,BIM 是一种技术,但都是以项目为载体;全过程工程咨询的项目各阶段高度协调统一,集成化的管理模式和专业化的思维,让BIM能充分发挥其信息化管理优势,实现进度控制、质量控制、安全控制、投资控制的精细化管理,是BIM技术应用的绝佳平台。

(2)BIM技术为全过程工程咨询提供技术支撑

BIM技术以全过程为发展趋势,决策、设计、招投标、施工、竣工、运维的多阶段连续应用,让建设项目各阶段的信息无缝传递,多参与方协同管理,打破信息孤岛的弊端,从而让全过程工程咨询的管理和技术水平大幅度提升,BIM技术全过程应用是全过程工程咨询大范围开展的必由之路。

总结:全过程工程管理解决的是管理层面的组织协同、信息传递,BIM技术解决的是工具层面的组织协同、信息传递,二者之间的桥梁,就是业务层面的组织协同、信息传递、资源共享。

(3)岗位职责

项目BIM工作定职定岗,责任到人,创建qq群和微信群,及时沟通存在的问题,反馈项目BIM运行情况。系统设有业务流程推送,待审批的资料和待闭合的协作通过微信推送提醒。结合项目进程分阶段进行系统操作和BIM应用培训,培训过程中收集调研基层使用人员切实存在问题及建议,集中会议处理。

(4)实施方案编制、管理制度制定

通过对项目基本情况的掌握,针对市政类项目数字化建设的重难点进行分析,梳理本项目各阶段应用点,制定本项目的数字化建设实施方案、实施总体管控计划等,用于指导各个参建方之间的管控系统实践应用及配合,确保项目智慧建造得以实现。

(5)周月报、会议制度

建立项目周、月报制度,定期检查工作完成情况,总结梳理前一阶段工作,部署下一阶段工作计划;将数字化建设纳入项目每半月的生产例会,并利用智慧建造管控线系统中数据召开例会。同时根据实际需要开展专题会,将责任落实到人,让问题处理于节点,切实保证管控系统的正常运行。

04、智慧建造

(1)模型创建



地图卫片



BIM模型



首次使用BIM倾斜摄影



指挥中心叠合模型

(2)模型展示

基于管控系统整合的综合模型,在宏观上可以直观、快捷的检验设计方案与实际环境的匹配程度,进一步验证设计方案的合理性、可行性;微观上可以具体查看具体细部构造及其与既有构筑物之间的空间关系。基于模型在系统上进行环境模拟和虚拟漫游,提前验证真实状态下完工项目的光影、雨雪条件影响及驾驶视域。同时综合模型对红线范围内的征迁物进行了直观反应。



(3)管控系统

1)智慧建造管控系统将基础数据、智慧工地、协同管理、质检计量与电子档案四大子系统的数据进行集成,以指挥中心作为核心对集成数据进行分析和处理,通过线上化施工记录→过程巡检→质量验收→质检表单填审→ 计量支付→ 归档这一线条作为主线对质量与成本进行可视化监管,实现建造过程的智慧化。



2)管控系统的整体架构由“物联网应用层”和“业务系统应用层”两部分组成。两者通过数据服务器和 Web服务器实现数据的交互和同步,建立项目数据信息与BIM模型的双向链接,实现基于数字化管理平台的新型项目管理。现场管理人员通过移动端进行协同作业,各专业管理人员在权限范围内通过不同功能模块在PC端进行业务工作,现场设备通过物联网将数据传输到系统,数据汇总通过指挥中心分析处理,进行直观展示,领导层能够一眼纵观全局,做出智能化决策。



(4)智慧物联

智慧物联子系统下包含视频监控、环境监测、车辆定位、人员管理、基坑监测、无人机6大板块,全面提升了项目的动态管控水平。



指挥中心大屏24小时轮播全面掌控现场情况

1)视频监控

项目将现场重点监控部位的19个视频监控接入系统,并标记在三维场景相应位置,通过模型能直观了解监控点空间位置,并能对其进行实时视频预览、云台控制、视频抓录、定时抓图等。



