[分享]从京雄城际铁路施工看BIM应用如何落地!

发表于2019-04-25     497人浏览     1人跟帖     总热度:330  

从京雄城际铁路施工看BIM应用如何落地!
北京至雄安新区城际铁路(简称“京雄城际铁路”)预计2020年年底通车。该铁路是完善京津冀区域高速铁路网结构的关键,通车后,将实现北京城区与雄安新区半小时通达,具有十分重要的意义。为了更好地建成并运营京雄城际铁路,BIM应用被运用于设计、施工到运维的全过程应用,并被推到了新的高度和深度。此次BIM应用,将为BIM技术在线性工程建设阶段的广泛应用起到重要的示范性作用。今年2月底,《新闻联播》对京雄城际铁路的BIM应用做了全面报道。下面是记者对该项目的重要标段——京雄城际铁路第三标段工程(又名“机场二号隧道”)的信息化部部长李凯旋,探讨并分享其BIM应用的实战经验。

在线性工程中,BIM应用应该侧重哪些方面?

李凯旋:
铁路、公路等线性工程与工民建的区别在于,线性工程具有工程专业性强、社会投资大、施工作业面多等特点。线性工程的施工过程与自然环境息息相关,又会对社会环境造成巨大影响:施工场地与周围高压线、下穿管道的安全距离要求更高,防护要求也更高;施工器械的作业面积范围更大,施工组织更加复杂等。

相对于工民建中的机电、给排水、暖通等各专业存在冲突碰撞较多的情况,线性工程并不存在太多的专业打架情况。所以线性工程更依赖于BIM技术的三维可视化,以及BIM技术与其他技术(如VR技术、GIS技术、倾斜摄影技术)的有机结合。仅仅建立BIM模型,对线性工程的效益和实际帮助意义并不大,关键是如何充分利用好BIM模型,线性工程对BIM模型的准确性要求并没有工民建工程那么高,但是对BIM模型的应用要求却犹有过之。总体而言,BIM技术在工民建方向已经非常成熟,但是在线性工程的应用上,还有很大潜力可以挖掘,也需要发挥BIM从业人员的想象力和综合能力。
BIM技术在该项目中的应用重点有哪些?

李凯旋:
“机场二号隧道”于2018年6月份开工,工期为24个月,但是考虑到施工完成后,隧道主体结构需要观测沉降3个月,永定河有4个月是汛期不能施工,还要预留铺轨和通电的时间,实际工期只有10个月左右,工期极为紧张。为了保证按时按质完工,项目部分成了七个工区,准备40余辆衬砌台车,多个作业面昼夜施工,任务非常繁重。

针对工期紧、任务重两大难点,我们组织了相关人员根据施工图纸完成了工程的BIM模型,主体结构(衬砌、仰拱、围护桩、降水井)建模精度为《铁路工程信息模型分类和编码标准(1.0版)》标准的LOD 3.5,其他结构建模精度为LOD 2.0。我们在3D仿真软件中,将工程模型与工期相关联,对每个工区的每个构件的施工组织分别进行了工序级别的4D模拟。

针对项目主体结构的精细化建模,我们抽取部分路段,将每个隧道的构件进行了LOD 5.0精度的建模,模型精度达到了竣工级别。在高精度模型的基础上,我们将工艺流程融入了4D模拟中,生动地把衬砌钢筋绑扎、仰拱钢筋绑扎、防排水施工交底做到了工艺级别的细度。工人们在作业之前,都会组织一起学习施工交底,还可以随时登录到我们的平台,在手机上直接查看相关内容。

现在,VR体验馆已经是每个工地的标配,我们项目的VR体验馆是真正地基于本项目做的,选取一段典型路段的模型,完成了安全风险教育VR动画。我们的衬砌台车以及混凝土温控设备,都接入了互联网,可以在BIM管控平台上对混凝土的温度、强度、应力变化进行预警和查看。
工人们正在绑扎仰拱钢筋

实际完成效果

咱们的BIM如何与原有的项目管理体系相结合?

李凯旋:
京雄城际铁路第三标段最大的特点就是将BIM技术与传统的项目管理体系相结合。我们通过把工程量清单和模型构件进行分解,然后通过程序把分解后的清单和分解后的模型进行关联,每个构件模型关联的工程量清单的信息(进度、费用、质量等)都会在平台进行体现。技术人员在填报工程量和产值的时候,准确定位到BIM模型的具体构件,点选之后,将每日的施工情况进行上报。

项目管理人员可以在平台上随时调阅施工信息,总览项目全局:已完工、施工中、未开工的构件分别以不同的颜色显示,管理人员可以知晓各个工区的整体进度。在平台上,BIM模型与GIS技术相结合,可以随时查看沿线拆迁情况,每月一次航拍现场,可以将现实进度与BIM模型进度相结合查看。大部分现场的问题表单和检验批的表单都通过移动端上报到平台汇总,管理人员可以在PC端或移动端分别进行处理,实现闭环管理。现场人员的施工日志每天在BIM管控平台上填写,填写完了通过数据接口接入铁路总公司的管理平台,方便建设单位进行查阅现场情况。

实际钢筋布设与模型钢筋

该项目的BIM团队是如何组建、如何运行的?有哪些经验值得借鉴?

