BIM綜合應用，看成功項目案例是如何做的

一、項目概況

石洞口污水處理廠提標改造工程提前42天通過竣工驗收，實現了無質量安全事故，一次驗收合格率100%，標志著石洞口污水處理廠提標改造工程按時完成政府下達的建設任務并提前發揮作用。項目最終收獲了包括全國“創新杯”最佳市政給排水BIM應用獎、全國“創新杯”優秀總承包BIM應用獎、上海文明工地升級示范項目、上海首屆BIM技術應用創新大賽最佳項目獎等30多個獎項。 

二、BIM技術應用概況

1、工程范圍 

本工程主要內容包括：污水處理廠出水水質穩定達標一級A標準所需的工程措施、對雨季合流水溢流進行處理所需的工程措施。 

2、應用階段 

工程采用全生命周期的BIM應用。充分發揮BIM技術在信息整合、數據共享方面的價值和優勢，實現基于BIM技術的大型污水處理廠工程全生命周期信息管理。在設計階段，通過模型構建以及模型的深化設計過程，達到優化設計方案和和提高設計成果質量的目標；在施工階段，利用建設協同管理信息平臺完成施工現場進度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，減少返工和變更造成的各種浪費，保障工程項目的順利完工，最終完成竣工模型的交付；在運維階段，運營單位可以從竣工模型中提取管理所需的各類信息，幫助提高設備設施信息查詢效率，提升綜合管理水平。

3、BIM技術實現目標 

在本工程中應用BIM技術，能實現如下的目標：通過充分發揮BIM技術在信息整合、數據共享方面的價值和優勢，實現基于BIM技術的大型污水處理廠工程全生命周期信息管理。在設計階段，通過模型構建以及模型的深化設計過程，達到優化設計方案和和提高設計成果質量的目標；在施工階段，利用建設協同管理信息平臺完成施工現場進度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，減少返工和變更造成的各種浪費，保障工程項目的順利完工，最終完成竣工模型的交付。通過構建項目建設協同管理信息平臺，加強建設過程中各業務環節的協同管理，通過項目全生命周期的BIM應用和研究，形成污水處理工程的BIM技術應用管理體系框架，并將本項目打造成為水務領域BIM技術水務應用的標桿。

4、組織結構

本工程建設單位為上海城投水務工程項目管理有限公司，EPC總承包單位為上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，運營單位為上海城投污水處理有限公司。參建各方都組建了由主要領導為組長的BIM技術工作小組，確保BIM技術在工程建設中的有效應用。

三、BIM技術應用成果與特色 

1、CBIM建設協同管理信息平臺 

本工程開發了CBIM建設協同管理信息平臺，平臺運用B/S構架和模型輕量化顯示引擎，實現快速簡便的部署和模型瀏覽，平臺包括進度計劃、投資控制、質量管理、安全管理、設備管理、文檔管理等多個模塊，服務于建設全過程的各參與方，充分發揮BIM數據的價值，大幅提升建設全過程的管理效率和水平。 

（1）進度計劃 

建設協同管理信息平臺的施工進度管理模塊開通使用后，借助協同平臺實現現場施工進度與進度計劃的協調管理，及時反饋現場施工進度偏差，發現施工進度延誤原因并及時采取糾正補救措施。 

同時，平臺中模型顯示窗口可通過將構件賦予不同顏色，來區分各構件的施工狀藍色代表計劃進行，橙色代表未開始施工的構件態。如下圖所示，為某一時刻反硝化深床濾池施工進度，綠色代表該構件已全部完成。

（2）投資控制 

通過模型自動統計的工程量清單，結合造價信息，借助建設協同管理信息平臺實現工程投資控制。與工程進度計劃相結合，以模型統計的較為可靠的工程量為依據，提前幫助業主制定準確、可行的投資計劃，有助于管理人員對現場資金把控，減小資金風險，實行資金的最優利用。 

（3）質量管理 

質量管理工作已能夠通過掃描貼于施工現場的二維碼來完成相應構件的質量驗收，對不合格的構件進行整改，還可上傳施工現場拍攝的圖片到建設協同管理信息平臺。通過協同平臺進行現場各構件的質量驗收工作，使質量管理更加便捷可靠。提高施工進度的可控性的同時，也確保了每個構件的施工質量。 

（4）安全管理 

完成安全點位模型上傳平臺的工作后，通過貼二維碼標簽的方式，借助建設協同管理信息平臺，將滅火器、電箱與平臺中模型建立關聯關系。并可通過手機移動端掃描現場二維碼的方式，將安全檢查情況上傳到建設協同管理信息平臺。從而進一步提高了施工安全管理的可靠性和規范性。 

