近日，中國最大直徑盾構(gòu)機“春風號”現(xiàn)身深圳某隧道，這臺超大盾構(gòu)機的出現(xiàn)也意味著該隧道的建設(shè)即將進入掘進階段。

據(jù)詳細了解，用來挖地鐵隧道的盾構(gòu)機刀盤直徑是6.28米，高鐵目前最大的盾構(gòu)直徑也只是13.6米，而用來開辟該隧道的“春風號”盾構(gòu)機刀盤的直徑竟然達到了15.8米。“春風號”由中國獨立設(shè)計制造，主要由開挖土體的刀盤、實現(xiàn)泥水平衡的前盾、提供推進動力的中盾、為管片安裝提供空間及密封作用的的盾尾，為實現(xiàn)上述功能的后配套設(shè)備組成，總重達到4300多噸，代表著國際領(lǐng)先水平。中國目前最大盾構(gòu)機、深圳最大隧道，這個幾“大”光環(huán)加身的項目是如何進行項目管理的？讓我們來一探究竟。

一．春風隧道項目介紹

春風隧道工程是深圳市“東進戰(zhàn)略”重點交通項目之一，由中鐵隧道股份有限公司承建，西起濱河大道上步立交與濱河大道對接，東至新秀立交與東部過境高速公路市政連接線配套工程對接，線路全長5.078km，其中隧道段長3.063km。工程由地下道路（隧道）和地面改造道路兩部分組成，其中地下道路由西向東依次為：西側(cè)敞開段、西側(cè)暗埋段、盾構(gòu)段、東側(cè)暗埋段、東側(cè)敞開段；在東、西端分別設(shè)盾構(gòu)工作井及附屬設(shè)施用房、空氣凈化裝置設(shè)備用房，并擬于新秀立交東南角建造一座監(jiān)控中心。由于地域限制，春風隧道地下隧道部分，只能采用單洞雙層的結(jié)構(gòu)形式，為城市快速道路。工程項目使目前的道路升級為“春風路高架+春風隧道”立體走廊。工程項目穿越城市核心區(qū)，沿線下穿高層建筑物、地鐵，施工時須嚴格控制地表沉降。

無論是從規(guī)模上還是難度上來說，春風隧道都是國內(nèi)數(shù)一數(shù)二的大工程。除了“春風號”盾構(gòu)機這個黑科技，春風隧道整個項目還應用了BIM技術(shù)，魯班軟件為其提供BIM技術(shù)咨詢服務(wù)，使設(shè)計、施工與工程實際實現(xiàn)無縫銜接，借助BIM模塊化、可視化效果及時進行設(shè)計優(yōu)化與方案比選，創(chuàng)新了管理手段，提升了工程品質(zhì)。

二．BIM體系建設(shè)

為更好的協(xié)同各參與方，發(fā)揮BIM技術(shù)優(yōu)勢，降低工程設(shè)計和施工錯誤，控制成本，按時保質(zhì)的完成項目，春風隧道項目采用從初步設(shè)計、施工圖設(shè)計、施工準備、施工實施到運營的全生命期的BIM技術(shù)應用模式。魯班BIM團隊擔任施工方的BIM總顧問，在項目建造過程中全權(quán)指導協(xié)調(diào)。

2.1 BIM組織構(gòu)架建立

公司成立BIM工作室并設(shè)置專門的BIM崗位，由BIM專員進行建模、匯報，并配合各工區(qū)工程部、安質(zhì)部、計合部、物資管理等部門進行BIM應用。

