BIM技术在中铁四院总部设计大楼中的应用

铁四院总部设计大楼总用地31314m2，总建筑面积约97051㎡，其中地下2层，地上19层，建筑高度83.2m。建筑物总长为124米，宽度为55.15米，单体建筑面积较大。利用鲁班BIM技术在图纸问题发现、成本控制、现场质量安全管理方面，成果明显。

参建单位：

建设单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司

设计单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司

监理单位：铁四院（湖北）监理咨询公司

施工单位：中铁城建集团有限公司

监督单位：武汉市质量监督站、武汉市安全监督站

本项目开展BIM的环境和条件：

本项目在整体施工前，设计阶段就已经开始了BIM模型建立与应用，建设单位要求在施工阶段使用BIM技术，对BIM技术应用提出要求，工程竣工时完成BIM竣工资料（含电子版）。

同时，铁四院总部设计大楼是我集团公司的重难点工程，包含如混凝土内支撑施工、型钢及混凝土换撑施工、大体积混凝土施工、型钢混凝土结构施工、深基坑变形监测技术、乳化炸药爆破施工、安装管线综合布控等难点，综合性较强，特别是后期综合管线系统繁多，机电安装难度较大，开展BIM技术应用对本工程具有非常现实的意义。

项目BIM策划及与建设、设计单位对接：

基于项目现状，项目部编制了《铁四院总部设计大楼工程BIM技术应用实施策划书》，并报送公司及建设单位。同时，项目部成立了铁四院BIM实施小组，明确分工职责，在鲁班咨询的帮助下，完成了与建设、设计单位BIM人员的对接。

BIM技术的合作方式：

本项目通过与鲁班BIM咨询公司合作，咨询公司负责BIM软件培训、咨询服务，在咨询公司的培训与指导下，项目开展BIM技术建模及相关的应用，以优化设计、管理施工、为运维提供数据支持为目的，按照施工图创建完整的项目BIM模型，指导现场施工。

BIM应用部分成果：

各阶段模型建立：根据本项目实际需要，进行了混凝土灌注桩、承台及基础梁、墙柱、梁板结构、砌体模型、室内精装修、外幕墙模型及场布模型的建立。

墙柱节点生成：由于本工程墙柱梁板混凝土强度等级相差为三个级别，梁柱接头500mm范围内需采用高强度等级砼浇筑，建模时为方便现场指导施工及工程量的计算，利用鲁班土建建模软件对梁柱接头进行优化。

 

高支模检查：由于本工程属于大型单体公用建筑，一层大厅等部位存在高支模区域，因此，在施工前，充分利用鲁班建模软件对高支模区域进行识别，组织开展高支模施工。

提出的图纸会审内容及照片：通过模型的建立及检查，开展协助优化设计，解决图纸问题。利用BIM技术解决土建结构问题98项，解决建筑问题23项，安装问题74项，精装修问题18项，外幕墙问题5项。

安装模型碰撞检查共优化碰撞点：地下室约560处，地上1900余处。管线综合优化完成后，在建设单位的组织下，分为地下室、裙楼一至四层及五至十九层三阶段，多次召开建设、设计、监理、总承包、施工班组五方评审会，确认无误后各方会签认可，指导施工。

管线排布优化满足室内精装修的要求（吊顶、原顶美观）：为满足后期建筑装修的要求，管线综合优化过程中充分考虑了建筑的使用要求，以保证整体建筑设计效果。如标准层样板间走廊位置原设计要求高度为2.6m，按原图排布后最低处风管底标高为2.55m，加上吊顶之后仅有2.45m，根本无法满足设计要求高度。因此，为满足吊顶净高的要求，将风管移到室内，同时对相应桥架排布位置移动，最终使最低处达到2.55m，确保达到设计净高要求。

BIM模型协助优化设计、解决图纸问题：本工程为大型设计办公楼，考虑到大开间集中办公的需要，原设计大开间房间采用原顶喷绘顶棚，安装管线直接外露，因此，原顶处管线排布的效果直接决定原顶处房间的美观效果，管线综合过程中，对原顶房间进行了统一的排布。

砌体排砖模拟及优化：①由于武汉地区混凝土加气块高度模数仅有300mm一种，因此，正确的排砖不仅能使砌体施工砌筑出较好的质量，同时能减少材料的让费。通过利用鲁班施工指导现场砌体排砖，组织施工。

砌体排砖模拟及优化：②门窗过梁与圈梁的优化：当墙高超过4m，墙中需设置圈梁，圈梁优化设置在门过梁高度，兼做过梁，截面和配筋满足过梁要求。

鲁班施工模型分阶段指导现场实物照片施工：通过鲁班施工开展现场场布建模，三维可视化展现模型，分为地下室施工、裙楼施工及主楼施工三个阶段指导现场施工。

地下室施工阶段：

综合管线排布模型配合砌体预留孔洞管理：依据综合管线排布模型和形成的预留孔洞检查报告的结果，开展砌体预留孔洞管理。其中地下室部分共发现预留孔洞错误或漏留189处，地上部分共发现预留孔洞错误或漏留1183处，避免大量返工，同时避免了工期损失。

工程量分析照片：工程量提出完成后，BIM组与成本部进行工程量的核对，经过综合测算分析无误后，配合现场材料的管控。

安全质量管理方面：通过移动客户端iBan，将现场施图片与BIM模型对接、关联，让管理层对整个现场好的做法及问题详细掌握，制定相关的处理方案和措施，以便于定时、定责统一管理。

安全质量管理方面：同时利用鲁班施工建立临边防护模型，配合指导现场临边防护等安全施工。

 

资料管理方面：由于工程规模大、工期长，施工资料的整理也是工程的一大重点。将各分部分项对应的工程资料上传到BIM平台后，可以通过三维模型实时查阅相关资料。构件与资料一一对应，查看起来非常方便，同时也便于竣工资料的归档。

效果分析：

通过利用BIM技术解决系列问题，取得了较好的效果，具体如下：

（1）通过建模，发现了各专业设计图纸系列问题，提前提出避免了后期返工或耽误工期；

（2）非常直观的将项目的整体情况展现于整个项目及公司的管理层，方便决策层更加明确项目管理的重难点；

（3）利用BIM技术开展三维模拟指导现场施工，方便现场技术交底，直观的将具体操作节点及做法展现到施工作业人员眼前，简化了交底程序，降低了交底难度；

（4）因本工程机电安装系统较多，解决了安装系统碰撞、吊顶标高无法保证等的系列问题，保证了建筑使用工程的要求，同时避免了碰撞造成的系列返工；

（5）将信息化管理技术应用于现场，提升了项目的信息化管理水平；

（6）BIM技术应用得到了建设单位的大力支持与理解，实施过程虽然较为艰难，工作量、沟通量较大，但取得了较好的效果，得到了各方的认可。