2)环境监测

将布设在现场5个主要出入口的自动监测环境仪接入系统,可对施工现场天气、噪声、温湿度、PM2.5、PM10 、TSP等环境数据实时查看监控,在环境数据超限时,进行预警,现场采取相应措施保证现场施工环境绿色环保。



3)车辆定位

现场的渣土车、吊车、挖掘机等93辆机械配备定位设备,通过大屏展示页面,在地图上实时显示各入网车辆的定位和相关即时数据,便于项目部管理。同时可以通过设定任意时间段查询车辆实时轨迹,在地图显示车辆走过的轨迹,开始时间和结束时间锁定车辆行驶的时间段。





4)劳务实名制及管理人员定位

将项目390名劳务人员信息录入系统,并在工地进出口设置实名制闸机,通过系统可实时了解现场人员工种与进出场等情况,同时将人员考勤对接银行工资系统;项目的88名管理人员佩有定位手环,被无线基站自动定位后,会在系统上显示该人员的具体位置,系统自动记录人员轨迹,方便查找并可按照需要回放,对人员在岗履职进行有效的监督。



5)无人机航拍进度

利用无人机每周定点拍摄施工区域的实景影像,并结合具体施工进度与资源投入制作成航拍进度视频,将其在系统中与模型形成对比,直观体现整体的施工进度变化。



6)基坑监测

将基坑施工的5000余个监测点位数据接入系统,对各监测点的初始值、上次测值、本次测值、本次变化量、累计变化值、变化速率等数据进行分析展示,对基坑施工过程中的变形情况进行动态分析。



(5)现场管理

1)质量安全管理-质量验收

工序施工完成经总包三检制合格后,通过协同平台发起质量验收协作,通知指定监理工程师及业主代表进行现场验收,验收合格后通过质检计量平台填报检验批并提交审批,待资料审签完成后进入下一道工序,整个分项下工序验收合格后自动生成分项评定表 ,为进度款计量支付提供真实有效的过程资料。



2)质量安全管理-危险源评估

系统内置危险源库,项目根据现场施工实际对危险源项进行调整,进行风险识别和评价,并设施对应控制措施,形成风险源清单,可将单项风险源导出二维码张贴在现场对应部位,通过手机等终端扫描即可了解详情。



3)质量安全管理-整改闭环

通过内置的隐患库、检查规范和检查项以及提前划分的危险源,可利用系统发起周月日等各类现场检查,发现问题及时将问题位置、问题详情及整改要求录入并推送整改人,整改完成后进行验收通过,形成整改闭环。实现无纸化管理,实现数据查询,可追溯,达到跨部门的协同的现场管理。



4)质量安全管理-统计分析

平台可以分别对现场的安全质量检查、问题整改情况进行的统计分析。可对于现场检查的不同分部不合格数量排名、合格分布、整改状态、检查类型进行分析展示;同时可以对现场整改的问题整改分布、分部整体完成率排名、整改状态、逾期状态、整改单占比、整改闭合时间等进行分析展示;发现相关质量问题,更好的进行项目管控。



5)影像资料管理

通过协同功能,对项目各类会议、现场踏勘、收方、交底等业务工作通过系统进行通知,并记录过程原始影像,提高项目内部协同作业效率,数据真实可追溯。



6)进度管理

根据施工实际拆分模型构件,将对应构件每道工序实际施工进度录入平台,从颜色即可得知项目现场宏观进度,点选构件可实时查看其施工过程记录;将计划工期与实际进度挂接模型,可进行工期对比,实际进度滞后时,软件会作出提醒。



7)物料管理

材料设备进场验收合格后附带合格证及试验报告等资料在系统发起进场审批流程,通过后进行系统入库登记。现场按照施工计划提交材料计划,审批完成,限额领料做出库记录,现场管理人员将使用原材料批号跟系统模型关联。管理痕迹有效保留,便于不合格原材料投入使用造成质量隐患,最终规避成本损失。



8)资料管理

通过基础数据管理平台上传项目工程、技术、质量、安全、经营及检验试验资料,并与工程构件相关;实现项目资料的多方共享。



9)构件级信息化

在建造中将设计属性、原材料信息、试验检验数据、施工过程中的工况、质量检验和评定资料、计量支付和变更管理数据、责任人信息等于相对应BIM模型构件永久关联,集成涵盖设计-施工-运维全寿命周期全部信息的工程模型大数据。

