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海外EPC項目BIM及數(shù)字化施工應(yīng)用——以馬爾代夫維拉納國際機場改擴建項目為例

來源:全球起重機械網(wǎng)??人氣:5188
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 馬爾代夫維拉納世界機場改擴建項目是中馬兩國最高領(lǐng)導(dǎo)人見證簽約的“一帶一路”重要工程,由北京城建集團有限責(zé)任公司EPC總承攬制作,對馬爾代夫旅行經(jīng)濟發(fā)展及中馬兩國關(guān)系具有重要的戰(zhàn)略意義。項目飛翔區(qū)總面積約235萬m2,其間新填海面積75萬m2,制作內(nèi)容首要包括:填海護岸工程、飛翔區(qū)場道工程(新建1條4F級跑道,現(xiàn)有跑道改建為F類滑行道,新建與現(xiàn)有跑道相接的7條聯(lián)絡(luò)滑行道,改造及擴建現(xiàn)有西停機坪、新建東機坪,與東、西機坪銜接的8條聯(lián)絡(luò)滑行道)、助航燈光及導(dǎo)航工程、新建貨運站工程、油庫及機坪加油管線工程等。

馬爾代夫維拉納世界機場改擴建項目是世界F+EPC工程總承攬,在施行進程中,需統(tǒng)籌和諧規(guī)劃、收購、施工及業(yè)主方、咨詢方、融資方等多方關(guān)系,作為總承攬商,在規(guī)劃、收購、施工等方面均面臨不小的應(yīng)戰(zhàn)。

在規(guī)劃方面,機場飛翔區(qū)依照世界民航安排(ICAO)的規(guī)范和規(guī)范進行規(guī)劃、制作與檢驗,建構(gòu)筑物依照我國有關(guān)規(guī)范和規(guī)范進行規(guī)劃、制作和檢驗。延聘的規(guī)劃方為我國企業(yè),與國外的業(yè)主/咨詢工程師在規(guī)劃理念、規(guī)劃流程等方面存在差異,審閱發(fā)展緩慢。

在收購方面,馬爾代夫當(dāng)?shù)匚镔Y極度匱乏,幾乎一切的修建資料、設(shè)備均依賴進口,資料收購、運送周期長,且整個機場島供資料寄存區(qū)域有限。

在施工方面,觸及填海、護岸、地基處理、場道、助航燈光、導(dǎo)航、通信、供油、結(jié)構(gòu)、修建、機電等專業(yè),國內(nèi)基本沒有可以查詢的珊瑚砂吹填工程事例,唯一已知的珊瑚砂吹填工程位于我國南沙群島,其數(shù)據(jù)資料完全保密。在珊瑚礁砂地質(zhì)上建瀝青跑道也是國內(nèi)首次,專業(yè)技能強、可學(xué)習(xí)資料少,施工難度大。此外,因為本項目為改擴建工程,施工不能影響機場的日常運營,不停航施工窗口不足5個小時,時刻緊使命重,安全危險高。新建跑道施工應(yīng)馬代政府要求需要提早4個月完工并達到校飛規(guī)范,工期大大縮短,施工發(fā)展壓力大。

綜上,項目自開工伊始就確定在工程制作全生命周期中運用BIM及數(shù)字化施工技能,基于三維模型完結(jié)跨越時空、語言、專業(yè)的協(xié)同辦理模式,高質(zhì)量、高功率進行項目辦理工作。

施行策劃

在施行之初,項目即樹立公司、項目兩級BIM辦理安排架構(gòu),組建BIM辦理團隊,樹立貫穿EPC全進程的BIM運用體系,一致項目各階段BIM服務(wù)成果交付細則,編制了《項目BIM施行手冊》《BIM深度辦理手冊》《項目BIM建模規(guī)范》《馬代機場構(gòu)件LOD規(guī)范辦理表格》《馬代機場油庫區(qū)管道構(gòu)件屬性表》《馬代機場油庫區(qū)版系表》《TRC上完結(jié)規(guī)劃問題協(xié)同辦理》等規(guī)范化文件,并裝備完好的BIM建模軟硬件及數(shù)字化施工設(shè)備。