2.2 軟硬件配置

硬件：深圳市春風隧道項目部設(shè)立獨立BIM辦公室，配置高配置臺式電腦2臺，VR體驗室及安全教育中心等相關(guān)配置硬件進行BIM的應用。

BIM系統(tǒng)平臺：

2.3 BIM保障體系建設(shè)

為使BIM技術(shù)更加順暢的在項目上應用落地，中鐵隧道股份有限公司公司采取了一系列措施來保障BIM技術(shù)的應用實施。包括明確的BIM應用管理總進度計劃，由總包單位及魯班BIM顧問團隊制定了項目BIM應用與管理總進度計劃，制定施工階段BIM運用的進度控制關(guān)鍵節(jié)點和里程碑；明確建模精度范圍及交付成果；建立質(zhì)量自檢保障措施；建立例會溝通機制，及BIM培訓和團隊培養(yǎng)計劃。

三．BIM技術(shù)應用

3.1  設(shè)計階段BIM應用

3.1.1 設(shè)計階段-沿線地質(zhì)分布模擬

通過構(gòu)建地質(zhì)BIM三維模型，確定各個斷面地質(zhì)情況和處理措施，有效克服了超級盾構(gòu)特有的掌子面左右?guī)r層不一致問題。

3.1.2 設(shè)計階段-圖紙會審

利用魯班瀏覽器對春風隧道工程的建筑、結(jié)構(gòu)、機電BIM模型進行動態(tài)的可視化展示，可直觀地理解設(shè)計方案，檢驗設(shè)計的可施工性，在施工前能預先發(fā)現(xiàn)存在的問題。

3.2  施工階段BIM應用

3.2.1各專業(yè)施工模型

按照春風隧道工程施工階段BIM模型要求，為各項深化設(shè)計及專項應用在不同軟件及數(shù)據(jù)輸出與錄入間確立原則，以滿足應用及最終模型整合需要，目前已經(jīng)完成的模型均上傳到魯班BIM平臺上進行協(xié)同應用。

3.2.2技術(shù)應用——各階段場布規(guī)劃

在施工前期階段，場地布置的設(shè)計規(guī)劃至關(guān)重要，影響著文明施工和施工組織。該項目充分利用BIM技術(shù)，建立場布BIM模型，方案在三維可視化下模擬論證，合理利用周邊環(huán)境，避免不利影響；合理規(guī)劃施工場地、減少材料二次搬運。合理規(guī)劃材料進場最優(yōu)路線，優(yōu)化施工部署。

3.2.4技術(shù)應用——技術(shù)交底

通過魯班BIM平臺進行三維可視化交底，提高方案的合理性、直觀性，直接導出計算書和施工方案，方便核對數(shù)據(jù)；依據(jù)施工方案制作腳手架搭設(shè)施工模擬過程，對班組進行三維可視化交底。

3.2.5技術(shù)應用——樓梯與反力架碰撞檢測

項目BIM團隊和工程部采用BIM技術(shù)創(chuàng)建施工樓梯模型與反力架模型，發(fā)現(xiàn)二維圖紙發(fā)現(xiàn)不了的碰撞問題，并利用BIM模型調(diào)整方案。

3.2.6技術(shù)應用——泥漿管布置

利用BIM模型優(yōu)化泥漿管排布，指導編制專項施工方案，直觀分析復雜工序，將復雜部位簡單化、透明化。

3.2.7技術(shù)應用——交通疏解模擬

利用BIM技術(shù)可視化技術(shù)，形象地展示了施工過程中的交通疏解方案，縮短研討實踐，直觀指導施工作業(yè)。

3.2.8技術(shù)應用——基坑開挖模擬

創(chuàng)建土方開挖模擬，對項目管理人員進行三維交底，保證方案順利實施。利用BIM模型得出挖土方量，為領(lǐng)導決策提供數(shù)據(jù)支撐。開挖區(qū)域變化造成施工場地變化，做好現(xiàn)場人工、機械的調(diào)配及挖土工期的合理調(diào)整。

3.2.9技術(shù)應用——地連墻施工工藝模擬

春風隧道工程項目東西兩側(cè)圍護結(jié)構(gòu)采用1000mm和800mm、600mm三種厚度地下連續(xù)墻，連續(xù)墻標準幅寬6m，共計278幅，其中標準段232幅，異性形46幅。項目采用BIM技術(shù)制作地下連續(xù)墻施工工序交底動畫，指導現(xiàn)場施工交底、質(zhì)量控制、檢查、驗收。

