工程总承包 (engineeringprocurement construction, EPC) 是指公司受业主委托, 按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包^[1], 其实质是由总承包单位负责, 对项目各参与方的分工合作进行互动与平衡, 实现信息高效传递, 提高各方参与程度的项目^[2]。目前的EPC项目, 各阶段各自为阵, 且缺乏高效的信息交流平台, 导致出现误差累积、逻辑错乱等现象。BIM作为一个集成数据及管理信息资源的平台, 支持各方在权限范围内插入、提取、修改和更新信息, 从而有效解决了各阶段的衔接问题, 为实现设计、采购、施工阶段的统筹规划和协同运作提供技术支持。

丹寨旅游小镇项目位于贵州省丹寨县, 是省政府100个旅游小镇中的重中之重, 占地400亩 (1亩=666.67m²) , 建筑面积5万m², 建筑风格为苗寨特色, 规划有大型斗牛场、中心斗鸟场及斗鸡场、演艺剧场以及四大民俗广场, 配套建设三星级酒店、多厅电影院、KTV等设施, 打造一站式苗族文化体验 (见图1) 。

项目工艺复杂, 专业分包众多, 层高控制严格, 楼面梁的布置极不规则, 而且作为万达集团对口支援丹寨县的首批项目, 对工程质量和施工进度要求极高。为提高沟通效率, 保证信息传递畅通, 实现工程设计及施工方案零差错, 项目交底可视化^[3], 制定精确的人、材、机用量计划, 减少资源、物流和仓储环节的浪费, 实现建筑企业一直提倡的集约化、精细化管理, 获得更为显著的社会和经济效益, 项目应用BIM技术助力工程总承包。

为保证BIM技术的顺利实施, 让各参与方清晰了解BIM的应用目标、内容、分工、流程、协同机制和资源^[4], 根据项目实际情况制定了BIM实施规划并对相关方进行交底。

由总承包单位统一组织协调, 各参建单位共同组建了项目BIM应用团队, 包括项目主管领导、BIM总负责人、BIM项目负责人、BIM实施4个层级, 其中BIM实施层级包括技术管理、技术支持、研究总结、技术实施, 共计19人团队 (见图2) 。

各方分工如下。

1) 总承包单位BIM主导。负责BIM应用的具体策划、实施、组织, 并实施场平方案比选、质量安全等施工BIM管理, 对BIM成果进行验收。

2) 设计单位BIM实施、参与方。负责优化设计工作, 参与施工工艺模拟讨论, 根据过程中的变更、签证等及时修正模型, 并实时更新至中心服务器。

3) 采购单位BIM参与方。提出采购所需要的BIM数据, 审核BIM料单, 并及时采购。

1) 硬件配置是指计算机中所有物理的零件具备进行BIM技术应用的配置。本工程使用大型服务器1台, 作为服务器使用;中型服务器5台, 用于BIM建模及应用。

2) 软件条件是指计算机系统中的程序及文档具备项目BIM技术应用的条件。本工程BIM平台为广联达BIM 5D, 建模软件为Revit 2016系列软件, 碰撞检查、进度管理及三维漫游为Navisworks、Lumion, 三维场布为Sketch Up, 成本管理为广联达BIM钢筋算量GGJ2013、广联达BIM土建算量GCL2013。

为保证BIM信息在设计、采购、施工阶段能够得到有效传递, BIM团队依据《建筑信息模型施工应用标准》, 结合项目实际情况, 编定了《建模标准》《命名规则》《存储架构》《问题填写》等统一规则, 对文件划分、文件命名、构件命名、构件配色原则、视图设置、工作集分配、出图线型设置等都做出详细规定, 随着项目推进, 这些规范也在不断完善, BIM实施标准对于把握进度、规范成果起到了积极的推进作用。

