基于BIM技术水闸项目进度优化研究程健

发表时间:2020/5/29   来源:《建筑实践》2020年39卷1月第3期   作者:程健
[导读] 水利工程具有结构复杂、不可控因素多、施工难度大、信息传递不及时等特点
        摘要:水利工程具有结构复杂、不可控因素多、施工难度大、信息传递不及时等特点。摘要传统的水利工程管理经常出现工期延误、质量不合格或费用超预算等问题,给建设单位和建设单位都造成一定的困扰。BIM技术的出现为解决这些问题带来了新的解决方案。通过建立信息共享和协同工作的平台,各种项目参与者可以有效的信息沟通,并优化提前项目的模拟分析,得到一个最佳实践指导施工和施工过程也可以及时发现问题,提出有效的纠正措施,保证项目效益最大化。
        关键词:水闸;BIM;进度管理;进度优化;
        利用Revit建立三维模型,P6编制进度计划,将三维模型与进度计划载入Navisworks软件,进行施工进度动态模拟,利用BIM技术的模拟性、协同性及可视化的优势,提前发现问题,进行进度计划的调整,并进行实际进度开展情况的监测、调整。随着信息技术推进,BIM技术作为一种新兴的信息技术,应用到现代的工程项目建设中,为工程管理模式提供新的解决方案。
        一、项目进度管理中的问题
        1.进度管理的影响因素较多。在项目实施过程中,影响进度管理的因素有内因、外因。例如,进度计划编制不合理、资源分配不协调、进度调整不及时等,是影响进度管理的内因;不明确的水文气象条件、洪水地震等不可抗力自然灾害、国家政策变化等,是影响进度管理的外因。还有施工环境因素、技术因素等都会增加进度管理的难度。
        2.识别传统CAD图纸有困难。常规的房建项目,每个人对它都有一定的认识,所以对于二维图纸的理解没有问题。但水利项目,形状不规则,且不如房建项目常见,很对人对于它的特征不了解,识图就有一定的困难。对于看不懂图纸的工人来说,就难以根据图纸进行施工;对于看不懂图纸的其他项目参与方来说,阻碍了项目决策和有效沟通交流,因此需要一种接近实际工程形状,也就是三维模型的图纸出现。
        3.编制的进度计划不灵活。项目的进度计划一般都是项目管理者根据以往的经验进行编制,但项目管理者并非都有丰富的经验和高超的水平,编制出的进度计划可能出现不合理的现象。同时,项目实施过程是个不断变化的过程,经常发生实际进度与计划进度不一致的现象,需要在项目实施过程中不断调整进度计划。而且,如果不能很好的预测后期的进度,更新后的进度计划对实际施工指导性意义不大。管理人员需要不断更新多项工作的进度安排,由此产生巨大的工作量,增加进度管理的难度。
        二、分析案例
        1.建筑模型及参数。以某河的河闸除险加固工程为例,此工程位于市某村,本工程为Ⅱ等大型工程,主要建筑物为2级,次要建筑物为3级,临时建筑物为4级;闸原址拆除重建,拆除重建后,采用钢筋混凝土开敞式结构,主要结构如表1,
        表1闸主要结构
       

       
         2.BIM+进度管理。项目的信息传递过程中,一般传统交底模式都是通过静态设计图纸向施工单位发布指令,而这种方式,经常由于双方理解错误,在后期增加大量本不必要的沟通协调流程由此严重影响施工效率。针对这一难题,运用Navisworks软件将三维模型与进度结合从而建立四维动态模型,及时提前识别施工过程中可能出现的问题,予以解决。案例是水闸工程,采用Revit进行三维建模,依据设计院各专业施工图纸,建筑、结构专业图纸,因为项目自带墙、梁、柱、楼板、屋顶、门窗等功能,可以直接建模。水工、金结专业由于其不规则的形状,不能直接创建,需通过Revit本身族功能:拉伸、融合、旋转、放样以及空心形状(空心拉伸、空心融合、空心旋转、空心放样、空心放样融合)的灵活运用,结合图纸信息,将各项参数输入软件中,建出需要的族模型。所有的族建完后,新建项目,设定标高和轴网,将每个族分别导入项目中,根据图纸信息调整标高和轴网,形成完整的水闸模型。