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BIM案例-房建-BIM技术在超高层总承包施工管理中的应用.pdf

第一届全国BIM学术会议论文集 北京·2015

BIM+在超高层总承包施工管理中的应用

1.中建三局第一建设工程有限公司，广东产州510635； 2.中国建筑股份有限公司，广东广州510660）

【摘要】以国内超高层项目中首次成功运用BIM+项目管理系统的西塔项目和国内超高层项目包 新深入运用的东塔项目为例宝鸡市行政东路道路排水工程施工组织设计，分析BIM系统运用思路及运用点，为总承包施工项目管理中BIM 页目管理系统集成运用提供一些有价值的参考和启迪。 关键词】超高层：总承包：项目管理：BIM

2.1西塔BIM应用背景

广州西塔（现更名为广州国际金融中心），工程地下5层，地上103层，总高度441m，总建筑面积为 45万平米，总投资近60亿元，由中国建筑工程总公司与广州市建筑集团有限公司联合承建。 西塔项目作为超过400m的世界级高度的超高层，施工复杂度也是世界性。项目部能否按进度保质保 量地完成项目目标是一个公司履约能力的体现，也代表了一个公司的实力。而西塔项目施工面临着以下难 点和问题：①其工程量巨大，图纸繁多；②工期异常紧张，440m的高度工期只有1007天；③场地非常狭 小；④造型新异，结构复杂：③施工难度大，施工工艺复杂，工程要求高，目标要求获得鲁班奖和塔詹天

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佑奖两项大奖；③项目为联合施工总承包管理模式，专业分包，直接发包单位众多，总承包协调管理难度 大：7制约性强，项目的管理难度大，项目的分包由业主招标，许多条件约束。 针对以上难点和困难，传统的项目管理手段已经无法适应也不可能解决，为此项目唯有应用科学技术 和信息技术手段解决问题、提升管理水平。 项目部在应用项目管理系统提升管理水平的同时和国内BIM产学研的引领者一一清华大学土木工程 系张建平老师合作定制了西塔项目的基于IFC的4D施工管理系统，重点对进度控制进行立体监控，对项 且施工过程实现可视化管理，这是当时国内首次在超高层项且中运用了4D系统的项且，

场地布置的4D动态管理

图1西塔项目系统截图

西塔项目BIM系统的实现过程，见图2： （1）先模型的创建，用Autodesk公司的Revit创建三维模型，模型的细化到分专业楼层构件级别， 然后导入到4DBIM系统中。 （2）将部分资源，主要是钢结构构件的资源导入到系统中并和模型对应关联，形成已完成工程量和 俏耗的资源量。 （3）将进度计划WBS按楼层构件进行分解后，导入到BIM系统中和模型关联，实现三维模型加上 时间进度属性的4D系统，实现施工过程模拟。 （4）将施工各阶段的施工平面布置图导入进去，注明时间段，在不同时间的施工阶段显示相应的施 工平面布置图，以了解现场平面布置情况，并进行合理地调度。 （5）通过施工日报的填写，标识已经完成的工程，以此将实际施工进度展现出来，通过不同颜色的 标识，形象地展示出了实际进度和计划进度的对比

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（6）将远程视频监控融合到BIM系统中，通过现场的视频监控和模型的对比，可直观掌握项目实际 进度与计划进度的差异，并及时了解项目安全生产及施工现场作业人员情况，通过分布在施工现场的各个 监控能够打开查看现场实际进度，还可以和模型中的计划进度进行即时的比照，将现场实际状况也掌握在 模型系统中

图2西塔BIM系统界面

西塔4D系统的运用是BIM在超高层项目施工阶段的初始局部运用，尽管运用只是土建专业为主，没 有机电专业的管线综合、碰撞检测等的运用，但其施工模拟、施工工艺交底、进度的可视化等的运用在国 内建筑业超高层项目施工中的运用属于首次，其具有以下创新3： 首次在超高层项目中运用具有自主知识产权的本土化首款BIM运用软件，尽管在当时功能还有待完善 首次在超高层项目中运用了4D施工模拟和施工关键工艺交底。通过模型和导入的施工进度关联，实现了 进度的可视化；新增加的施工日报的录入，实现实际进度和计划进度的即时对比并形成进度的预警，让进 度在掌控中；新增加的场地平面管理，实现了不同阶段的场地平面动态管理为施工管理提供清晰的动态平 面；通过视频监控的融合，强化了项目现场安全意识，通过实际进度和模型的对比，可直观掌握项目实际 进度与计划进度的差异。 2009年在深圳召开的建筑行业交流会上西塔基于IFC的4D系统得到了与会嘉宾和专家的认可，在以 士和住建部信息化专家为鉴定小组的鉴定会上被鉴定为国际领先，也先后获得建筑业协会优秀项目管理 成果一等奖、华夏奖一等奖、北京市科技进步奖、三等奖等奖项，标志着西塔项目BIM系统运用的领先性。

