城市綜合活動中心是集合工作、商務(wù)、購物、社交、旅游休息等各項功能的一體化綜合空間，施工綜合性強，多專業(yè)之間交叉多，對施工單位的管理水平要求更高。為了提高城市綜合體建筑使用性能，讓民眾享受到高效、舒適化的工作和生活，就必須借助數(shù)字化技術(shù)-BIM，打造功能完備、景觀優(yōu)美的綜合建筑群體，推動城市綜合活動中心朝著城市空間集約化、價值復(fù)合化方面發(fā)展。

一、項目概況

宜都市市民活動中心PPP項位于宜昌市宜都市劉家咀地塊，漁洋河以南，總規(guī)劃用地面積46.56萬㎡，總建筑面積為11.28萬㎡。劉高路將用地場地劃分為A地塊和B地塊兩個地塊，由大劇院、會展中心、體育館等“7館1樓”組成。項目采用PPP+EPC承建模式（PPP合同中為BOT模式），于2018年3月21日開工建設(shè)。

工程重難點

1、場館多、專業(yè)多。本項目一期、二期包含7館1樓，業(yè)態(tài)多，共17個專業(yè)：除建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣外，還包括幕墻、鋼結(jié)構(gòu)、精裝修、景觀園林、弱電智能化、劇場聲學(xué)、舞臺機械、燈光、音響等專業(yè)性強的專業(yè)。

2、跨度大。大劇院、會展中心均存在超高超大跨度結(jié)構(gòu)，其中會展中心為全鋼結(jié)構(gòu)，主展廳為最大跨度70M的張弦桁架結(jié)構(gòu)。

3、幕墻形式復(fù)雜。本項目大劇院、圖書館、博物館、文化館、體育館均為傾斜圓弧造型幕墻，包括傾斜圓柱和傾斜外墻，傾角10°。幕墻總面積3.36萬平方米，含有玻璃幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻、清水磚幕墻等，形式復(fù)雜。

4、裝配率高。依據(jù)《湖北省裝配式建筑裝配率計算規(guī)則（試行）》及《裝配式建筑評價標準》，本工程會展中心1#主展廳裝配率達100%、2#3#商業(yè)樓裝配率達到85%。

本工程通過引進魯班BIM技術(shù)咨詢服務(wù)，實現(xiàn)施工階段全過程BIM管控，提升項目精細化管理水平，為項目質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)打下良好基礎(chǔ)。

二、BIM應(yīng)用

1、三維圖審

碰撞檢查。利用BIM軟件進行碰撞檢測分析，預(yù)先發(fā)現(xiàn)碰撞點，通過生成的碰撞報告將碰撞問題提交并及時進行回復(fù)。

問題分析。將三維審查的圖紙問題進行分專業(yè)分類匯總，及時提交業(yè)主及設(shè)計方。同時，對提交的問題進行積極追蹤，直至圖紙問題得以解決。

2、管線綜合深化設(shè)計

支吊架深化。根據(jù)管線排布結(jié)果，在模型中經(jīng)濟合理地設(shè)置聯(lián)合支架的形式及位置，用于指導(dǎo)支架施工。

由于部分圖紙上沒有體現(xiàn)機電樓板洞口，所以在建模時首先考慮穿樓板洞口的深化，復(fù)核樓板留洞，輸出留洞圖，否則現(xiàn)場樓板開洞頻繁，存在質(zhì)量安全風(fēng)險；同時，在進行機電管線深化時，也要綜合考慮管道預(yù)留，否則后期管線排布方案調(diào)整過大或者凈高受影響。

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點深化計算。項目主展廳屋蓋整體呈雙曲面，分段控制點難定位，張弦桁架兩端鑄鋼件節(jié)點對接控制點達12處，且鑄鋼件本身就位控制點難標記，拼裝精度控制難。采用可快速調(diào)節(jié)式拼裝胎架進行預(yù)拼裝，利用三維模型定位坐標結(jié)合預(yù)拱值進行修正。吊裝就位時提前在支撐胎架上設(shè)置限位定位板，多次進行縱橫向交錯校正。定位鑄鋼件各管口中點，精選優(yōu)秀鉚工，多點定位、反復(fù)校正。

聲學(xué)裝飾深化。針對GRG板材天花拼接復(fù)雜的節(jié)點易產(chǎn)生開裂的問題，利用BIM模型分析具體部位。按規(guī)范設(shè)置反向支撐并對支撐件進行強化，深化具體節(jié)點，該類板塊每隔3塊增加一組50角鋼進行滿焊定位。

3、方案交底

土方開挖模擬施工交底。根據(jù)原設(shè)計圖紙，大劇院臺倉下，在大土方開挖完成后，每處柱墩部位仍需向下放坡開挖約500mm土方，并人工修整，嚴重影響工期。在模擬過程中發(fā)現(xiàn)柱墩開挖是主要影響工期原因，向設(shè)計方提出將基礎(chǔ)底板標高整體下降500，使柱墩底與底板底部平齊，優(yōu)化后工期比原來縮短一半。