（5）設備管理 

設備管理模塊主要用于管理設備采購工作，在完成設備編碼錄入工作后，應用包含設備編碼、規格、數量等信息的設備統計表進行設備采購。實踐表明，通過平臺完成設備采購工作，可保證這項工作的及時、準確，平臺中的進度管理模塊能隨時提醒當前進展情況，以及即將進入的施工階段，保證設備采購的及時性。通過BIM模型統計的設備數量與設計方案一致，具有比人工統計更高的準確性，因此，可避免設備采購數量與工程需要量存在偏差。以此保障了設備安裝工作更加順利的開展。 

（6）文檔管理 

每天定時將施工工程日報上傳至平臺，所有項目成員都可以查看項目的進展情況。同時，也將需要傳遞、共享的施工進度計劃、安全教育、任務核實附件、設計協調附件等相關資料上傳到平臺，方便相關人員查看或下載。相比紙質文件的傳遞，通過協同平臺管理工程文檔的方式下，文檔歸類更加清晰明了，文檔傳遞速度大大提高，文檔查閱更加便捷。

2、設計階段的BIM技術應用點 

在設計階段，利用BIM正向設計手段對改造方案進行分析比選、對復雜的集約化單體進行水力模擬計算、結構計算、沖突檢測等，實時設計同步的優化審查以及輔助出圖，可以大幅提高設計質量和綜合效率。 

（1）模型建立 

創建全廠區工程幾何實體模型，包括各新建單體模型、廠區管線模型、場地模型。其中，單體模型包括基坑支護子模型、結構子模型、工藝子模型，廠區管線模型包括廠區內現狀管線、搬遷管線，場地模型包括廠區范圍內的地形、道路、河流，并用簡單的長方體占位來示意性的表達現狀建筑物。 

方案設計階段，針對不同的設計方案建模，通過模型更直觀、更全面的評價各方案的優缺點，并確定最終方案。 

隨著工程建設階段的推進，為保證模型滿足不同應用階段的精度要求，對設計模型做進一步完善。補充模型中顆粒度較小的構件，如角鋼、預埋套管、墻體開洞、素砼回填等；修正并細化原模型中粗略創建的構件；對必要的模型構件錄入詳細信息，如添加墻、板、柱、梁的材質信息，對工藝設備添加相關信息等。增加模型精細度，使模型能夠更加形象、充分的表達圖紙信息,最終形成竣工模型。 

為確保模型包含準確的設計信息，建立模型聯合評審制度，模型向下游應用交付前，由負責該項目的設計師評審BIM模型。 

通過BIM整合軟件，將不同專業、不同單體，以及場地模型整合到一個模型空間，提前模擬工程建成后的效果，展現設計方案在周邊環境中的定位、工程材質構成、設備組成，以及水池構筑物內部復雜的幾何構造和空間關系，便于項目各參與方之間的交流和決策。 

（2）碰撞檢查 

傳統意義上的碰撞檢查由設計師根據二維圖紙進行三維空間構想，從而檢查不同專業之間的碰撞。當工程規模較大、涉及專業較多時，采用這種方式工作量較大，且發現碰撞問題后，各專業協商和修改起來也較為復雜。是一種相對低效的工作方式，使得各專業之間始終難以達到協調、一致。 

本工程借助三維BIM模型，提早發現設計沖突問題，當把不同專業模型整合到一個模型空間中時，模型間的碰撞問題一目了然。然后不同專業之前可以基于模型進行溝通協調，以便盡快達成最佳的修改方案。不僅為設計師省去了大量的精力、提高了工作效率、提升了設計質量，也能夠及時對碰撞問題采取整改措施，避免項目建設過程中出現拆改及返工現象。 

此外，本工程還應用BIM模型的碰撞檢查功能，檢查工程設備的空間設置是否合理，為管線設備的安裝預留了足夠的運輸通道和操作空間。 

（3）管綜優化 

本工程存在局部管線較為密集的部位，如乙酸鈉投加間、加氯加藥間等。這些地方的管線排布盡管會遵循一些避讓原則，但由于局部管道系統較多，不同系統的管道交錯在一起，仍然難以進行合理排布和施工。 

傳統方式應用二維CAD圖紙表達這些管道的走向和定位，一張圖紙上只能表示某個截面或局部范圍內的信息，設計人員需要將這些離散的平、立、剖圖紙，以及系統圖在大腦中進行加工后，形成整體的三維概念。當各個系統的管線整合在一起以后，會顯得比較雜亂，更加難以準確的把握各種系統管線的排布位置和標高，難以將管線排布的合理整潔，又便于施工。因此，傳統的管線綜合工作方式具有較大的局限性。 

將管線模型與土建模型整合，通過三維模型的信息集成，便捷的管線排布不合理的地方，在利用BIM技術優化性的特征，可以在BIM模型里對管線排布提出優化的方案，進行深化設計，從而更清晰的解決以往施工中出現的問題，并使得管線排布空間位置更加合理，整體外觀更加整潔。