3.1东塔项目BIM背景

广州东塔亦称周大福中心，总高度为530m，总建筑高度116层高，总投资额超过100亿元人民币， 于2009年9月28日正式动工兴建，由中建三局和中建四局联合进行总承包施工管理。 作为华南第一高楼乃至世界上都能排上名的超高层大楼，广州东塔项目具有工期紧张、施工难度大、 空间狭小、图纸管理困难、关键节点施工过程难以理解、施工单位众多、管理复杂等特点。而且东塔项目 各专业设计之间冲突众多：各参与方之间基于二维图纸沟通交流困难、不直观，且图纸及文档难以管理：

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施工过程复杂，进度计划常有纸漏，施工过程模拟、分析及控制不便，复杂结点施工工艺难以理解；同时， 由于施工方众多，工作平面及施工场地管理及分配密集复杂，急需直观的场地及工作平面管理工具；进而， 使得东塔项目随施工进度的工程量及成本计算分析复杂、低效，带来成本控制、主分包之间工程款支付的 不便。 东塔项目部决定引进BIM系统，利用先进的信息技术，紧密结合广州东塔项目的管理特点及建筑施工 行业特点，打造适合广州东塔项目管理特性的信息平台，提供科学、有效的信息化管理方法和手段，从而 提高项目管理效率和决策能力，确保东塔建设高效、顺利完成。 东塔项目BIM管理系统包括“一平台四个专业”，实现项目各平台与专业系统之间信息的传递与共享

3.2东塔项目BIM系统的平台研发

东塔项目BIM系统“以三维模型为载体，以图纸文控为基础，以进度计划、东塔项目BIM系统工序、 合同管理为核心”的思路，开发的总体目标是：建设一个平台四个专业，利用BIM技术为项目日常精细化 管理提供支持。具体研究内容如下： （1）建立一个东塔信息模型管理平台，见图3。该平台以各专业深化模型为基础，包含深化设计的所 有图形和数据信息，并设计有信息输入和导入功能，以便于在深化模型的基础上附加造价、实耗等相关属 性信息。在此基础上实现相关的管理。

地暖施工组织设计图3东塔项目BIM总体架构

（2）通过平台实现除了常规的管线综合、碰撞检测外还包含以下管理功能。工程进度动态管理、图 纸变更的动态管理、总包各专业工作面动态管理、工程量的自动计算及商务、总包对业主和各分包的合约 及资金管理、劳务队信息的管理、运维信息管理（电子化工图）。 东塔BIM系统的主要关键技术包括：基于互联网及数据库技术的BIM服务器技术、基于互联网访问 的BIM文件格式处理技术、基于IFC的信息交换技术、三维图形平台技术等。

3.3东塔项目BIM实施运用

东塔BIM系统实施效果突出的是对深化设计的管线综合碰撞检测以及施工过程的模拟、关键工艺向分 包方技术交底、图纸审查、工序工作面的管理等。 （1）施工进度的可视化。通过三维模型和进度计划的挂接，由施工部人员填报施工日报，形成实际 进度，实现实际进度和计划进度的即时对比和进度的可视化。 （2）施工过程的模拟。按时间先后顺序模拟施工过程，清晰、直观、立体、形象地展示施工过程 步骤和施工细节。钢结构吊装、塔吊顶升等关键设关键工艺，用4D模拟方式向各方展示出来，见图4。

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（3）关键施工工艺交底。由于本项目属于超高层，项目造型新颖、结构复杂，许多关键工艺都是复 杂多变，特别是钢结构构件层高、体量大、结构复杂（有116层、吊重量9万吨、桁架层因考虑受力复杂 多变），直接影响着工程的质量、安全、进度等，且对施工要求高，故现进行关键工艺向分包方模拟技术 交底将极大地提高工作效率。 （4）管线综合。超高层项目的机电专业管线复杂、量多、层高，且实时地与土建、装修专业进行配 合，因此必须在机电管线安装时合理地利用安装空间，预留足够的检修空间，考虑实际管件的采购及制作， 考虑支吊架的制作及运输安装，见图5。

（5）碰撞检测。利用BIM系统的模拟可视化功能，及时发现有冲突的管线，进行管线碰撞检测后， 第一时间降低了现场的管线碰撞和返工现象，体现了降本增效，践行低碳施工的理念。 （6）算量成本。计算工程量与主合同条款关联，自动汇总任意时间点的资金收入情况防雷与接地设计施工要点.pdf，实耗工程量 与分包合同条款关联，能够实时汇总现场实际发生的成本情况。 （7）图纸审查。通过三维模型审图，三维可视化直观地显示所需要的部位详情；能快速一键智能检 查图纸的错误，将冲突消灭在施工之前，而且根据行业规则检查能确保准确性和有效性；同时将各专业全 面多种检查类型同时检查。

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尽管由于当时发展的局限性、项目的短期性决定了BIM运用的局部性，但对西塔、东塔两个超高层项 目本土化BIM+项目管理的创新性运用研究，对建筑业仍具有标志性意义，对项目管理水平的大幅提升是 无可置疑的；充分展示了BIM作为建筑业革命性技术工艺，伴随着建筑行业的高速发展，竞争的加剧、企 业精细化管理的要求，许多企业都将BIM作为其核心竞争力，而且BIM技术和项目管理及物联网等将更加 紧密集成，且超高层项目中的运用将普及