鋼結(jié)構(gòu)施工流程可視化交底。大劇院鋼結(jié)構(gòu)主要分布在舞臺、觀眾廳上空，與土建結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、機電安裝、幕墻等單位穿插施工，垂直交叉作業(yè)多。通過模型模擬施工過程必選出最優(yōu)施工流程，采取分區(qū)、分層、分時間段施工的方法保證施工交叉作業(yè)影響最小，保證施工質(zhì)量。

4、生產(chǎn)管理

質(zhì)量、安全協(xié)同管理。運用BIM質(zhì)量、安全管理協(xié)同管理平臺，結(jié)合手機端APP進行使用。使項目質(zhì)量安全問題線上流轉(zhuǎn)，責(zé)任落實到人，避免整改不及時、不透明現(xiàn)象的發(fā)生，真正實現(xiàn)問題發(fā)現(xiàn)-整改的閉環(huán)工作。

安全協(xié)同巡檢管理。利用巡檢功能，可將施工現(xiàn)場重大危險源，質(zhì)量控制要點等位置納入現(xiàn)場二維碼巡檢管理，系統(tǒng)后臺可實時更新巡檢點巡檢狀態(tài)，提高對現(xiàn)場巡檢工作的把控能力。并生成報告，以便項目例會議討論。

生產(chǎn)資料云端管理。通過電腦、手機的安全云端存儲功能，可隨時隨地查看到工程模型、圖紙等資料。并能進行檢索、瀏覽、下載、上傳文檔，支持dwg文件在線打開，按照圖層查看，進行簡單的測量和編輯，便于現(xiàn)場管理人員隨時查閱工程資料。

工程進度管理。項目在施工前，根據(jù)總進度計劃對項目全過程進行三維動畫模擬，在第一次工地例會上向代建、監(jiān)理多方匯報，更直觀對施工節(jié)點、施工部署全面掌握。實施中，利用BIM技術(shù)進行每月進度情況對比分析，為施工進度目標保障護航。

三算對比。在模型創(chuàng)建過程中，嚴格按照施工部署、施工順序進行建模，方便后期提取工程量。每月進行一次“三算對比”分析，將施工圖預(yù)算量、模型提取量和現(xiàn)場實際澆筑量進行統(tǒng)計分析，計算偏差，并上報公司物資部，為后期BIM模型直接提取工程量大量收集數(shù)據(jù)。

5、綠色施工

場地布置。項目決策人員根據(jù)三維場布模型，合理布置生活區(qū)、辦公區(qū)安全通道、材料搬運通道、車輛進出通道。BIM三維場布模型使場地空間運用更加高效。

三、BIM應(yīng)用創(chuàng)新

1、BIM+裝配式

裝配式機房。大劇院消防水泵房原設(shè)計采用細石混凝土地面，優(yōu)化采用環(huán)氧地坪，通過建模深化排布方案，提前確認構(gòu)件尺寸進行加工，增加排水溝等細部創(chuàng)優(yōu)做法，提升履約品質(zhì)。

3D打印。會展中心墻體全部為ALC條板墻，鋼結(jié)構(gòu)與ALC條板現(xiàn)場整體拼裝施工過程較短，但對ALC條板尺寸和拼裝準確性要求較高。通過BIM對ALC墻板進行優(yōu)化排布，文件經(jīng)過其它軟件的轉(zhuǎn)換成3D打印支持的STL格式，通過手動拼接，模擬不同ALC條板的結(jié)構(gòu)拼裝的空間位置關(guān)系等。

會展中心傘結(jié)構(gòu)交叉節(jié)點處，截面由整體分為四支、構(gòu)件由平直變?yōu)閺澢囱b及焊接操作業(yè)空間狹小，制作難度大。將BIM技術(shù)與3D打印、裝配式建筑結(jié)合起來，將結(jié)構(gòu)模型文件經(jīng)過其它軟件的轉(zhuǎn)換成3D打印支持的STL格式，通過手動拼接，模擬不同結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系等。

2、BIM+智慧工地云平臺系統(tǒng)

宜都市市民活動中心項目應(yīng)用智慧工地云平臺系統(tǒng)，將工程概況、施工現(xiàn)場平面布置、大型設(shè)備、工期進度、事實進場人員等抽象的數(shù)字化信息以形象的圖標、圖表或者結(jié)合現(xiàn)場圖片的形式集成反映在云端平臺上展現(xiàn)給管理人員。通過可視化的手段展示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。

VR教育演示系統(tǒng)。施工現(xiàn)場安全教育展示區(qū)設(shè)置VR體驗館，顯示部分利用項目部電視一臺。用于開展安全教育，對新入場工人進行安全交底。

