中铁二十五局集团有限公司 广州
摘要：传统机电安装由于是依靠二维图纸施工，并不能直观体现管线位置，导致很多问题都是在施工过程中发现，造成现场返工，材料浪费、工期延误等问题比比皆是，面对这些问题，本文将通过广钢新城车辆段项目来阐述如何利用BIM技术来解决现场问题来实现现场机电安装施工管理。
关键词：BIM技术；广钢新城车辆段；机电安装施工管理
Abstract：raditional mechanical and electrical installation relies on two-dimensional drawings for construction, which can not directly reflect the pipeline location. Many problems are found in the construction process, resulting in on-site rework, waste of materials, delay of construction period and other problems everywhere. In the face of these problems, this paper will elaborow to use BIM Technology to solve on-site problems and realize on-site mechanical and electrical installation through the new town depot project of Guanggang Construction management.
key word:BIM Technology 、GuanggangXincheng Depot、Mechanical and electrical construction management
引言：
近年来，BIM技术广泛应用于建筑行业，由于其可视性、可模拟性等特质，给现场带来了预见与预制。进而可避免在现场施工中发现的问题。然而由于现场与模型并不完全一致，导致实质性应用少之又少。其原因一方面是并没有将模型和其他先进技术进行结合来保障与现场结合，另一方面是缺乏先进的模型审查方式。
广钢车辆段地块走向由西向东,地块长约1187m，最宽处为496m（东侧），最窄处为199.5m（西侧）,总用地面积38.2公顷。该工程机电安装施工面积大，专业多、物资种类复杂且需求量较大等的特点给现场的机电安装施工、机电物资管理带来了巨大的困难，所以实行BIM技术进行机电安装施工在在广钢新城车辆段项目产生了极为重要的作用。
一、技术方法
基于BIM技术的机电安装其核心是利用自动建模软件、基于BIM的项目管理平台及AR技术解决机电安装中的模型建立、碰撞检测、管综优化、预制加工、机电物资管理及现场施工等问题，实现现场机电安装的精细化施工管理。
基于BIM技术的项目管理平台：在机电施工阶段，平台通过图型平台、物资管理及5D模拟来实现全过程的机电施工安装。
增强现实（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。
二、方法实施
1. 模型建立
项目通过开发多款自动建模插件，来应用于地铁建施工阶段，其目的时保证设计及建模的高标准、高质量，将建模时间大大缩短。
1.1支吊架自动排布
在基于Revit软件上，项目开发了支吊架计算工具，包括支吊架自动布置、支吊架计算、支吊架统计及支吊架出图。对完成的机电模型，项目管理人员只需要选取要布置的支吊架的管线，软件会自动生成支吊架布置，并计算出荷载完成支吊架的计算、布置及选型工作。与传统方式相比极大提高了支吊架建模的准确性及效率。
1.2电缆模型自动绘制
利用电缆建模及算量工具，完成电缆模型的创建，工具内置多种电缆规格，管理人只需要点取起点及终点，软件会自动寻找出最佳路径，完成路径绘制。
1.33D扫描技术
传统的手动测量和数据采集均可能产生较大误差，这些误差会对预制管道产生较大的不利影响，为解决这一问题，项目采用了3D扫描技术，将现场实况准确地扫描至BIM模型中进行校核，保障现实与模型一致，实现精准建模，进而提高预制管道的安装质量与效率。
1.4项目族库
在BIM建模过程中，为提高建模精度机效率，在项目开工前自主创建了含有大量高精度族，其中包括了大量常规设备及阀部件等参数化标准化族库。针对后期大量建模工作，可以快速、准确地完成模型，缩短建模周期，提高建模效率。
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管道设备构件族库
2.模型审核及应用
设计院提供机电图纸后，由施工单位按照建模标准进行翻模，通过基于BIM项目管理平台完成碰撞检查、净空分析及施工模拟后并将问题结果反馈至设计院来进行修改，将问题解决于发生之前，合理促进现场施工生产。修改完成后的模型开展“三方会议”即业主、设计及施工意见统一会议，促使多方对模型负责，进而保障图纸、模型及现场一致。