(6)质检计量与电子档案



1)功能架构及特点

通过质检计量,可完成工程项目实施过程中的工程信息管理、资料管理和清单管理,评定资料做到数据由测表-检表-评表流转,实现线上资料无纸化填报,变更管理、计量支付、审批。同时,将工程资料与模型关联,进行资料与模型构件的相互反查,结合电子档案应用,实现工程的全过程资料电子化审批与归档管理。



2)业务流程

1.在自贡市开展电子档案试点;

2.各专业验收表格统一、检验批划分标准化;

3.质检评定、计量支付全部线上填报审批并闭合;

4.流程自定义、限时审批;

5.资料查验合格进入档案管理系统组卷归档,移交档案馆。



3)审签管控

工程资料(方案、设计变更、质检计量)在线上进行填报并签章审批,阳光签证,流程透明,同时前后审签人员相互监督,采用数字中心认证公安部备案的电子签名、印章,合法并及时高效的完成工程资料的电子化、信息化管理。







4)实时记录

质检计量的审批附带着现场踏勘、收方及验收等影像资料,现场过程发生实时记录,数据真实可靠。



5)电子档案

系统使用具有合法CA机构的电子签章和电子印章技术,对接自贡城建档案馆直接进行竣工电子档案的交付,以促进无纸化办公和加强档案信息化建设目标的实现。同时工程文件可以和BIM模型进行关联,实现工程文件归档的可视化管理。

05、效益分析

(1)经济效益

项目通过使用这套数字化项目管理平台,在进度上打通年、月、周三级计划管理满足节点要求,工期缩短约37天;发现图纸问题490余处,约节省投资215余万元;项目全员386人全部参与信息管控,节约管理岗位设置11个,安全质量数据在线记录2410条,闭环率达98% ,节约管理成本约192.5万元;通过管控系统在项目应用减少投入资料人员5人,节约打印报送的线上当前资料96782份,节省成本约85.5万元。

(2)社会效益

1)市政各类工程对象应用示范

对项目各参与方、各种类型的重要工程对象,从不同维度出发,进行数字化管理,为行业带来示范引领作用。

2)基于BIM+全过程咨询模式的智慧建造

项目应用过程中,形成基于BIM技术的全过程项目建设管理流程,可作为其他项目的借鉴,进一步提升我国市政行业信息化、数字化水平。

3)完善BIM规范和政策

总结应用过程,形成市政工程项目数字化项目管理平台应用实施指南,为进一步在市政行业推广BIM技术应用,完善相关政策积累了宝贵经验。

4)响应国家政策应用示范

积极响应国家对智慧交通、绿色市政、品质工程、数字市政方面的规划与政策。

06应用总结

1、项目利用BIM+智慧工地技术,实现对物联网数据的实时采集,更是通过打通各业务系统间数据壁垒,实践生产指挥中心建设理念,以中枢大脑的形态收集、分析、处理各项生产任务,确保项目管理者可利用多方数据科学决策;并通过数字指挥系统一对一互动,确保指令到人,责任到人,极大地提高了后台管控能力,建设全过程、全要素、全人员综合BIM应用的完整经历,初步总结出一套BIM+全过程工程咨询模式下智慧建造管控系统综合应用解决方案;

2、在项目BIM应用过程中,通过近500人次系统培训和实施应用,培养了一批BIM应用人才,他们将成为将来市政BIM推广应用中的主力军;

3、作为BIM技术应用首次在市政项目全过程咨询管理上的尝试,也存在很多不足:应用点收技术水平限制没有达到理想状态、应用点产生的大量信息没有发挥相当的价值、应用点在效果和成本之间平衡困难…随着项目实施,整个管理团队一直探索优化管理思路和方法,在细节上提升,系统平台也在不断完善升级,我们希望通过持续的优化和改进,积累一套完整实用的市政项目BIM全过程管理经验,迁移到更多项目应用,为基建助力。

通过BIM+智慧工地技术,整合各业务系统间数据,让工程项目的建设更加智能、高效、安全,实现工地人、机、料、法、环等要素的提升。
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