【BIM案例】中鐵上海工程局:昆山地埋式污水處理廠工程BIM技術應用

2015/12/19


  工程概況

  隨著經濟和人口的增長,對大自然的污染愈來愈受到人類的重視,在城市化進程中對污水處理提出了越來越高的要求,同時城市土地的快速開發對污水處理廠的建設選址產生越來越不利的約束,面對污水系統約束性和土地資源稀缺性雙重瓶頸,類似于本項目的地埋式污水處理廠便出現了。

  昆山北區污水處理廠三期擴建工程采用了與傳統的地面整體廠房式有別的地下整體箱體式建筑方案。該工程采用了集約化的設計,建筑結構、地下交通、管線綜合、給排水、電氣、通風及消防設計等均設置在一個有限的狹窄地下空間內,技術難點多,工序繁雜,項目實施風險系數很高。因此,為更好的控制施工安全、質量、進度、效益等,首次引進BIM技術管理項目,達到研究、掌握BIM技能及應用知識,以實踐驗證應用效果。

  本工程建筑面積為45783.3平方米,層數為地下一層(水處理構筑物),地上一層(框架結構廠房),屋頂上部的通風室和樓梯室,建筑檐高7.3米。

  根據設計圖紙,箱體劃分為6個區,包括樁基、基坑支護、土方、構筑物、房建、設備電氣等專業。


  采用BIM技術原因

  1.由于施工管理人員平時事務多,而且工期緊,所以往往圖紙是干到哪兒看到哪,對工程的全局掌控存在一定問題。通過BIM的建模可以對圖紙進行全面的了解,因此在模型建立完成以后,施工人員對圖紙會有一個深刻的理解和認知,大大提高了在施工管理中的工作效率;

  2.在以往技術交底只有文字體現,往往由于勞務隊工人理解錯誤,造成材料和人工的浪費,降低了施工效率。應用BIM模型后,講文字資料以形象的圖片的形式表現出來,是勞務人員更加理解技術交底的內容,避免了不必要的材料和人工的浪費,大大提高了施工效率;  

  3.由于箱體內部安裝管道復雜,在結構施工的過程中留置預留洞較多。往往在結構施工完畢后才進行安裝,所以經常會出現預留洞和安裝管道發生碰撞及管道與管道之間發生碰撞等情況,而維修返工必會造成經濟損失,工期延長。在建好模型后發現以上問題可以提前對圖紙進行優化,減少不必要的經濟損失;

  4.施工過程中經常發生設計變更,而原計算好的工程量很難做到隨變更隨時改變。而利用模型生成的明細表統計出來的工程量,會根據對模型的修改自動更新,使施工人員對工程量有一個實時的掌控,從而提高成本的可控性;

  5.在施工過程中,經常出現材料的多次搬運,造成材料、人工的浪費,延長了施工周期。利用BIM建模,做到分區域材料用量統計,材料運輸一次到位,減少材料、人工的浪費,施工一次到位。


  魯班BIM解決方案優勢

  BIM在施工建造階段解決方案,具有較大的領先優勢。

  1.BIM建模效率高。利用電子CAD圖直接進行轉化,平均2-4天可以完成1萬平方米全專業BIM模型建立;

  2.本土化優勢強。系統自動集成清單以及各地定額,并且可以根據當地計算規程出預算量。對國內設計規范、計價規則有10多年、數十萬項工程應用成果;

  3.聚焦于建造階段BIM應用。魯班BIM應用側重于整個建造階段,以高細度的多維度結構化數據庫為核心優勢,對BIM在項目全過程實現進度、質量、安全、成本全方位應用,包括碰撞檢查、材料管控、成本控制等;

  4.一模多用,建造階段應用數量最多。建立的BIM模型可以用于碰撞檢查、施工指導等技術方面,也可以應用于工程量計算、材料管控等經營方面。也可以從Revit等設計軟件中導入BIM模型;

  5.具備企業級的BIM數據庫解決方案和系統把BIM應用與云計算相結合,使項目和企業形成有機整體,實現協同辦公和數據共享;

  6.BIM云數據中心。魯班是通過云加端的模式進行協同共享,而且是在線直接獲取資料和信息(數據級的共享不同于文件級的共享)工程都在云端,數據都是通過云計算,大大增強了工作的效率減少了對于個人計算機的要求等。


  BIM標準

  為確保BIM應用實施順利及在后續工作可能產生的誤差控制在最小,保證模型的準確性將是BIM實施的前提和基礎,為此,BIM模型建立了一整套標準及繪制流程。



  圖紙問題記錄標準:圖紙問題的及時發現是對項目圖紙問題會審是很有利的,在建模過程中養成良好的圖紙記錄習慣將會取得事半功倍的效果。在記錄的同時需要一套標準及規范來支撐,現將部分圖紙問題記錄標準展示如下。





  施工場布

  1.利用二維圖紙建立三維場布模擬圖可以實現提前將生活區、作業區進行合理規劃; 

