基于BI,M的城市轨道交通项目施工协同管理
时间：2023-06-19 17:25:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
向滨，郭团生
(昆明地铁建设管理有限公司，昆明 650021)
1.1 城市轨道交通项目施工协同管理主体
城市轨道交通项目施工周期长、专业性强、施工工艺复杂，且随着项目施工进度的推进，城市轨道交通项目的参建方也在不断进入与退出施工协同管理体系，因而工程施工协同关系具有时序性与复杂性。需要对城市轨道交通项目施工全生命周期内的利益相关者进行归纳，对项目施工协同管理主体，包括建设单位、总承包单位（或施工单位）、分包单位、设计单位、勘察单位、工程咨询服务单位、监理单位、供应商等整个生态链进行分析。项目实施过程中，建设与总承包单位（或施工单位）是城市轨道交通项目建设阶段的核心利益相关者，其职责不仅贯穿工程施工全生命周期，且承担着较高的工程管理职能，对城市轨道交通项目的实施情况起着关键乃至决定性作用；
其余单位则为城市轨道交通项目的一般利益相关者，也是传统意义上工程项目的参建方[1]。
1.2 城市轨道交通项目施工协同管理内容
1.2.1 建设单位业主间的施工协同管理内容
城市轨道交通项目通常为政府或以政府为主体出资支持建设的工程项目，旨在利用国有资金（国家或地方政府财政资金、债券等）对城市轨道交通这类重大国计民生建设工程项目加以资金支持与政策扶持，有力推动国家与地方经济的发展和谐社会的构建。轨道交通建设单位作为城市轨道交通项目的业主，天然具有资源调度、矛盾协调等优势，在项目的投资情况、工程进度管控等方面均占据着主导性地位[2]。总承包单位（或施工单位）需根据项目施工组织方案设计，协调监理单位、设计单位、勘察单位与业主沟通并获批工程设计方案、施工方案，实现业主对工程项目的动态化跟踪与全过程化协同。
1.2.2 与各参建方的施工协同管理内容
城市轨道交通建设项目涉及的施工单位、分包单位、设计单位、勘察单位、工程咨询服务单位、监理单位、供应商等共同完成工程建设，相关方需进行有机衔接与动态协同。例如，与监理单位就城市轨道交通项目的实施进度、设备设施进场验收、隐蔽工程验收、单位工程验收等进行沟通与审查；
与设计单位就城市轨道交通项目的建筑、结构、水、电、气、暖通等图纸设计进行沟通，并结合业主的需求进行设计变更与审图；
与施工单位与分包单位就桩基、水电、土建等施工内容、施工进度、施工成本、劳务用工等进行沟通，配合协调水电接口、铁件预埋等工作；
与供应商就材料或设备的来源、质量、贮存注意事项、供给计划等进行沟通，以确保材料与设备供应到位，工程施工进度有序推进。
2.1 BI M技术在施工协同管理中的价值
BIM 技术是一个以数据共享与信息交互为核心，充分融合计算机技术与结构设计专业知识的综合性技术。其具有良好的数据集成特性，并能够依托精细的结构空间数据实现三维仿真模拟、可视化展示与模型共享，可为城市轨道交通项目各参建方的协同管理提供技术支撑，具体价值体现在以下几个方面。
2.1.1 三维建模可视化
设计单位利用BIM 技术对城市轨道交通项目的各构成部分（轨道、进站口等）的几何信息与非几何信息加以集成，建立城市轨道交通项目的建筑模型、结构模型，并加以设计校核。（1）在BIM 技术的支持下，针对轨道交通机电管线种类多、管线布置空间小的特点，设计单位可采用工作集中的方式，使不同管线专业设计人员在同一个建筑结构模型上进行设计，同时对建筑结构模型进行修改，以加快城市轨道交通项目的设计效率。（2）设计单位构建的地铁站三维实体模型精细地表达了其内在结构、空间关联关系及部件功能等，可将其作为各参建方商讨设计方案的重要的可视化参照。
2.1.2 工程施工计划模拟
在城市轨道交通地铁站三维实体模型设计、校核、获批同意的基础上，将工程进度与各类BIM 模型进行关联，实现进度计划模拟。城市轨道交通项目现场技术人员可以根据模拟结果，优化施工工序排布。在现场施工过程中，施工单位需将项目实施进度定期录入BIM 平台中，通过将计划进度与实际进度进行对比，可直观地向业主、总承包商、监理单位等展示施工进度，便于其了解工程是否按期施工、施工进度是否存在异常、异常原因为何、施工过程中是否存在有待协同的难点等。
2.1.3 工程实施环节优化
城市轨道交通项目在实施环节通常需要根据实际施工场景与环境对施工方案进行优化，以更好地贴合工程实施实际情况。BIM 技术立足城市轨道交通项目的施工全生命周期，利用强大的参数优化、数学计算、空间数据编辑与分析能力对优化后的三维实体模型进行参数复核，重新测算工作量，为施工资源的高效调度、参建各方的矛盾协调提供全局优化参考。可利用BIM 技术能确定现场的水平施工位置、一体化与车站接口施工位置及后浇带、环向施工缝位置，同时也可调整施工区域的划分和流水段划分方式，使其更符合现场施工。