2.1碰撞检查
由于车辆段项目施工面积大、机电专业多，各类管线错综复杂，设计图纸很容易产生碰撞问题，导致大面积返工，甚至重新修改方案。所以项目积极引入BIM碰撞检查，将机电各专业之间与结构、建筑之间进行碰撞检查，提前发现存在问题，减少施工过程中的碰撞问题。
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碰撞检查
2.2净空分析
通过建筑、结构及机电各专业之间合模，输出净空不符合设计要求的空间位置，平台自动进行管综优化排布，并输出报告。可有效解决施工完成后发现净空不足的问题。
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Naviswork净空分析
3.机电物资管理
由“三方会议”确定的机电模型上传至基于BIM的项目管理平台进行5D施工模拟。通过模拟来输出计划单、审批单实现机电施工物资精细化管理。
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基于BIM机电物资管理流程
3.1物资进场
按平台建模要求完成机电模型，上传模型后平台自动挂接WBS库。通过模拟，平台自动输出各阶段机电安装所需要的物资材料，通过向供应商下发计划单进行预加工完成物资进料计划，通过审批单完成机电物资进场保障现场机电物资的合格。
3.2物资使用
进场材料录入平台后，平台会对各类物资生成二维码，由管理人员填写派工单包括需要那些施工人员、施工材料。现场劳务人员通过扫描二维码领取物资。管理人员通过平台可实时查看，总量、消耗量及剩余量，当剩余量达到特定值时，平台会自动推送消息至物资管理员提醒物资消耗情况。
4.机电安装施工
利用“BIM+AR”、BIM可视化、智能切割、焊缝二维码等技术来解决现场放样及复杂节点交底等问题。
4.1智能切割
项目通过自主研发插件对接基于BIM的项目管理平台，对模型管道管路自动提取，根据下料单进行工厂化预制。该智能化定尺切割软件工具能够自动关联剩余管线数据库，在管线切割之前优先调用数据库内剩余管线以降低材料损耗，有效控制了施工垃圾的产生，实现绿色施工。
4.2可视化交底
通过“三方会议”的模型，形成交底模型及安装模拟动画，包括正确的安装方式和错误的安装方式，正确的安装方式用来指导工人安装，错误的安装方式警醒工人。在实行可视化交底后，工人意识、安装效率及质量明显提高。
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管线模型交底
4.3焊缝二维码
项目自主开发了 BIM 软件焊缝二维码生成插件及焊接管理平台，首先创建具有焊口长度、焊接体积、焊接截面积等信息的焊缝族，并将焊缝族添加到 BIM 模型中，再通过焊缝二维码生成插件自动提取信息生成焊缝二维码焊缝二维码既包含了焊接作业管理信息，例如焊接人员、焊接时间、验收人员、验收时间等，也包含了焊缝信息，例如焊缝长度、尺寸、位置、坡角、坡口类型等。通过焊接管理平台可以将焊缝二维码信息导入焊接数据库，实现焊接数据管理和焊缝质量可追溯，进而提高焊接作业质量管控水平和模块工厂化预制质量
4.4BIM+AR
BIM+AR是将BIM模型中二维码标定为BIM模型数据调取提供，现场通过相应位置黏贴二维码来提取模型数据及具体定位来实现三维虚拟与现实施工相结合。
通过扫描现场二维码管理人员可实时观测现场安装与模型偏差，根据影响程度来纠正现场，达到现场与模型保持一致。
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综合楼三层与图纸不一致
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管道预留
4.5现场装配偏差控制
在现场装配施工阶段，为了解决因土建施工偏差、测量偏差、预制偏差等造成的现场装配问题，研究和采用了以下方式进行现场装配偏差的控制:
（1）采用预留调节段进行现场预制以控制装配偏差；
（2）采用可调节支吊架进行安装以控制装配偏差。
五、总结
本项目通过快速建模工具的研发应用，使建模效率和质量大幅提升，有助于推动BIM技术在电缆、支吊架等在施工中的应用。通过完善的模型审查及应用办法，保证了模型准确性，为后续现场施工应用提供了坚实的基础。通过基于BIM的项目管理平台有效的实现了机电物资精细化管理，全面把控了机电物资进出库。通过智能切割、三维交底、焊缝二维码及AR检测等方式解决了农名工技能不熟练问题及材料浪费等问题，促进了高质量、高效率的完成了现场机电安装施工，取得了技术经济效益及社会效益，实现了全面提升了项目机电施工管理水平。同时希望能给同类项目带来思考价值。
参考文献
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[2]王浩宇，BIM与施工行业暨机电安装领域应用 2011
[3] 王忠诚，王磊，张桥基于BIM技术的地铁车站机电综合管线排布应用《土木建筑工程信息技术》.2016.8（3）：66-73.