重大国家会议场馆建设周期短，施工质量要求高，且选址一般在市中心，对施工过程中的材料运输、场地控制、环保等提出了更高要求。本文以青岛国际会议中心为载体，结合项目工程特点，对BIM+装配式施工技术进行研究与探索。

　　1 工程概况

　　青岛国际会议中心是上合组织青岛峰会主场馆，位于青岛市市南区燕儿岛路1号，如图1所示。工程总建筑面积5.4万m²，其中地上面积3.9万m²，地下面积1.5万m²。建筑总高度22.6m，地下室主要为车库及各类设备用房，地上主体为钢结构，外柱轴线轮廓240m×64m。

　　2 施工重难点

　　2.1 施工工期短

　　青岛国际会议中心项目设计+建造的总工期仅6个月，包括拆改、设计、采购、施工、调试全过程，而正常情况下需要至少2年的建设工期，如何缩短工期，保证顺利交付是本工程的重中之重。

　　图1 青岛国际会议中心  

　　2.2 资源组织难

　　须组织设计资源、优质劳务资源、供应资源，且结构、机电和装饰穿插施工，室内和室外同时作业;现场累计参建5 000人，最高峰时2 600人，各类施工机械设备近400台，材料进场累计26 000车次。工种多、机械多、材料多、交叉作业繁多，对施工组织是一个极大的挑战。

　　2.3 功能要求精

　　作为峰会主会场，需保证室内舒适度，严格控制室内温度为(25±0.5)℃，会议期间保证照明无闪断、直播无断续、视频不失真、信号不丢失。运用光线的变化，对人物与环境进行有目的染色，创造出各种特定的视觉效果。为了保障会议各项指标达到标准同时不耽误工期，须保证现场施工精准安装、一次成优。

　　2.4 环保标准严

　　工程位于市中心，对环保要求极高，施工过程要求无尘施工，不得产生扬尘污染空气，钢结构施工要求烟雾净化，保证从业人员身体健康;保证室内环境空气质量无异味，环保等级超国际标准，甲醛、苯、甲苯、二甲苯等含量≤0.02mg/(m²·h)。场区内绿化面积达到7 150m²，太阳能板面积达到4 400m²。

　　3 BIM+装配式施工

　　项目工期紧、任务重，采用全钢结构全装配式建造方式(即结构、机电、装饰装修全装配式)，以确保工程在工期内顺利完成。其中钢结构装配率为97.5%，安装主管道及设备装配率达到95.3%，装饰装修装配率达到93.5%(包括屋面和幕墙)。

　　为配合整个项目的装配式施工，项目部组建50人的BIM工作室，负责施工图的深加工，进行全专业三维可视化设计。

　　3.1 钢结构BIM+装配式施工

　　3.1.1 施工流程

　　施工流程为:BIM模型创建→施工模拟→三维扫描现场数据提取→构件工厂化加工→整体测量定位与纠偏。

　　3.1.2 模型创建、施工组织设计

　　根据项目的结构蓝图，利用Tekla软件完成模型的创建。同时，根据模型对设计结果进行动态的可视化展示，进行施工模拟，施工时方能直观地理解设计方案，检验设计的可施工性。

　　结合施工特点，通过施工模拟，将钢结构施工阶段划分为A,B,C 3个大施工区域，A,B区域分别划分为6个小区域，模拟流水施工，找到钢结构施工的最可行方案，如图2所示。

　　3.1.3 三维扫描现场数据提取

　　在钢结构施工阶段，在施工现场设置14个扫描点，应用Trimble TX8三维扫描仪每日定点对现场钢结构进行全范围三维扫描，测程噪声<1mm，提取现场已施工构件数据。扫描完成后通过Trimble Real Works点云处理软件将点云模型逆向建模，与已有钢结构BIM模型进行对比，通过分析模型重合率可有效分析其施工偏差、平整度、垂直度等，形成可视化、数据化的对比分析文件，及时进行纠偏，保证现场施工进度及质量。

　　图2 钢结构施工模拟 

　　3.1.4 构件加工及安装

　　通过Tekla模型，导出下料清单，结合数字化构件加工设备，实现预制、加工构件的数字化精确加工，保证相应部位的工程质量，并且克服传统构件加工过程对工期带来的影响。

　　根据构件间的空间关联性，将现场使用全站仪实地测得坐标与模型坐标进行转换，获得误差值，在后续施工中，及时对钢网架施工坐标进行纠偏，将误差分解，从而减小理论与实际的误差。施工时采用两级控制网，形成完整统一的测控体系，并定期进行复测与修正，确保测量控制系统的准确。同时，应用放样机器人对钢结构构件进行施工放样，大大提高了施工速度。

　　主体结构全钢结构装配式施工中，11 000t结构构件全部为BIM建模，数字化加工，到场即安装，构件连接全部采用栓接方式，减少焊接和焊缝检测时间，减少了焊接烟尘对环境的污染，结构安装现场用工数量比传统施工方式减少2/3，设计、采购、施工工期仅用46d。

