湄潭至石阡高速公路BIM設(shè)計(jì)建設(shè)管理一體化應(yīng)用

　　一、項(xiàng)目簡介

　　湄潭至石阡高速公路是貴州省交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目，路線全程約113公里，其中主線93.9公里，新舟聯(lián)絡(luò)線19.1公里，主線起于貴州省湄潭縣，止于石阡縣北接已建成思劍高速公路和在建的石玉高速，項(xiàng)目總投資約178.8億元，預(yù)計(jì)2021年建成通車，全線橋隧比為54.92%，共設(shè)橋梁87座，隧道14座（其中特長隧道4座），此外互通式立交13座（其中樞紐互通5座）、服務(wù)區(qū)3處、停車區(qū)1處，針對線路里程長、數(shù)據(jù)量龐大的特點(diǎn)，本項(xiàng)目對應(yīng)建設(shè)標(biāo)段采取了10個(gè)段落的分布式部署，結(jié)合國內(nèi)最先進(jìn)的BIM+GIS技術(shù)，對路線、路基、橋梁、隧道、立交、房建、交安及機(jī)電進(jìn)行了全專業(yè)建模，將傳統(tǒng)建設(shè)管理流程和數(shù)據(jù)與BIM數(shù)字化模型進(jìn)行集成，打通設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)管理及竣工交付流程，是國內(nèi)第一條大體量、全專業(yè)、全流程進(jìn)行BIM一體化應(yīng)用實(shí)踐的高速公路。

　　二、BIM實(shí)施亮點(diǎn)

　　長大線路BIM+GIS技術(shù)深入應(yīng)用：借助GIS宏觀尺度的優(yōu)勢，BIM應(yīng)用得以擴(kuò)展到公路等長大線狀工程領(lǐng)域上，利用行業(yè)領(lǐng)先的無人機(jī)5鏡頭傾斜攝影技術(shù)，對全線113公里進(jìn)行高分辨率現(xiàn)實(shí)捕捉，并全線布設(shè)了100多個(gè)高精度相控點(diǎn)，使最終模型達(dá)1：1000地形圖的精度，利用BentleyContextCapture進(jìn)行實(shí)景建模，構(gòu)建了真實(shí)生動(dòng)的設(shè)計(jì)環(huán)境和工程建設(shè)環(huán)境。

　　參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)高效構(gòu)件驅(qū)動(dòng)：項(xiàng)目采用參數(shù)化設(shè)計(jì)建模，按照工程邏輯建立構(gòu)件層級拓?fù)潢P(guān)系，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)由總體到細(xì)部的動(dòng)態(tài)參數(shù)傳遞，記錄整個(gè)建模邏輯過程，可隨時(shí)調(diào)整參數(shù)，提供建模效率。路基方面，基于功能性邏輯化部件，實(shí)現(xiàn)邊溝、放坡、截水溝、擋墻等部件基于地形和地質(zhì)情況自適應(yīng)建模，基于OpenRoads Designer建立復(fù)雜變坡度、變車道參數(shù)化路基鋪砌模板，實(shí)現(xiàn)各種形式匝道與主線銜接的交叉口建模。橋梁方面，基于BIM參數(shù)化功能，實(shí)現(xiàn)常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)主要尺寸依據(jù)地形和工況自適應(yīng)建模，烏江特大橋橋塔、鋼桁梁、懸索系統(tǒng)等均可進(jìn)行參數(shù)修改，同時(shí)建模過程中積累構(gòu)件庫，便于后期模型復(fù)用，提高設(shè)計(jì)效率。

　　同步實(shí)施同步落地全面實(shí)踐BIM應(yīng)用：湄石高速BIM應(yīng)用建立了集團(tuán)級項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)體系和方法，打通設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集成、建設(shè)管理數(shù)據(jù)采集、竣工數(shù)據(jù)移交的建設(shè)流程，項(xiàng)目竣工后，即同步形成基于BIM的地理信息庫、模型構(gòu)件庫、標(biāo)準(zhǔn)化管理數(shù)據(jù)庫，管理過程數(shù)據(jù)庫、施工期數(shù)據(jù)分析及成果，并自動(dòng)將可視化公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)整體移交給運(yùn)維養(yǎng)護(hù)單位。

　　建設(shè)項(xiàng)目級BIM標(biāo)準(zhǔn)體系：為實(shí)現(xiàn)全線全專業(yè)全流程的業(yè)務(wù)技術(shù)BIM應(yīng)用，編制項(xiàng)目級BIM建模標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件類型、模型交付、構(gòu)件施工工藝驗(yàn)收等標(biāo)準(zhǔn)，并分別開展培訓(xùn)達(dá)30余次，為BIM技術(shù)的普及應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　三、建設(shè)管理應(yīng)用