李凯旋:
接到BIM任务的时候,项目部领导层决定在管理人员中,抽调施工现场经验丰富的骨干人员,担任信息化部的部长。本人很荣幸地承担这一工作,全职负责本项目的BIM事宜,包括收集建设单位的BIM需求、跟BIM咨询方的对接、检验BIM应用的成果、落实BIM成果在项目上的应用,总结BIM技术在京雄城际铁路上的技术路线。

首先,我们全面制定了本项目的实施方案,包括从模型的建立、模型的应用、管控平台的搭建;然后,根据我们的方案,多方挑选BIM咨询单位,最终挑选了中交集团的中交第二航务工程勘察设计院有限公司(简称“中交二航院”)的BIM团队,为我们落实京雄城际铁路的BIM方案。咨询方派遣了2名技术人员长期驻场,为该项目的BIM咨询提供技术支持。我的经验就是,只有在工作的前期多交流多沟通,后期的成果才能保质保量,前期沟通不到位,那么后期就要经常修改。因为术业有专攻,BIM咨询公司的技术人员可能对施工现场的流程不太清楚,如果让他们单纯地看施工技术交底文件,很多术语和名词都会产生理解的偏差。每次做4D施工交底前,我们都会组织技术人员,包括他们公司里的人员开视频会议,我会把交底文件上每句话的意思、每道工序的操作方式、每个机械的现场照片都告诉他们;如果他们有疑惑,也会及时提出来,前前后后要把方案讨论两个小时左右,保证制作人员明白工序是什么样的流程,那么他们后期在制作相关4D模拟的时候,就会顺畅很多,而且返工率会大大降低。
在基建施工领域,BIM技术的应用主要有哪些困难?如何看待这些困难?

李凯旋:
京雄城际铁路每个标段的BIM应用的深度都相当高,普通施工单位的技术中心可能都无法胜任这个应用要求,施工项目部就更难以达到这个水平,一般都得找第三方的专业团队来做。所以做BIM应用的投入较大,但是由于基建项目的投资体量巨大,动辄几十上百亿元,实际产生的工程效益相对于项目的体量来讲,占比太小,所以离BIM应用的预期还有一段差距。我认为,出现这些情况也很正常,基础设施的BIM应用还没有像工民建那么成熟,想产生明显的效益还得有一个阶段来过渡。现阶段,我认为主要的工作还是要把这项技术持续推广,让更多的项目应用BIM技术,参建方一旦形成了规模,大家群策群力,真正地让BIM技术能够产生实际效益,为国家和社会减少不必要的损耗,提质提效。这是我们所有从业者的初衷和目的。我们希望让大家能够更深入地了解京雄城际铁路项目的BIM应用,帮助行业将BIM应用提升到一个新高度。
有观点认为,大项目比较适合使用BIM技术,小项目没有必要使用BIM,您如何看待这一观点?

李凯旋:
BIM技术并不是什么特别高深的技术,建模和应用级别的操作不需要工程人员去学开发,只需要几个月的时间兼职学习就能掌握。未来,BIM技术是要取代二维图纸的技术。在未来,设计文件的交付可能将是三维模型的交付,所以不应该有BIM技术适合在大项目上使用的说法。恰恰是小项目做BIM应用的成本较低,关注度和要求并不高,施工单位更应该从小项目开始练手,培育自己的人才,这样才能为大项目做好技术储备和人员储备。BIM技术应该作为一个施工单位的战略性方针来考虑,而不是建设单位有要求就搞,没有要求就不搞。实践证明,做BIM越早的单位,现在的名声更好,积累的应用点更多,建模和应用技术更成熟,业务也更宽泛。
目前,基建行业的BIM人才是怎样的一个状态?饱和度如何?您对BIM人才建设有何建议?

李凯旋:
基建行业的BIM应用还不是很成熟,尤其市面上主流的平台欧特克,其对线性工程的建模支持并没有那么成熟。现在建模方面的自动化程度还不是很高,只有专业度较高的BIM人员才能用程序式建模辅助工具来完成桥梁隧道等线性结构物的快速建模,大多数技术员还是只能手动建模,效率比较低,准确率也不高。以基建为主的施工单位能真正把BIM应用落地的,可以说是凤毛麟角。

我认为BIM人才的培养,不仅仅是建模、模型应用等技能的学习,还得熟悉工程建设的业务,懂计算机技术;一个合格的BIM人才应该能独自策划和推动整个项目的BIM应用,可以跟建设方谈项目管理,跟施工方谈工程管控,跟开发人员谈信息化流程,要掌握相对复合的专业知识,打造这样的一个BIM人才需要施工单位有资源的倾斜,在培训上要花相当大的力气。

从行业发展趋势来看,BIM平台会不会代替传统的项目管理平台?

李凯旋:
BIM技术的出现并不是要取代某种技术,或者说颠覆某个行业。现在很多咨询单位和软件厂商过度吹捧BIM技术,其实这并不是一个很好的现象。说到底,BIM技术还是工程建设的辅助工具,可以适当地减少项目的后期变更,提前优化项目的组织方案。BIM平台也只是在传统的项目管理平台上增加一些多样性,并没有改变项目管理的本质,也就是进度、质量、安全这几块大的内容。很多施工单位的项目管理平台已经沿用了几年甚至十几年,操作简单,相对稳定,对数据集成的要求并不高。BIM平台的出现无疑会极大地丰富传统的项目管理平台的内容,将许多立体的、可视化的信息集成进项目管理平台,也要对接其他施工设备的运维信息,这对硬件和软件都提出了更高的要求。施工单位必须全面迎接这样的市场挑战,通过革新传统的项目管理平台,学习一批前沿的计算机技术,培养一批复合型人才,将完成的项目成果归纳总结成模型库,通过不断迭代自己的产品,将自己的库打造得更加完善。所以这不仅是挑战,也是一次改革升级的机遇。

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作者:京雄城际铁路施工三标信息化部部长  李凯旋



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