　　3.2 机房BIM+装配式施工

　　3.2.1 技术路线

　　为实现BIM软件与加工设备的数据互通，编制装配式机房构件及其参数编码，将构件分成包括水泵、阀门、管道等6大类28分项，对每个分项的构件参数完成独立编码。项目应用参数编码通过Dynamo软件编程，一键提取模型数据，并根据加工厂需求提供构件参数数据表格，同时可根据模型参数数据进行管道现场预制加工，提高安装效率与质量。

　　3.2.2 管道下料、模块组对

　　根据毫米级精度模型确定分段模块尺寸，管道根据现场施工空间进行分段，同时应保证运输方便。管段采用等离子切割机进行下料，下料后，打磨管口及管口周边20mm范围油漆、铁锈;主管模块顺水弯开口采用相贯线切割机进行数控切割、开口，法兰短节组对时进行法兰的水平控制，两片法兰螺栓孔上下对齐;主管模块组对时各分支法兰在同一水平线上，如图3所示。

　　图3 机房模型模块组对  

　　3.2.3 模块焊接、模块喷漆

　　模块焊接首先进行氩弧焊打底，然后采用埋弧自动焊进行盖面，包括法兰角焊缝，全位置焊机进行弯头对焊缝盖面，主管模块的顺水弯开口采用氩弧焊打底，CO₂气体保护焊进行盖面。主管模块、支管模块预制完成后，根据既定的色标对模块进行喷漆，冷却水为蓝色，冷冻水为绿色。

　　3.2.4 二维码张贴及构件运输保存安装

　　项目通过C8BIM平台输入各模块信息，并导出二维码，各模块二维码用颜色区分(与平台中模型一致)，二维码信息包括模块安装位置、模块存放地点、施工时间等。

　　加工完成后各模块按照分段的对应顺序张贴二维码并塑封保存，根据现场组装顺序装车运输至现场，按先施工靠外堆放的原则进行堆放。接收时做好检测校对工作。设备安装就位，待分段模块及主管模块预制完成后，将各段模块运输就位，工人、机具准备就位，集中人员及机械，5～7d即可完成整个机房装配。

　　3.3 精装修BIM+装配式施工

　　工程使用了约14 000块铜制面板饰面、异形造型工艺、超大部品部件，这些材料均具有加工制作周期长、补件慢的特点，为缩短项目工期，提升工程一次成优率，在精装修施工阶段，大量使用三维扫描仪辅助精装修构件加工、测量及安装。利用BIM技术对墙面地面进行排版，提前下料加工，保证“精确下料、精准安装、一次成优”，将损耗率和返工率降为零。

　　3.3.1 三维扫描仪器选择

　　三维扫描仪有机载式、车载式及搬站式3种常见形式。青岛国际会议中心项目在室内精装修施工中采用搬站式仪器进行扫描(见图4)，在异形檐口收口处采用机载式进行扫描。具体扫描方式如下。

　　图4 搬站式仪器扫描地下室成果  

　　1)机载式将三维激光扫描仪搭载在无人机上，对大面积区域进行整体扫描，一般用于生成精确的数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)，同时获取物体数字正射影像(DOM)信息，通过对激光点云数据的处理，可得到真实的三维场景图。

　　2)车载式将三维激光扫描仪搭载在车辆上进行扫描的作业方式，一般针对道路或道路周边物体进行扫描，运用于公路测量、公路建模、实景地图编制等场景。

　　3)搬站式将三维激光扫描仪固定架设在地面某点，对该点周围目标物体进行扫描，一般用于无须移动扫描的场景，如室内扫描等。

　　3.3.2 数据获取

　　进场后首先勘察现场，选取测站点，对施工现场土建结构进行信息采集，使用Trimble TX8三维激光扫描仪以每秒约100万个点的速度扫描，扫描精度可达1mm，得到反映被扫物体空间位置信息的点云数据，并通过Trimble Real Works点云处理软件进行处理得到点云模型。同时利用全站仪辅助三维扫描仪的使用模式，因三维扫描仪的模型不具备坐标点位信息，需要全站仪通过标靶纸定下坐标点并赋给三维扫描仪模型，使扫描模型与设计方案模型百分百精准匹配。

　　3.3.3 数据处理

　　将三维扫描得到的点云数据导入软件中逆向建模，通过比对现有的部分图纸进行修正，将存在偏差的地方重新进行复核，确定终版尺寸。结合图纸及现场扫描得到的三维模型进行下料，将不同位置的材料进行编号，按顺序进场堆放，避免二次搬运。并直接利用三维模型制作技术交底动画，便于施工工人快速理解。

　　获得三维模型后及时进行精装修设计阶段的图纸校核，将精装修房间的模型置入三维扫描模型中，进行净空分析、管线排布等(见图5)。

　　图5 扫描模型与精装模型结合  

　　装饰装修工程中，通过三维扫描技术与云模型对比，按图排版下单，现场无切割，减少材料损耗，装配率达到90%，一次成功，缩短了工期，仅15d即完成1.8万m²石材铺贴，18d完成3.3万m²吊顶和墙面石材安装，缩短工期8个月，一次成优。

　　4 结语

　　本工程为重大会议工程，在工期及质量上要求更高。BIM+装配式施工技术为项目顺利履约、保证工程顺利交付及施工质量、达到预期目标提供技术支撑。