3.2.10技術(shù)應用——盾構(gòu)隧道漫游模擬

基于項目BIM團隊建立的精準模型，實現(xiàn)隧道漫游模擬。利用隧道模型進行通車的漫游模擬讓所有人都清晰明了地了解隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便各參建方溝通。

3.2.11施工階段——管片拼裝

三維模擬管片的拼裝過程，一環(huán)拼裝、對拉螺栓連接、多環(huán)瓶裝、形成整個隧道模型。管片預制、拼裝過程三維可視化交底，減少了施工差錯，提高了施工工效。

3.2.12技術(shù)應用——鋼筋下料單審核

通過魯班鋼筋模型導出的鋼筋骨架圖，可用于對鋼筋隊組下料單的審核，提前發(fā)現(xiàn)問題，減少因料單錯誤造成的返工損失。

3.2.13技術(shù)應用——鋼筋復雜節(jié)點

隧道主體結(jié)構(gòu)鋼筋布置十分密集，二維圖紙無法反映鋼筋位置關(guān)系。利用魯班瀏覽器，點擊查看“鋼筋三維”，鋼筋的綁扎的重點、難點一目了然。

3.2.14質(zhì)量安全應用——協(xié)作管理

技術(shù)人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)質(zhì)量安全問題，利用我的魯班移動端APP，魯班協(xié)同軟件，把相關(guān)問題拍照記錄上傳，再將現(xiàn)場質(zhì)量安全問題照片與模型、人員相關(guān)聯(lián)，進行標識。督促班組進行整改，整改完成形成完成報告，達到閉合質(zhì)量安全問題。同時，可以隨時導出報告，進行資料存檔，目前項目上在質(zhì)量安全管理方面共上傳了117條協(xié)作。

3.2.15質(zhì)量安全應用——安全巡檢

在施工現(xiàn)場需定期檢查的地方布置二維碼，如大型設(shè)備、電梯井、臨邊洞口、配電箱等，安全人員定期到此檢查，掃描二維碼，拍照上傳檢查點的情況。通過掃描二維碼，可查看構(gòu)件的詳細信息、查看并定義施工工序狀態(tài)、“我的魯班”手機客戶端上傳照片定位、查看并下載構(gòu)件資料圖紙。

在魯班BIM系統(tǒng)中添加巡檢功能，設(shè)置項目上每一個配電箱為一個巡檢點（每一個巡檢點可以生成一個二維碼），組成配電箱檢查巡檢任務(wù)。在巡檢任務(wù)中設(shè)置配電箱檢查時間并且關(guān)聯(lián)巡檢人員。

巡檢人員在規(guī)定時間內(nèi)進行巡檢，通過手機移動應用端掃描貼到配電箱上的二維碼進行添加巡檢記錄更新現(xiàn)場檢查情況。如果發(fā)現(xiàn)檢查情況異常配電箱存在安全質(zhì)量隱患，立即創(chuàng)建協(xié)作進行整改。

3.2.16質(zhì)量安全BIM應用——安全管控中心

項目上設(shè)立安全管控中心，開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的實時監(jiān)測，基于大數(shù)據(jù)分析的風險自動提示與分析，包括：現(xiàn)場安全監(jiān)控分析、盾構(gòu)機監(jiān)測、人臉閘機、進度統(tǒng)計和利用INSAR數(shù)據(jù)對工程沿線周邊500米進行地表沉降分析，魯班BIM顧問團隊協(xié)助制定產(chǎn)品的應用框架及產(chǎn)品定位。

