雄忻高铁雄安新区地下段土建工程BIM技术应用—中铁四局

在施工应用方面，雄忻高铁建立了全线、全专业三维BIM模型，依托BIM+GIS的工程管理平台开展全线建设管理和雄安城际站、小里站的施工应用，最终形成以BIM模型为数据承载体，集成设计、施工过程信息，实现雄忻高铁建设关键工序的信息化管控，提升施工能力和施工效率，实现全线基于BIM的数字化、可视化管控，满足雄忻高铁雄安新区地下段土建工程建设业务需求。

2.1 先开段铁路工程施工BIM应用

雄忻高铁雄安新区地下段土建工程先期开工段（西端）及相关配套工程（西端跨萍河段），位于本工程西段跨萍河段，铁路工程为雄忻铁路雄保DK137+180～雄保DK139+118.38，线路长度1938.38m；铁路路基段长486m；铁路隧道1450m。

先开段铁路隧道

先开段铁路路基

在设计阶段通过采用铁路统一BIM标准设计，建立雄忻铁路项目三维BIM模型，在施工阶段对模型进行构件切分或合并，补充施工阶段精细化构件和节点模型，通过采集建造阶段的数据信息，结合BIM模型及二维设计成果，完成了对重点工程施工方案的虚拟仿真。通过大商务管理平台利用建造阶段的数据信息，以“构件管理”为对象，以“质量管理”为核心，以“工序管理”为抓手的基本理念，结合三维模型做为展示对象，保证了所有的施工过程信息都能和有型的载体挂接，实现数据的全流程管理和协同应用，实现了对进度、成本、安全和质量信息的构件级管理。

（1）工作单元数据管理

首先对先开段雄安3号隧道进行WBS（工作任务分解）分解，确定隧道工作分解结构树；根据工作单元节点、施工组织设计和施工方案创建工作单元实例。在先开段大商务管理平台对每个工作单元实例和其对应的施工阶段材料、进度、质量、成本、安全的数据进行挂接，利用工作单元数据进行项目全流程管理，实现一次录入、全局共享、杜绝重复功能、重复录入，实现项目管理数据标准化、标准制度化、制度流程化、流程自动化、运营持续化。

工作单元数据管理平台

（2） 工作单元表达应用

在设计模型的基础上根据工作单元实例对设计模型进行切分或合并形成施工深化模型，工作单元实例和施工深化模型构件实例相对应，工作单元的材料、工程量等数据可以从施工深化模型直接获取。施工深化模型作为工作单元的表达实现了工作单元的 三维可视化 和数据的共享，同时施工深化模型可作为项目管理的依据和构件自动化加工的依据。施工深化模型在施工中作为各参与方沟通的主体，通过BIM成功发布系统，在移动端查看具体节点的几何信息和工艺做法等数据。通过在施工深化节点模型上进行三维标注，完善三维模型的几何尺寸、材料信息和施工工艺信息，现场可以直接查看三维节点模型进行施工，实现设计成果向建设单位、施工单位的无纸化交付。

（3）钢筋模型深化及自动化加工

①施工阶段钢筋模型深化。按照钢筋验收及下料规范，在隧道钢筋设计模型的基础上对复杂部位进行不同构件间的碰撞检查分析及钢筋的排布优化，进行钢筋下料深化并生成钢筋下料单。

②钢筋加工数据导出。钢筋加工数据需要满足加工设备生产要求，包括结构属性、钢筋部位、钢筋编号和数量等加工参数，形成类似钢筋下料图的钢筋工程层级关系图便于管理和派发钢筋下料单，钢筋加工数据通过上传到服务器供钢筋加工系统使用。根据钢筋加工设备提供钢筋加工所需的数据，批量提取钢筋模型上的加工参数，实现钢筋加工数据的平台传输。

③钢筋加工管理。钢筋加工管理平台将钢筋型号、加工顺序以及安装区域等信息进行自动分类汇总，通过钢筋数字化加工平台自动优化配料生成钢筋加工料单和分拣料单。平台将钢筋加工料单生成对接数控加工设备的钢筋电子料单，将电子料单下发给操作工人，明确加工的成型钢筋原材料规格、堆放位置以及加工成型钢筋制品几何尺寸、数量和任务时间等要求。

④钢筋自动化加工。项目管理人员通过钢筋加工管理平台的指令，数控设备即可按照顺序显示加工任务，钢筋原材料将自动通过数控设备，完成调直、弯曲及切断工序，实现批量成型钢筋加工，加工完成的成型钢筋按分区分项标识的原则进行堆放并悬挂吊牌。

⑤基于BIM钢筋数字化加工可解决项目人员技术不专业问题，提高钢筋加工效率，降低加工成本；有效解决现场钢筋余料难以利用、损耗大的问题，降低钢筋加工损耗，提高钢筋利用率；辅助钢筋加工质量监管追溯，确保钢筋成品质量，保证项目人员对钢筋成品的质量管控；避免现场钢筋加工条件限制，为项目提供充足的成品钢筋供应；对钢筋集中加工过程信息储存集成，为项目钢筋应用管理提供有力的数据资料基础，提高项目信息化管理水平。

⑥基于BIM的钢筋数字化加工可实现钢筋工程管理的程序化和数字化，有效实现资源的最大化利用。将智能钢筋加工设备与BIM技术的联合应用，极大减少人力成本投入。通过对钢筋加工设备智能化升级改造，实现钢筋加工全过程的智慧管理。平台自动采集钢筋加工信息，从原材进场到消耗、钢筋加工到配送全环节数据实时呈现，达到提升钢筋加工精度、减少浪费的目标，为工程施工提高可靠保障，实现下料精准优化、设备远程控制、生产实时掌握、成品质量追溯。

（4）施工安全管理

基于行业风险清单知识库，项目部根据施工进度选择填报风险清单，提交给各级人员审核，形成风险管控计划。风险清单与BIM关联便于安全生产管理人员现场实施风险检查。项目管理人员依据系统派发的风险检查任务，对风险实施情况进行管控检查，并上报检查情况。检查出现的问题，与工程实体结构BIM模型进行挂接，并推送相关整改责任人完成整改闭合。

安全双控管理

（5） 施工质量管理

工序质量验收过程中上传的各类检验资料、记录表、隐患照片、检测报告等文档、影像资料，经过与BIM模型、工程实体分解树树挂接，实现资料数据的统一管理，通过BIM模型或工程实体分解树可快速查看各类构件所挂接的相关历史资料，方便施工过程资料的查阅与存档。

（6） 施工进度管理

施工进度管理板块深度融合了BIM可视化等技术特点，以进度实时展示和统计分析为主，兼顾进度管控和预警等内容。其核心是项目实体结构分解的质量验收完成时间作为实时进度完成状态的判断依据，质量验收完成时，相对应的模型构件由透明状态转变为实体显示，直观展示当前工程施工进度状态。

进度管理流程

（7） 施工成本管理

基于进度板块工作单元进度信息挂接按月获取用料单位已完工程甲供材料理论应耗量，实现物资明细自动带入功能，结合用料单位领料量与盘点量计算出用料单位实耗量，分别计算出本期节超与开累节超，关联劳务分包合同获取材料扣款单价（多份合同多条材料价格取高）计算本期超耗金额，实现劳务队伍维度的节超分析。

物资成本分析