（4）工程量統計 

眾所周知，工程量統計是工程建設過程中一項重要工作，具有工作量大、費時、繁瑣、要求嚴謹的特點。不僅在勘察設計階段要測量工程量，在施工前、施工過程中、竣工等階段為控制工程進度、預算分項經費、最后結算等都需要多次統計工程量。 

傳統工程量統計，預算人員需從圖紙中逐一計數，然后分類列于表格中進行統計，工作負荷非常大。如果遇到設計方案的頻繁變更，則更是苦不堪言。 

本工程借助BIM算量的優勢主要體現在信息的自動提取和信息的聯動兩個方面。一方面，BIM模型中帶有建筑構件的幾何信息和屬性信息，借助BIM軟件，可以很方便的、有選擇性的將這些信息提取出來，形成統計明細表，在明細表中做分類計算，最終獲得所需的工程量。另一方面，借助BIM軟件自動統計功能生成的統計表，其中的信息始終與模型保持關聯，隨著項目的不斷深入，BIM模型不斷跟進，其附加的設計信息也不斷更新，統計表中相關工程量也隨之變化。這使得基于BIM的工程量統計可以流暢的貫穿項目的建設全過程，避免由于設計變更等原因，增加造價人員的重復工作量，也便于在不同的變更方案之間，結合經濟性和合理性，更加準確、快速的進行方案間的經濟性比選。 

（5）仿真漫游 

為更大程度上發揮BIM模型服務于工程項目的價值，將建好的模型全部整合后，導入虛擬現實軟件，創建1:1的虛擬現實環境，項目各參建方可以對擬建項目進行虛擬仿真漫游，直觀地對項目的建成情況進行查看和討論。

本工程通過市場調查，采購了適用于本項目的VR虛擬現實眼鏡設備，進行了設備的調試工作，并將VR設備在項目設計階段及建設現場中投入使用。首先將石洞口廠區模型文件發布為VR虛擬現實場景文件，設計人員、施工管理人員通過佩戴VR眼鏡，對廠區進

行身臨其境的虛擬現實漫游瀏覽，該方法既提高了現場管理效率，提高會議溝通效率。場地模型可作為廠區所有單體模型的整合容器，將創建的模型整合在同一場景文件內，并生成整個廠區范圍，包括新建單體模型的VR漫游文件。通過VR漫游，能夠更便捷、直觀的展示設計方案。有助于項目各參與方間的溝通、交流。

在設計階段，通過虛擬仿真漫游，設計人員以第一人稱的視角在廠區內行走，身臨其境的觀察項目設計的合理性、對管線的碰撞問題進行直觀檢查，對方案進行優化調整。

施工階段，各參與方可通過虛擬仿真漫游，預先的觀察廠區建成后的狀態，更為清晰的了解工程的結構設計構造、管道系統構成、設備安裝位置。從而加快施工現場溝通效率，便于各方協調，從而提高了現場管理效率及會議溝通效率。 

3、施工階段的BIM技術應用點 

在施工階段，采用基于BIM技術的施工方案和進度模擬，對施工過程進行預先模擬和分析優化，有效的預判和避免施工過程中的各種不利因素，大幅的提升施工組織水平。

（1）施工方案模擬 

借助模型模擬、優化，并且直觀展現各構筑物單體的施工工序，模擬過程中可充分考慮施工實施過程中可能出現的問題，避免復雜節點上交叉工序間相互干擾，并將交叉工序的組織安排調整到最佳狀態，增加了施工進度計劃的參考意義和可操作性。 

結合施工模擬動畫和BIM模型完成施工交底，能有效增加溝通效率，確保按圖施工，和按規范施工。 

配合施工現場做復雜節點的施工流程模擬。由于切換閘門井施工流程較為復雜特殊，施工注意事項較多。因此，通過制作模擬動畫的方式，展示該施工過程，動畫中體現了各工序的工藝、流程，以及工序耗時長短。

施工現場塑料模板的拼裝程序較為特殊，不同于以往常見的木模板，為方便施工交底和現場交流，特對塑料模板的組成構件進行建模，包括塑料模板主體、U型扣件、可拆卸端頭、端部固定件、U型鋼、螺桿，并根據施工流程制作了相應的模板拼裝模擬動畫。 

5、運維階段的BIM技術應用點 

在運維階段，對BIM模型數據和協同平臺業務數據進行數據整理與重構，與廠區SCADA系統工控實時數據庫、MES系統生產業務數據相結合，為廠區運維信息系統提供全面的數據服務，將BIM模型中承載的數據信息成功的應用與廠區運維管理信息系統中。此外，本工程還利用Unity 3D引擎開發了基于BIM的運維培訓交互系統，可結合VR技術采用3D游戲互動體驗方式，進行運維培訓和操作模擬。 