利用P6编制进度计划,并将其与Navisworks软件相结合,对水闸项目进度进行优化以及管控。一方面体现在施工前期对水闸工期、工序模拟施工过程中,可以提前发现一些冲突与不合理地方,及时进行调整。以避免在开工后因这些问题造成成本超支、工期拖延:另一方面则体现在施工过程中,对实际施工进度具有指导性意义,通过进度进展进行实时监督,并与最有进度计划相对比,监测进度实施情况,是否延期或提前,并据此对后期计划进行调整。施工进度动态模拟。针对于水闸工程工期紧张、工程量大、主体施工程序多等特点,运用科学先进的方法编制施工进度计划,合理分配劳动力、材料、施工设备等资源,以保证进度目标的实现。将三维模型转换nwc格式载入Navisworks软件中后,首先使用Timeliner功能以数据源的形式链接水闸项目的进度计划表,然后使用Animator功能对每一项任务的构件做生长动画,最后设置模拟过程的一些参数,完成水闸进度模拟。对于初步完成的水闸4D-BIM进度模型,对其模拟过程进行检查和审核,对不合理地方进行修改。通过施工动态的预演,管理人员可以对项目进度进行更有效的控制。本水闸项目通过运用4D-BIM管理平台对施工进度管理进行了有效的控制,工作人员对施工现场情况进行实时监督跟踪,并反馈到4D-BIM管理平台上,管理人员通过对比分析,可以对水闸的建造过程进行控制,保证了项目顺利实施。施工进度动态的可视化管理避免了工期延误,确保了工程如期完工。
        4.进度管理中引入BIM技术的优势。公司对近几年在进度管理中使用BIM技术的工程项目进行了大量数据的收集和分析,发现企业竞争力由于BIM的可视化技术而提高了67%,施工工期缩短了5%-9%,施工成本降低了5%-15%,各参与方的协作与调节时间缩短了20%-30%。由此可以得出在进度管理引入BIM技术具有极大的优势,具体有以下内容:(1)参数化三维模型。对于一些复杂结构的工程,施工人员不能很好的理解二维CAD图纸,但基于BIM创建的三维模型,可以直观形象的表达项目情况,并且可以信息提取出图,即使非专业人员也能毫不费力理解工程概况,大大减小了对施工图纸理解错误带来的影响。(2)协同性。BIM技术可以将各个专业的模型拼凑为一个整体。各专业的模型可以进行错漏碰撞,尤其是暖气管、水管、空调管这些管道的碰撞检查更具意义,提前发现各专业冲突的地方,及时修改调整,避免开工后这些问题带来的设计变更索赔。(3)三维技术交底。对于超复杂、高难度项目,BIM价值越发凸显出来,BIM技术可以事先对复杂的工艺进行模拟,避免直接施工带来的风险不可控性,通过形象的视频演示,可以高效、准确的技术交底。(4)模拟性。在三维模型中加入进度计划创建4DBIM模型,动画模拟施工,可以提前发现进度计划编制不合理之处,技术人员通过反复模拟和修改,不断优化方案,最终得出一个最优施工方案来指导施工。(5)三维的场地布置。通过对砂石料堆放区,混凝土拌合站,施工道路,大型机械设备如塔吊,员工宿舍等的合理布置,确保施工场地利用最大化,避免砂石料距离混凝土拌合站过远,或者塔吊的布置空间不够,无法正常工作等问题。施工现场布置直接按照模拟的最合理方案布置。(6)可视化技术。工程项目的各参与方以及不同专业、部门的工作人员可以通过BIM的信息交流平台进行实时的沟通和交流,实现信息共享,并且可以随时更新4D模型工程项目信息,提高了工程实施效率。
        总之,BIM技术运用到到水闸进度管理中。应用P6软件编制进度计划,给计划中各项工作分配资源,软件能够同时生成资源、费用直方图供用户检查,避免了开工后出现此类问题造成工期拖延。并且对出现偏差后的后续进度计划进行编排,从而表达BIM技术在进度优化方面发挥的作用,突出P6项目管理的多维性,说明BIM技术下编制进度计划的优势之处,由此证明BIM技术对项目进度管理优化更加科学。
        参考文献:
        [1]肖海鹏.浅谈水利水电工程中的水闸施工技术.2018.
        [2]张爱娟.浅谈基于BIM技术水闸项目进度优化研究.2019.
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