人員實名制管理子系統(tǒng)。進出人員身份證信息采集，進出人員控制，防止閑雜人等進入；人員出入信息記錄存儲；安全培訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄存儲；施工人員考勤管理；人員進出數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。支持移動終端，用戶登錄手機軟件即可快速瀏覽工程施工人員狀態(tài)。

揚塵噪音監(jiān)測子系統(tǒng)。通過監(jiān)測設(shè)備，對建設(shè)工程施工現(xiàn)場的氣象參數(shù)、揚塵參數(shù)等進行監(jiān)測與顯示，從而實現(xiàn)對工程施工現(xiàn)場揚塵污染等監(jiān)控、監(jiān)測的遠程化、可視化。

噴淋及噴霧子系統(tǒng)。采用噴淋設(shè)備對施工道路進行噴淋，同時使用霧炮進行高空降塵，使施工現(xiàn)場揚塵得到有效控制，并且現(xiàn)場噴淋用水均來自于雨水收集，實現(xiàn)現(xiàn)場噴淋用水自循環(huán)。

塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)。工地現(xiàn)有4臺塔機，位于文化館、博物館、圖書館作業(yè)區(qū),配置塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng).塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)獨立于塔機，通過高度傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、力矩傳感器、幅度傳感器、風(fēng)速儀、駕駛艙攝像頭等前端設(shè)備將塔機運行。

塔機吊鉤視頻子系統(tǒng)。塔機吊鉤視頻子系統(tǒng)通過精密傳感器實時采集吊鉤高度和小車幅度數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算獲得吊鉤和攝像機的角度和距離參數(shù)，然后以此為依據(jù)，使吊鉤下方所釣重物的視頻圖像清晰地呈現(xiàn)在塔吊駕駛艙內(nèi)的顯示器上，從而指導(dǎo)司機的吊物操作，同時對駕駛室司機行為狀態(tài)實時監(jiān)控，極大地提高了司機操作的安全性。

四、BIM應(yīng)用成效

宜都市市民活動中心項目施工過程實行BIM管控，對鋼構(gòu)方案、精裝方案、等工程重大施工方案等進行模擬推演，對施工現(xiàn)場設(shè)備堆場進行策劃，有效提升項目建造的效率與進度。截止目前累計在設(shè)計優(yōu)化、建造施工預(yù)警風(fēng)險，進度施工優(yōu)化，項目協(xié)同管理等方面，累計節(jié)約120余萬施工造價。

設(shè)計方面，BIM技術(shù)集成建筑、結(jié)構(gòu)、機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻全專業(yè)進行三維圖紙審核，發(fā)現(xiàn)問題67處，大大減少現(xiàn)場返工情況，降低設(shè)計缺陷損失約15%。

質(zhì)量方面，質(zhì)量協(xié)同管理，通過BIM移動端現(xiàn)場質(zhì)量、實測實量等數(shù)據(jù)與BIM模型結(jié)合，提高標準化管理效率，減少因質(zhì)量缺陷造成的返工，提升建筑品質(zhì)。

安全方面，利用BIM技術(shù)對現(xiàn)場安全維護、安全教育等進行方案模擬，確認其方案的可行性并增加教育體驗效果。為現(xiàn)場施工的安全保駕護航。

工程方面，通過BIM技術(shù)虛擬建造對重難點施工方案和措施進行可視化校驗，提供23條凈高及碰撞分析建議，驗證方案可行性和安全性，減少建設(shè)技術(shù)方案造成的損耗約10%。

進度方面，以BIM模型為基礎(chǔ)，融入現(xiàn)場施工時間及計劃，實時反映現(xiàn)場施工情況，協(xié)同管理人員把控現(xiàn)場進度，提升管理效果約15%。

本項目在施工過程中對質(zhì)量、安全、進度及綠色施工的良好管控，展現(xiàn)了良好的企業(yè)形象，提升企業(yè)知名度和市場競爭力，項目多次承接各類大型觀摩及調(diào)研活動，展現(xiàn)了央企的社會責(zé)任與擔當，起到了示范工程的作用。

五、展望

本項目后期將在園林景觀、室外管網(wǎng)、體育工藝等專項以及竣工交付等方面繼續(xù)拓展BIM技術(shù)應(yīng)用，探索創(chuàng)新，以 BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，以管理為核心，切實做到 BIM應(yīng)用到實處，實現(xiàn)管理的高效、協(xié)調(diào)、同步；實現(xiàn)各個參建方的高效溝通與統(tǒng)一；實現(xiàn)節(jié)約、低能、綠色的可持續(xù)理念，以高品質(zhì)打造百年工程，使之成為現(xiàn)代化新宜都最優(yōu)最美的名片。