四、BIM技術應用效益及測算方法 

1、BIM投入 

工程采用全生命周期的BIM應用。充分發揮BIM技術在信息整合、數據共享方面的價值和優勢，實現基于BIM技術的大型污水處理廠工程全生命周期信息管理。本工程在EPC實施的過程當中，組建了包含設計、總承包管理人員在內的實施團隊，配置了圖形工作站、建模工作站、模型瀏覽客戶站等硬件設備，并將BIM技術的理念貫穿于設計、采購、施工的全過程之中。 

2、BIM產出 

設計階段，通過模型構建以及模型的深化設計過程，達到優化設計方案和和提高設計成果質量的目標；在施工階段，利用建設協同管理信息平臺完成施工現場進度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，減少返工和變更造成的各種浪費，保障工程項目的順利完工，最終完成竣工模型的交付；在運維階段，運營單位可以從竣工模型中提取管理所需的各類信息，幫助提高設備設施信息查詢效率，提升綜合管理水平。 

3、綜合效益 

本工程在建設全過程中都采用了BIM技術，在項目實施早期制定項目級的BIM應用標準，對于項目實施成效的好壞具有很大影響，正因為從設計源頭開始制定了統一的BIM應用標準，后續在項目的實施過程中遇到的障礙就越少，后續采購、施工過程中的BIM應用工作也更加順利。設計階段的多項BIM技術應用幫助設計人員更好地優化設計，提升設計的質量與效率。在施工階段通過“互聯網+BIM”的融合，自主研發了“閃電掃驗”創新技術、建設協同管理信息平臺，對傳統項目管理方式進行升級改造，推動本工程的

建設過程的順利展開，最終助力本工程提前竣工，完滿完成建設任務。 

五、BIM技術應用推廣與思考

1、項目級BIM標準的構建，促進數據規范化統一 

在項目實施早期制定項目級的BIM應用標準，對于項目實施成效的好壞具有很大大影響。前期項目標準制定的越周全，則后期項目實施過程中遇到的阻礙越少，BIM應用工作也就進展的更加順利。 

項目級BIM應用標準可包括：BIM模型精度標準、BIM模型工作標準、BIM軟件應用標準、BIM成果交付標準幾個方面。通過提前明確BIM模型精度標準，結合不同階段的使用需要，將模型深度確定在特定范圍內，避免模型深度不夠，同時也避免陷入“過度建?！钡恼`區。BIM模型工作標準中，需統一規定BIM文件架構、模型文件命名規則、模型編碼標準、模型拆分標準、模型坐標體系、模型色彩標準。BIM軟件應用標準中，需統一規定個階段BIM應用軟件、模型整合和數據交換標準、BIM建設協同管理信息平臺規劃。BIM成果交付標準中，應通過事先約定模型交付的內容、時間節點及模型的準確性標準。模型交付前對模型進行檢查，確保模型準確反映真實的施工狀態，必要時制定詳細的模型檢查規則。 

2、“互聯網+BIM”和“閃電掃驗”技術結合，實現工程數據高度集成與高效傳遞 

“互聯網+BIM”和“閃電掃驗”技術的結合應用具有便操作、可推廣、易應用的特點，將項目實施過程中的質量、投資、進度信息交互融合，實現了對傳統工作方式的升級改造?！盎ヂ摼W+BIM”和“閃電掃驗”技術的結合，打通線上線下管理條線，對項目建設全生命工程數據高度集成與高效傳遞，實現了工程建設的高效管控。 

3、B/S架構的模型瀏覽引擎，實現模型信息多方共享 

傳統建設管理過程中出現的諸多問題，相當一部分是由于信息來源渠道少、信息傳遞不及時和準確率底等原因造成的。信息共享是實現建筑供應鏈高效運轉的基礎，通過信息共享，可以降低項目成本，提高項目建設的效率。 

通過搭建建設協同管理信息平臺，借助B/S架構的模型瀏覽引擎，使項目各參與方，都無需安裝特定的軟件，即可通過瀏覽器上網查看BIM模型。實現模型信息多方共享的同時，也通過模型在線瀏覽的方式確保了模型數據的安全。

本工程是上海市水務建設板塊首次全面成功應用BIM建設協同管理信息平臺，也是首個實現BIM全生命周期應用的水務建設工程， BIM實踐經驗總結形成了水務工程建筑信息模型應用標準、建模與交付標準等多個企業標準，BIM應用成果不僅成功推廣應用于白龍港、泰和，虹橋污水廠以及深圳、常州等外省市水務工程建設中，更可為水務建設工程提供借鑒參考。