高健

（中铁建电气化局集团第四工程有限公司，湖南 长沙 410007）

BIM管理技术的应用是实现建设单位对施工单位基础信息、模型、WBS施工计划、设备材料到货计划、门禁与网络5个方面的可视化和可控性，每个方面的信息都是在工程施工前期将预期的施工过程精细化到BIM管理平台中[1-2]。作为BIM管理的执行者，BIM技术对人力资源和项目管理的要求更高，如时间节点控制、科学化的人力资源配置体系、项目管理推进与质量评价标准，都是保证BIM应用顺利推进不可替代的人为因素，从而实现施工期间顺利派工、按计划组织施工。

1 运用BIM进行监督管理

1.1 人员信息管理

（1）管理人员信息。为便于对工程施工过程中质量安全的管控，将监理单位和施工单位管理人员信息上传至平台，根据管理人员管理领域对其工作及专业进行分工管理，BIM应用中主要对参加施工生产的全部人员进行登记管理，包括项目总监、总监代表、监理工程师、其他监理人员、项目经理、总工程师、施工员、质检员、资料员、安全员等相关人员，办理平安卡，统计各管理人员姓名、年龄、身份证号、家庭住址、联系电话、所属专业和平安卡号，根据平安卡利用门禁读卡器分配IC卡（门禁卡）信息，使得施工单位管理人员在BIM平台实现可视化管理。

（2）施工人员信息。为了方便对现场施工人员的管理，便于建设单位和施工单位对一线人员的了解和管控，需统计施工单位一线施工人员信息，分专业归类，办理平安卡，包括施工人员年龄、身份证号、家庭住址、工种、安全教育、联系电话、平安卡号，并将施工人员的各项信息录入平台，通过平台与视频监控及门禁系统相结合，对施工人员进行派工工作，确保施工作业人员进入现场施工外，不允许其他非本日或本项工序人员进入施工现场，对在现场施工的人员及人数进行有效管控。

（3）电子签名表。电子签名用于派工单走流程时作为电子签章。对于监理单位，需要项目总监理工程师、项目总监代表和专业监理工程师进行统计录入；对于施工单位，只要求项目经理、施工员、质检员进行统计录入。电子签名将作为BIM电子档案的附件，具有同样效力。

1.2 门禁与视频监控管理

（1）门禁管理。项目部BIM服务器的VPN网络与门禁服务器连接，对施工人员进出施工现场进行管控，通过提前沟通和协调以及BIM管理平台门禁系统处理机制，实现远程操作门禁系统，节省大量时间。

（2）视频监控。视频监控与门禁网络相辅相成，便于施工单位在控制门禁系统的情况下确认当事人的身份，还可以通过视频监控检查现场施工的人员数量，检查施工人员的衣着及安全防护用品，检查现场施工安全防护是否到位，检查WBS施工计划与实际施工安排是否一致。

在施工质量与进度控制方面，施工过程中利用BIM数字化的监控模式，有效管理施工现场，监控施工质量，使施工单位现场管理人员可腾出更多精力用于对现场实际情况的提前预控和对重要部位、关键工序的严格把关等工作，第一时间了解现场实际情况，提高了工作效率，减少了管理人员数量，对质量问题和安全问题的发生也起到一定的预防作用。

1.3 无线通信传感器网络移动定位技术应用

（1）施工通信。进入隧道区间施工，为了保障施工作业指挥、相互通信联络，利用无线通信传感器网络移动定位技术解决施工期间的通信问题。

（2）定位服务。利用无线通信传感器网络移动定位技术，实现对既定区域作业人员的动态监测；结合预警技术，提高轨行区的安全管理效果。

2 BIM技术在施工中的应用

由于供电系统工程在BIM中的特殊性，根据《广州轨道交通供电系统工程BIM交付标准（暂行）》，对供电系统工程的BIM模型分车站、轨行区间2部分建模，车站中的变电所和综合监控模型与机电单位建立的模型进行合模，检测车站中的碰撞点和与实际不符之处，再配合机电单位对建好的模型进行调整和修改，保证双方模型的一致性；因轨行区间均采用一种软件建模，且为同一建模单位，供电系统的模型直接在轨道建设单位建好的模型上进行建模，有效避免合模过程中存在的问题，能够在建模期间就发现疏漏和错误等问题。

设计过程中难免会有差错漏碰，特别是在车站综合管线布置上，不同专业、系统间的“错漏缺”将严重影响施工进度和成本。一般情况下，施工设计人员会在施工前对车站和轨行区间进行管线设计，并解决大量管线碰撞问题[3-4]。二维图纸往往不能全面反映个体、各专业、各系统之间碰撞的可能，同时由于二维设计离散行为的不可预见性，也将使设计人员疏漏掉车站一些管线碰撞的问题。因此，可在管线综合平衡设计时利用BIM的可视化功能进行管线碰撞检测，检查变电所电缆引入和引出、支架安装、桥架安装、预留孔洞位置、钢管预埋等工序的碰撞情况，将变电所BIM模型与机电安装模型合模所存在的碰撞点尽早反馈给各专业设计人员，为实际解决问题提供信息参考，优化设计方案，尽量减少现场的管线碰撞和返工现象，以最实际的方式体现降本增效。

（1）利用BIM进行设计图纸会审。目前的三维可视化技术可直观地将供电系统工程与现场实际工程对比，考察理论化与实际的差距和不合理性。同时，BIM模型的对比可使建设单位和施工单位对施工过程及地铁相关功能性进行进一步评估，从而提早反应，对可能发生的情况进行及时调整。