Revit Server跨区域组织模式由1台中心服务器 (RCS) 和多台本地服务器 (RLS) 组成^[5], 是在多个办公地点间架设跨广义网的协作平台, 并通过IIS管理器对用户设置身份验证, 所有BIM软件实现在广域网内的最佳项目协作。设计方将包含所有设计信息的场地、土建、机电等BIM模型上传至中心服务器, 并且根据项目实施过程中的变更信息实时更新模型, 采购、施工BIM成员通过WAN服务器, 在日常工作中自动进行数据的复制和缓存, 与中心模型完全同步, 极大地降低了沟通成本, 保证信息传递准确和快捷, 提高了协调效率, 解决了EPC项目中动态信息共享这一关键性难题, 真正实现了全专业实时协同。

1) 设计体验

利用BIM技术强大的建模和可视渲染性, 建立锦鸡广场、苗年广场、尤公广场、鼓楼广场空间、灯光、视线等数据模型 (见图3) , 对广场形态、尺寸进行深度配合, 保证未来最佳的舞台表演和观赏效果, 并通过BIM VR技术将设计意图完整地展示给建设和施工单位, 从各方角度对小镇方案进行讨论, 根据各方反馈优化设计, 减少后期施工难度和设计变更, 完美体现丹寨民族文化特色。

2) 管线综合

利用BIM可视化特点可以真正实现多专业协同设计, 保证整个项目的设计品质。通过建立酒店、院线影厅及KTV等管线密集的走廊、关键部位及重点机房各专业模型, 系统整合所有专业进行碰撞检查, 第一时间反映问题, 结合净高分析, 第一时间解决问题, 并对机电管线排布情况进行模拟 (见图4) , 即在施工前先应用BIM技术在计算机上“预安装”^[6], 进行管线优化, 确保设计合理。

1) 地砖排布

传统地砖采购由景观分包依靠经验估算需求, 向工程部报量, 工程部确认后交由商务部审核, 商务部根据铺设面积除以块砖面积简单控量, 物资安排材料进场, 管理过程受人为影响较大, 少计划会造成地砖不能按时进场, 影响工期;多计划则造成物料积压及二次转运。利用BIM技术模拟地砖铺装图案样式, 并对地砖进行精确切分, 充分利用边角料, 同时自动统计出各种规格地砖的数量并输出报表 (见表1) , 精确采购该区域地砖用量, 实现精细化管理。

2) 物资提量

Revit系列软件与我国现行计量扣减关系不一致, 且无内置定额, 为提高BIM数据的准确性, 项目BIM团队借助Revit Server平台获取实时模型, 并导入广联达BIM 5D平台, 与进度计划、施工流水等进行n D集成后 (见图5) , 快速获取各流水段材料工程量并生成统计报表 (见表2) , 进而科学采购, 提高项目成本管理水平。

1) 场平方案比选

运用Civil 3D针对原始地形进行建模, 并将总平面设计整合到模型内, 进行挖填方量初步计算^[7]。经计算可得初步方案中挖方量为39.9万m³, 填方量为11.5m³, 挖方量远大于填方量, 经济性差。因此, 需要调整场平方案, 以达到挖填方量调配合理的目的。修改模型参数, 重新计算后得到4个备选方案, 由挖填方量柱状分析图可知 (见图6) , 递增或递减填挖方量增减函数的交点为填挖方量平衡点, 因此方案2较其余方案更加合理, 确定为最优方案。

2) 质量安全管理

广联达BIM 5D平台质量安全管理模块与传统业务契合, 利用i Pad等移动终端快速拍照记录问题, 并在模型相应位置进行标注, 推送责任人, 修改完成并经验收合格后关闭问题, Web端自动生成销项列表并统计分析数据 (见图7) , 为后期改善质量安全问题提供依据, 信息在整个闭合流程中无缝衔接利用, 实现高效管理。另外, 通过建立现场重点区域安全防护标准化模型, 进行可视化安全教育和交底, 提高现场安全防护管理的规范性。已制作酒店等的安全仿真漫游, 直观展现现场安全维护的规范设置, 为安全管理提供了最佳支持。

随着国内、国际市场的进一步接轨, EPC项目成为工程建设市场发展的方向, BIM技术的引入可以实现资源的整合利用和信息共享, 其意义不仅在于将EPC项目跨专业、跨阶段的工作段升级为工作流, 更是现有技术的进步和更新换代, 将长远影响人们项目管理的思维模式^[8]。