  2.出具施工詳圖、腳手架詳圖、砌體排布圖實現三維交底,指導施工; CAD布置圖。




箱體場布圖


  施工段劃分

  項目人員通過劃分好的施工段,可以準確的對各施工區域工程量進行提取。對分包的精準結算起到了較好的把控。



  項目資料掛接與管理

  項目人員通過BE系統可以實時查看到所需資料文件,使項目各人員之間的信息交流更加順暢。截止到11月。

  1.根據后臺顯示登錄BE系統1837次,,按照查閱數據100次節約10個人工計算,共計節約人工 180個

  2.BIM資料660多份,按照查閱10份資料節約一天人工計算,約節約人工66天。


基坑監測日報

技術交底

資料檢索


  變更資料管理

  本工程實現了對工程內業檔案資料、設計變更資料的管理,資料與模型構件相關聯。

  

  iBan照片上傳

  iBan是一款便于交流,容易與操作,實現“高效率、低沉本”的質量缺陷安全管理系統,云端應結合+移動移動設備相結合的管理模式,現場工程師拍攝的任何缺陷的檢查及涉及到安全的照片,通過移動設備傳輸,精確定位到BIM模型的相關位置,實現快速有效的缺陷處理和質量檢查及安全風險預防功能,最終達到提高工程質量、成本消息和掌控現場的最終目的。

 

  運維管理

  在施工階段,會有大量的數據資料,我們可以通過模型將信息傳遞給運維階段的相關人員,同時也是提醒相關人員設備需更換,維護時間,可以方便維護人員的維護,防止人員多次調換遺忘維護時間。

 


  進度計劃關聯

  項目人員通過魯班SP實現施工項目布置可視化和各種施工設備、設施的動態管理。同時根據SP關聯,可以輕易提取時間節點內的工程量和造價信息。對于項目管控提供了極大的方便及精準化分析,同時項目部人員對工程進度有了一個更具體和直觀的了解。



  預留洞口

  使用魯班土建快速生成預留洞口功能,可以就預留洞孔一鍵生成,大大提高了洞口查找的準確率及工作效率。

  注:避免了因施工遺漏返工而消耗大量人工或延誤工期,此部分產生的經濟效益將非常可觀。



  資源分析

  項目人員通過MC系統可以實時查看到工程量、造價隨進度而改變的信息,并且使用資源分析功能,可以精準的分析單個工程及多個工程的對比信息。

  注:MC系統114次,按照查閱數據100次節約10個人工計算,共計節約人工12個。


  碰撞檢查

  送風管、橋架、工藝管道等與土建墻體碰撞、管道之間碰撞問題均可自動生成碰撞報告。由于箱體內各類管道布置錯綜復雜,通過BIM碰撞檢查,省去了大量審圖時間和避免了問題遺漏,為安裝工程贏得了效益。

  舉例:通過碰撞檢查及時發現了土建設計時遺漏的預留套管,經設計院同意,現場施工安裝預埋套管,避免了可能因此造成的質量事故。

 

  

  管線綜合

  通過碰撞檢查的預留洞平面圖,可以清楚顯示預留洞口的結構尺寸、定位情況,能夠準確指導現場施工。

 

負一層細格柵及爆氣沉砂池局部洞口定位圖

  

  BIM多方協同互動

  魯班BIM人員配合業主及其他四方人員演示模型和BW,通過協同項目與業主進行了一次良好的BIM互動,對于后期BIM的實施起著積極的促進作用。

 

BIM糾錯會同設計更改業主使用BIM優化項目管理運營

  

  部分BIM應用效益分析

  凝土管控效益分析:2015年8月5日,駐場顧問針對項目的基礎部分混凝土實際澆筑量與BIM模型量進行了對比分析(吊模處工程量為保守統計),分析詳情如下:


  

  鋼筋管控效益分析:駐場顧問在現場工作期間深入施工一線現場,根據11G系列平法規范,在和項目現場人員深入溝通以后,發現本項目鋼筋存在以下浪費問題。經現場分析:現場板筋、剪力墻等綁扎不合規范造成經濟損失,利用BIM技術提前分析管控,板筋綁扎錯誤風險提示60t,剪力墻起步距離問題錯誤風險提示10t【實際偏大】;共計節約鋼筋75t;按市場每噸3000元計算,可為項目節省資金20萬元左右。

  現場實測板面筋直徑為14,多處搭接長度已經達到2米以上,遠超設計規范,無疑對鋼筋造成嚴重浪費。僅一個板塊內就出現多處搭接過長問題,經粗略估計整個-1層板至少浪費5~10噸鋼筋,整個工程至少浪費30~50噸鋼筋。

 

  碰撞檢查效益分析:通過碰撞檢查出墻體未作預留洞的位置共計34處,這就導致在后期的管道,橋架以及暖通的安裝上要重新開鑿孔洞,這不僅僅浪費人力,物力,還會造成工期的延誤,由此可節省人工約10工日,節約時間3天,人工按照每人工日200計取,每個碰撞點預計節省1000元,則避免返工、材料費4.0萬元。

  例如1層軸網45-46/L-K處V型濾池&反沖洗空氣管DN400(相對標高H=1100mm)與土建TNQ200(工程標高H=2900mm~8700mm)相交處土建設計沒有預留洞。


  管線綜合效益分析:管道交錯碰撞,則導致管道無法順利安裝,勢必造成管道返工的情況,造成材料、人工的浪費,工期的延誤。根據規范及要求,對此復雜節點進行了方案排布,規避了管道碰撞的問題,使管道成排布置,盡量按照墻體已有預留洞的位置敷設,而且達到美觀效果,最大程度的節省了材料,利用了可用空間。對此項目處進行碰撞檢查,共檢查出碰撞點753余處,考慮到一些碰撞在實際施工過程中會做變通處理,不會產生真正的碰撞,經過后期管線綜合篩選得出施工平面圖和刨面圖,則預計避免返工、材料費10萬元。


  如需本項目BIM應用完整成果報告請加QQ2885032126索取。


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