（2）利用BIM进行安全技术交底。应用BIM技术进行三维管线碰撞检查，不但能彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少建筑施工阶段出现错误损失和返工的可能性，而且优化净空和管线排布方案。重要的是施工人员可利用碰撞优化后的三维管线方案编制作业指导书，进行施工作业安全技术交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了普通作业人员的理解执行能力。

（3）利用BIM进行派工管理。施工阶段BIM技术的应用关键就是实现派工，派工的价值在于：可随时随地了解施工计划工程实际进展；对工程项目的各种问题和情况了如指掌。通过BIM技术结合施工方案、WBS施工计划和现场视频监控，大大减少了返工和整改。

3 四维效果模拟实现工厂化预配

利用BIM技术结合现场实际情况进行建模，可以利用模型精确的数据进行预制加工，如车站网栅、电缆长度和走线方案、电缆编排顺序、桥架切割预制、线槽预制等需结合现场条件的施工，有效提高工作效率，也方便日后业主的维修维护，从而实现数据信息的共享[5-6]。将BIM与供电系统工程信息相结合即可实现四维模拟，不仅可直观体现施工的界面、顺序，使各标段与各专业施工间的施工协调变得清晰明了，而且通过四维施工模拟与施工组织方案的结合，能够使设备材料进场、劳动力配置、机械配备等各项工作的安排变得更为经济有效。同时，设备吊装方案（见图1）及重要施工步骤都可用四维模拟方式明确向业主、审批方展示。

4 工程计划

4.1 WBS施工计划

4.1.1 车站

图1 利用BIM进行设备吊装动画演示

广州地铁4号线南延段正线划分为6个车站，每个车站编制1个WBS施工计划，每个车站的WBS施工计划具有各自的独立性，避免车站施工人员重复派工，车站施工计划按照变电所专业的主要施工工序进行编制，第1级别为供电系统，第2级别为变电所，第3级别为变电所子系统，第4级别为分部分项工程，第5级别为车站所属层次，第6级别为车站施工区域大轴网，第7级别为施工工序。

总计划的施工工序时间按照总计时间进行编制，充分考虑施工所使用时间，总体根据完成施工的时间节点进行调整，把控工程进度推进的大指标。月计划的编制更详细，按照一次工序为3 d时限进行分解，并按照各车站所在小轴网分层作业，固定施工区域，有效避免交叉施工的干扰。

车站中的变电所在BIM应用中体现为实体工程量，因此WBS施工计划需与BIM相对应，车站各专业分部分项实体工程主要包含以下内容：

（1）变电所专业：设备基础预埋件制安、电缆桥支架安装、接地扁钢制安、设备安装、电力电缆及控制电缆敷设、电缆头制安、接地电缆敷设、盘柜及二次回路接线、PSCADA系统、网栅、铁件制作。

（2）综合监控专业：底座安装、设备安装、线槽敷设、光电缆敷设。

变电所设备模型见图2。

4.1.2 轨行区间

广州地铁4号线南延段正线划分为6个区间，每个区间编制1个WBS施工计划，每个区间同样具有各自的独立性，避免轨行区间施工人员重复派工，轨行区间WBS施工计划按照供电系统各专业的施工流程进行编制，第1级别为供电系统，第2级别为各专业，第3级别为各专业子系统，第4级别为分部分项工程，第5级别为轨行区间各中桩坐标，第6级别为施工工序。

图2 变电所设备模型

轨行区间总计划和月计划的编制要求基本同车站一致，唯一不同之处是轨行区间按照里程标区域划分，固定同一轨行区间的施工区域，供电施工单位WBS施工计划派工跟随轨道建设单位的派工进行顺移，解决轨道建设单位和供电施工单位的施工交叉问题，结合施工组织安排，统筹规划施工区域，有效避免误工怠工情况的发生。轨行区间各专业的分部分项实体工程包含以下内容：

（1）环网电缆：电缆支架制安、遮阳罩制安、电缆敷设、光缆敷设、光缆成端、接地扁钢制安、电缆中间头制安。

（2）接触轨：支架底座安装、绝缘支架安装、接触轨安装、中心锚结安装、防护罩安装、回流箱安装、隔离开关安装、避雷器安装、接地扁铝安装。

（3）刚性接触网：槽钢底座安装、汇流排架设、接触线架设、架空地线架设、架空地线下锚、接地跳线安装、电缆敷设。

（4）疏散平台：平台安装、扶手安装、步梯安装、蹬车平台安装。

（5）杂散电流：传感器安装、转接器安装、参考电极安装、电缆焊接。

区间接触轨模型见图3。

4.2 设备材料到货计划

设备材料到货计划紧随WBS施工计划，到货计划要提前，保证施工计划的推进，避免派工过程与实际施工工序不一致，并且在施工过程中对安装的设备材料进行二维码扫描，录入到BIM管理平台，作为系统中已完成安装的凭证。

根据各专业设备材料清单编制设备材料到货计划，设备材料到货计划内容主要包含所属区段/车站、专业、供货渠道、合同设备材料名称、规格型号、合同数量、到货设备材料名称（乙供）、到货规格型号（乙供）、计量单位、计划到货数量、计划到货时间。

图3 区间接触轨模型

5 结束语

BIM技术在工程建设中的非凡价值已经在众多投用的工程项目中体现，从设计到竣工，可以全方位地对建设工程进行良好管控，可实现事先校对图纸及提前发现解决施工过程中的问题，使工程建设顺利有效进行，避免发生不必要的工程延期和质量安全问题。广州地铁将BIM引入地铁项目建设中，在全国城市轨道交通建设中开创了先河，各施工单位将对BIM进行深入学习，使BIM技术在地铁建设中发挥出巨大作用。