　　切實(shí)踐行“虛擬建造理念”‘：基于虛擬建造理論，項(xiàng)目重要工點(diǎn)如立交、橋梁、隧道等結(jié)合實(shí)景模型制作三維交互式文件，對隧道掘進(jìn)、懸臂澆筑施工、纜索吊裝施工等關(guān)鍵工藝進(jìn)行仿真模擬，借助虛擬現(xiàn)實(shí)等交互式手段進(jìn)行施工技術(shù)交底，建設(shè)各方可以身臨其境體驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)及建成狀態(tài)，更直觀準(zhǔn)確理解設(shè)計(jì)意圖，提前發(fā)現(xiàn)建設(shè)中的問題和沖突，提高建設(shè)效率和工程效益，本項(xiàng)目深入調(diào)研建設(shè)各方的管理需求，量身定制了湄石高速BIM建設(shè)管理信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、管理流程的集中控制、工作環(huán)境的集中管理。

　　征地拆遷可視化管理：將工程模型、GIS實(shí)景、施工紅線圖及基于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的三維拆遷面域疊合，實(shí)現(xiàn)拆遷可視化精準(zhǔn)管控，借助實(shí)景空間數(shù)據(jù)，提高拆遷網(wǎng)格化管理能力，做到拆遷進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤、拆遷與結(jié)構(gòu)物施工聯(lián)動(dòng)管理。

　　質(zhì)量管理聯(lián)動(dòng)工序報(bào)驗(yàn)：平臺(tái)內(nèi)置行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80-2017）》，通過手機(jī)App進(jìn)行工序現(xiàn)場報(bào)驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)程序卡控責(zé)任到人，大數(shù)據(jù)分析驗(yàn)收行為，可準(zhǔn)確追溯過程數(shù)據(jù)及質(zhì)量問題。

　　安全管理現(xiàn)場自動(dòng)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)預(yù)警：安全管理以現(xiàn)場安全巡檢為主，對特種人員、設(shè)備進(jìn)行GPS定位統(tǒng)一監(jiān)控，對于現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的安全問題借助BIM完成PDCA循環(huán)，有效提高安全管控能力，隧道進(jìn)尺管理模塊顛覆傳統(tǒng)進(jìn)度跟蹤模式，現(xiàn)場實(shí)時(shí)采集錄入實(shí)際進(jìn)度，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)隧道圍巖等級及施工狀態(tài)，BIM模型實(shí)時(shí)反應(yīng)掌子面安全凈距、進(jìn)尺里程等信息，為安全進(jìn)度決策提供支撐。

　　進(jìn)度及成本管控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、三維可視化：通過質(zhì)量模塊傳遞的驗(yàn)收信息，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)際進(jìn)度，對比計(jì)劃進(jìn)度，在模型中示警滯后的工點(diǎn)部位及時(shí)糾偏，平臺(tái)導(dǎo)入清單并分解掛接至BIM構(gòu)件，自動(dòng)分析投資完成情況，根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度自動(dòng)生成計(jì)劃產(chǎn)值、實(shí)際產(chǎn)值、產(chǎn)值累計(jì)等報(bào)表，準(zhǔn)確、直觀的展示產(chǎn)值和計(jì)量走向，輔助投資管控。

　　四、BIM應(yīng)用價(jià)值

　　全線BIM建模進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)復(fù)核即BIM虛擬建造，可直觀地提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，建模中發(fā)現(xiàn)“墩臺(tái)懸空、結(jié)構(gòu)位置沖突”等設(shè)計(jì)缺漏、構(gòu)件碰撞、不同專業(yè)沖突等問題100余處，減少了浪費(fèi)與返工。湄石高速BIM設(shè)計(jì)模式、標(biāo)準(zhǔn)體系、系統(tǒng)架構(gòu)、運(yùn)行流程、數(shù)據(jù)采集和分析體系，滿足了建設(shè)期公路工程管理需求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、施工、管理應(yīng)用一體化，截止目前，已提供設(shè)計(jì)變更效率約30%，節(jié)約投資約700萬元，提高管理溝通效率，部分現(xiàn)場管理轉(zhuǎn)化為線上管理，節(jié)約管理及人力成本500萬元以上，規(guī)避安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)50余處，提高管理效率35%以上。

　　打通全生命周期BIM一體化應(yīng)用：本項(xiàng)目BIM應(yīng)用切實(shí)打通設(shè)計(jì)、施工、管理及運(yùn)營交付流程，完成相關(guān)配套標(biāo)準(zhǔn)手冊共7冊，數(shù)字資產(chǎn)累計(jì)已達(dá)100G以上，實(shí)現(xiàn)管理過程的三維可視化、協(xié)同一體化和信息自動(dòng)化，并為項(xiàng)目運(yùn)營的信息可追溯化、決策智慧化，進(jìn)行了充分的數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)架構(gòu)，為即將到來的數(shù)字化養(yǎng)護(hù)和運(yùn)維時(shí)代奠定良好的基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)體工程與信息數(shù)據(jù)融合的“數(shù)字孿生”目標(biāo)。