BIM 技术在城市轨道交通项目三维建模可视化、工程施工计划模拟、工程实施环节优化等方面具有鲜明的协同性优势，可为业主、总承包商、施工单位、监理单位、设计单位、供应商等的有机衔接、信息交流、进度掌控、工程优化与工程量测算等提供良好的平台支撑。
2.2 平台构建
基于BIM 的城市轨道交通项目施工协同管理平台的核心在于对各参建方的数据、信息、资源等进行整合与集成，基于此构建可动态修改与优化的专业信息可视化三维实体模型，并依托模型共享与信息交流实现各参建方的协同合作。基于BIM 的城市轨道交通项目施工协同管理平台共分为3 层。
2.2.1 信息采集层
城市轨道交通项目施工过程中会产生大量数据、信息、资源，各参建方也会对数据、信息、资源有着个性化的需求，如总承包单位需要招投标信息、合同信息、采购信息等进行造价估算与投标报价，需要施工信息进行施工模拟与施工方案模拟等；
施工单位需要进度信息与施工模型进行设计冲突检测与施工模拟。信息采集层需对城市轨道交通项目施工全过程的全要素信息加以采集并加载到BIM 平台中，以供各参建方根据实际应用加以调用。
2.2.2 数据处理层
在对施工全过程的全要素信息进行采集的基础上，考虑到采集的数据具有异构特征，需对结构化与非结构化数据分别进行处理、整合后存储到BIM 平台中。在基于BIM 的城市轨道交通项目施工协同管理平台中，利用BIM 数据库与XML数据库对施工协同管理中采集的结构化数据进行存储，利用文件源数据库对非结构化数据进行存储。BIM 数据库、XML数据库与文件源数据库之间的数据转换与调用则借助IFC 标准库完成中转，为三维建模可视化、工程施工计划模拟、工程实施环节优化提供标准格式与规范的数据。
2.2.3 平台应用层
平台应用层为各参建方调用数据、信息、资源并进行信息交流、进度掌控、工程优化与工程量测算等提供应用支撑。基于BIM 的城市轨道交通项目施工协同管理平台中常见的功能如投资优化、施工模拟、协同设计与深化设计、设计冲突检测与协调、进度跟踪等。通过业务管理与平台应用，为各参建方协调工作、分配资源、缓解矛盾提供了良好的渠道。
2.3 协同管理流程
2.3.1 施工准备阶段
在城市轨道交通项目的施工准备阶段，主要由设计单位对项目施工图进行设计、建立BIM 模型并进行设计交底，施工单位对BIM 模型进行深化设计与碰撞检查，将检查无误的BIM 模型用于指导现场施工并反馈至设计单位，再由其对各施工单位共享的BIM 模型进行集成，形成整体统筹的施工方案，并在集成BIM 模型的基础上建立BIM 协同平台，为各参建方后续协同合作奠定平台基础。业主单位在此阶段主要对施工图设计审核情况进行把关，并对BIM 集成模型进行审核。
2.3.2 施工控制阶段
在城市轨道交通项目的施工控制阶段，在进度控制方面，总承单位（或施工单位）预先对施工现场进行模拟、分解WBS施工任务，构建施工进度管理4D 模型并编制总进度计划，将总计划共享给各施工单位，由各参建施工单位自行编制子进度计划与日进度计划；
各施工单位预先在BIM 平台中进行三维施工进度模拟与技术交底，并通过实际进度与计划进度的对比向总承包商汇总子项目进度。在质量控制方面，总承包商编制项目施工质量控制总体计划，将总计划共享给施工单位，再由各施工单位自行编制施工质量控制计划，构建基于质量管理的6D 系统，经质量自检后提交报验申请表，业主单位可对其进行施工质量检验审批。
2.3.3 竣工验收阶段
在城市轨道交通项目的竣工验收阶段，由施工单位根据工程施工情况提交相关程验收申请，根据验收阶段分别由监理单位和业主单位组织验收，业主单位可利用BIM 模型校核实际情况，对总包或施工单位工程进行验收审批。在工程造价结算方面，施工单位基于5D 模型对施工的工程量进行计算，提交结算申请，业主单位可基于BIM 模型对工作量进行审核，提交竣工结算申请并形成竣工模型，最后由业主单位基于BIM 模型审核对量进行工程结算，并将竣工模型存档备查。
随着城市经济的不断发展，我国众多城市的城市轨道交通进入快速发展期。但受到城市轨道交通项目专业性与复杂性的影响，加上传统施工管理模式存在孤岛现象，项目实施进度、质量管控与工程现场交叉施工都给工程的协调、管理带来诸多难度和不确定性。本研究立足工程建设视角，将BIM 技术引入城市轨道交通项目施工协同管理中，阐述了BIM 技术在施工协同管理中的应用价值，构建了BIM 施工协同管理平台，并对管理流程加以梳理，实现了各参建方的优势互补、聚合放大，提升了城市轨道交通项目施工管理的综合效果。
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