3.2.17商務(wù)應用——工程量統(tǒng)計

利用魯班瀏覽器快速框選實際施工區(qū)域統(tǒng)計該區(qū)域量，項目施工員根據(jù)當日施工區(qū)域，在模型中靈活地框選對應區(qū)域構(gòu)件，即可輸出對應工程量。相比傳統(tǒng)手算報量而言，更加靈活、準確、快速，可以提前做好材料用量計劃，避免因多報量而造成的材料浪費，同時提高工作效率。

3.2.18商務(wù)應用——工程量對比

利用魯班鋼筋對計算工程量與設(shè)計工程量進行對比，核對工程量的準確性，為項目各部門工程量應用提供準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2.19進度應用——進度模擬

項目的計劃管理，采用Project進度計劃與模型進行掛接在魯班Plan對全專業(yè)BIM虛擬建造，展現(xiàn)周、月、年進度計劃。通過橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖相輔相成的展示方式，為項目進度管理提供快速、準確、有效的計劃安排，及時把控項目關(guān)鍵節(jié)點，為項目進度計劃提供整體數(shù)據(jù)支撐，為項目按時交付提供保障。

魯班移動端錄入每幅地連墻從成槽挖掘-鋼筋綁扎-鋼筋籠吊裝-澆筑混凝土后。可以通過BIM系統(tǒng)沙盤模式對全過程工程信息及狀態(tài)進行統(tǒng)計和查看，便于工程管理人員實時掌握現(xiàn)場形象狀態(tài)，進行合理調(diào)配資源和組織生產(chǎn)、材料采購，實現(xiàn)生產(chǎn)效率信息化管控。

3.3  創(chuàng)新應用

3.3.1創(chuàng)新BIM應用-無人機應用

項目采用無人機航拍觀測周邊地形情況，以及沿線的地形情況和環(huán)境情況，以便在模型的基礎(chǔ)上進行場地規(guī)劃、修整便道、場地布置，同時確定場地布置的合理性，對整體項目設(shè)計施工提供有力保障。

3.3.2創(chuàng)新BIM應用-VR體驗

項目建立VR展示間，將模型無縫快捷的融入VR平臺，利用現(xiàn)實增強技術(shù)，通過VR技術(shù)模擬隧道行車環(huán)境，更好的解決隧道照明安全、舒適的要求。

3.3.3 BIM+GIS應用

將結(jié)構(gòu)模型（含圍護、主體、盾構(gòu)、建筑、機電、裝修等）、地質(zhì)模型、地表構(gòu)筑物模型、疏解模型、地下管線等模型拼接為整體模型，協(xié)助工程規(guī)劃設(shè)計、交通規(guī)劃以及工程與地理空間有關(guān)的各類管理分析。

四．BIM實施成果及效益

春風隧道項目全面應用BIM技術(shù)進行施工管理，BIM小組參與項目決策及項目管理工作，為項目提供技術(shù)與數(shù)據(jù)支持。從當初的設(shè)想到現(xiàn)場的具體實施，可以說路程是艱難的、曲折的，但新技術(shù)的應用也取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

4.1  經(jīng)濟效益

春風隧道工程通過BIM技術(shù)的應用，提前建立各階段場布模型，避免二次搬運，節(jié)省工期費用和人工材料費用。圖紙審核，碰撞檢查輔助設(shè)計變更，BIM精確計算東西兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)、盾構(gòu)井量，多算對比，節(jié)省巨大材料。

4.2  社會效益

通過在春風隧道項目中應用BIM技術(shù)，為項目的施工進度，質(zhì)量，安全，保駕護航，得到政府和業(yè)主一致好評。在BIM實施過程中培養(yǎng)的一批BIM技術(shù)人才，為軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。在2019年4月份開展的大型觀摩會上，春風隧道作為標桿觀摩項目。“春風號”刀盤的拼裝、BIM技術(shù)應用、視頻監(jiān)控于一體的安全管控平臺等作為項目亮點，吸引了廣東衛(wèi)視、《羊城晚報》、《深圳特區(qū)報》等十多家主流媒體組團采訪。

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