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

　　一、項目簡介

　　湄潭至石阡高速公路是貴州省交通運輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃重點實施項目，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，項目總投資約178.8億元，預(yù)計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，本項目對應(yīng)建設(shè)標段采取了10個段落的分布式部署，結(jié)合國內(nèi)最先進的BIM+GIS技術(shù)，對路線、路基、橋梁、隧道、立交、房建、交安及機電進行了全專業(yè)建模，將傳統(tǒng)建設(shè)管理流程和數(shù)據(jù)與BIM數(shù)字化模型進行集成，打通設(shè)計、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)、全流程進行BIM一體化應(yīng)用實踐的高速公路。

　　二、BIM實施亮點

　　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5鏡頭傾斜攝影技術(shù)，對全線113公里進行高分辨率現(xiàn)實捕捉，并全線布設(shè)了100多個高精度相控點，使最終模型達1：1000地形圖的精度，利用BentleyContextCapture進行實景建模，構(gòu)建了真實生動的設(shè)計環(huán)境和工程建設(shè)環(huán)境。

　　參數(shù)化建模實現(xiàn)高效構(gòu)件驅(qū)動：項目采用參數(shù)化設(shè)計建模，按照工程邏輯建立構(gòu)件層級拓撲關(guān)系，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)由總體到細部的動態(tài)參數(shù)傳遞，記錄整個建模邏輯過程，可隨時調(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)等均可進行參數(shù)修改，同時建模過程中積累構(gòu)件庫，便于后期模型復(fù)用，提高設(shè)計效率。

　　同步實施同步落地全面實踐BIM應(yīng)用：湄石高速BIM應(yīng)用建立了集團級項目管理標準體系和方法，打通設(shè)計數(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、標準化管理數(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，并自動將可視化公路資產(chǎn)數(shù)據(jù)整體移交給運維養(yǎng)護單位。

　　建設(shè)項目級BIM標準體系：為實現(xiàn)全線全專業(yè)全流程的業(yè)務(wù)技術(shù)BIM應(yīng)用，編制項目級BIM建模標準、構(gòu)件類型、模型交付、構(gòu)件施工工藝驗收等標準，并分別開展培訓(xùn)達30余次，為BIM技術(shù)的普及應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。

　　三、建設(shè)管理應(yīng)用

　　切實踐行“虛擬建造理念”‘：基于虛擬建造理論，項目重要工點如立交、橋梁、隧道等結(jié)合實景模型制作三維交互式文件，對隧道掘進、懸臂澆筑施工、纜索吊裝施工等關(guān)鍵工藝進行仿真模擬，借助虛擬現(xiàn)實等交互式手段進行施工技術(shù)交底，建設(shè)各方可以身臨其境體驗項目的建設(shè)及建成狀態(tài)，更直觀準確理解設(shè)計意圖，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)，實現(xiàn)了設(shè)計、建設(shè)和管理數(shù)據(jù)的集中存儲、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實景、施工紅線圖及基于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)自動生成的三維拆遷面域疊合，實現(xiàn)拆遷可視化精準管控，借助實景空間數(shù)據(jù)，提高拆遷網(wǎng)格化管理能力，做到拆遷進度實時跟蹤、拆遷與結(jié)構(gòu)物施工聯(lián)動管理。

　　質(zhì)量管理聯(lián)動工序報驗：平臺內(nèi)置行業(yè)標準《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（JTG F80-2017）》，通過手機App進行工序現(xiàn)場報驗和數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)程序卡控責(zé)任到人，大數(shù)據(jù)分析驗收行為，可準確追溯過程數(shù)據(jù)及質(zhì)量問題。

　　安全管理現(xiàn)場自動統(tǒng)計自動預(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，隧道進尺管理模塊顛覆傳統(tǒng)進度跟蹤模式，現(xiàn)場實時采集錄入實際進度，自動統(tǒng)計隧道圍巖等級及施工狀態(tài)，BIM模型實時反應(yīng)掌子面安全凈距、進尺里程等信息，為安全進度決策提供支撐。

　　進度及成本管控，實現(xiàn)自動化、三維可視化：通過質(zhì)量模塊傳遞的驗收信息，自動統(tǒng)計實際進度，對比計劃進度，在模型中示警滯后的工點部位及時糾偏，平臺導(dǎo)入清單并分解掛接至BIM構(gòu)件，自動分析投資完成情況，根據(jù)計劃進度和實際進度自動生成計劃產(chǎn)值、實際產(chǎn)值、產(chǎn)值累計等報表，準確、直觀的展示產(chǎn)值和計量走向，輔助投資管控。

　　四、BIM應(yīng)用價值

　　全線BIM建模進行可視化設(shè)計復(fù)核即BIM虛擬建造，可直觀地提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，建模中發(fā)現(xiàn)“墩臺懸空、結(jié)構(gòu)位置沖突”等設(shè)計缺漏、構(gòu)件碰撞、不同專業(yè)沖突等問題100余處，減少了浪費與返工。湄石高速BIM設(shè)計模式、標準體系、系統(tǒng)架構(gòu)、運行流程、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，實現(xiàn)了設(shè)計、施工、管理應(yīng)用一體化，截止目前，已提供設(shè)計變更效率約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：本項目BIM應(yīng)用切實打通設(shè)計、施工、管理及運營交付流程，完成相關(guān)配套標準手冊共7冊，數(shù)字資產(chǎn)累計已達100G以上，實現(xiàn)管理過程的三維可視化、協(xié)同一體化和信息自動化，并為項目運營的信息可追溯化、決策智慧化，進行了充分的數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)架構(gòu)，為即將到來的數(shù)字化養(yǎng)護和運維時代奠定良好的基礎(chǔ)，真正實現(xiàn)實體工程與信息數(shù)據(jù)融合的“數(shù)字孿生”目標。