一、運用方針

規(guī)劃階段,以維拉納機場島BIM模型、協(xié)同辦理渠道為根底,樹立安全、高效的信息協(xié)同和規(guī)劃檢查機制,加快推動規(guī)劃發(fā)展,進步規(guī)劃審閱功率。

收購階段,以各區(qū)域BIM模型和三維激光掃描技能為根底,樹立原資料堆料動態(tài)辦理機制,一起進步構(gòu)件設(shè)備收購準(zhǔn)確性。

施工階段,以各區(qū)域BIM模型、數(shù)字化施工技能體系和三維激光掃描技能等樹立以BIM模型為驅(qū)動的,貫穿飛翔區(qū)、貨運站區(qū)、油庫區(qū)的全主動/半主動的施工進程協(xié)同辦理機制,高質(zhì)高效地完結(jié)飛翔區(qū)加快施工,完善一切區(qū)域施工進程質(zhì)量操控、發(fā)展操控機制,下降夜間不停航施工安全危險等。

別的在運維階段,項目將交付業(yè)主包括一切施工進程數(shù)據(jù)和全部地下管線的機場島歸納BIM模型,為機場運營維護及遠期規(guī)劃制作供給詳實直觀的根據(jù)。

二、軟硬件環(huán)境

軟件:裝備Revit、Tekla、MicroStation、SketchUp、Navisworks、Escape、Lumion等建模、渲染軟件,Reakworks點云剖析軟件、BusinessCenterHCE數(shù)字化施工建模、Visionlink數(shù)字化施工辦理渠道、TrimbleConnect協(xié)同同享渠道、BIM4D/5D軟件VICOOffice等。

硬件:置辦服務(wù)器,裝備4臺臺式工作站、10臺移動工作站,三維激光掃描儀TrimbleTX8,以及為飛翔區(qū)數(shù)字化施工運用裝備的高精度的丈量設(shè)備及操控體系(包括2座GNSS基準(zhǔn)站、6座在線沉降觀測站、2套工地丈量定位體系、6套攤鋪機主動操控體系、12套智能碾壓體系、1套平地機主動操控體系、1套推土機顯現(xiàn)引導(dǎo)體系、1套挖掘機顯現(xiàn)引導(dǎo)體系、10套自卸車輛定位體系)。

三、數(shù)字化施工技能

數(shù)字化施工即工程施工全進程的數(shù)字化和信息化,是指依托協(xié)同辦理渠道、數(shù)據(jù)處理渠道、規(guī)劃BIM模型、工程機械操控體系、工地數(shù)據(jù)收集體系等根底渠道,整合規(guī)劃數(shù)據(jù)和工地信息資源,樹立一個虛擬開放的信息環(huán)境和同享渠道。

詳細表現(xiàn)形式為:安裝工程機械操控體系、工地數(shù)據(jù)收集體系的工程機械經(jīng)過接納斗極等星座的衛(wèi)星信號與GNSS基站差分信號,完結(jié)本身精準(zhǔn)定位,然后經(jīng)過4G網(wǎng)絡(luò)將機械行駛軌跡等方位信息和各傳感器記錄的施工進程數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字化施工數(shù)據(jù)處理渠道,經(jīng)剖析后再經(jīng)過協(xié)同辦理渠道與多方同享,參加方便能實時把握并掌控當(dāng)時施工狀況。

整個數(shù)字化施工體系的數(shù)據(jù)中心是規(guī)劃BIM模型和實時收集的原始施工數(shù)據(jù)。所謂把握施工狀況,便是把握經(jīng)過原始施工數(shù)據(jù)與規(guī)劃BIM模型不斷比對剖析的數(shù)據(jù)成果;所謂掌控施工狀況,便是經(jīng)過實時的數(shù)據(jù)剖析成果進行極為迅速的呼應(yīng)。數(shù)字化施工技能就是數(shù)字化工程辦理,相對于傳統(tǒng)辦理模式,前者以更科學(xué)的方法進行工程規(guī)劃、更高效的方法調(diào)度現(xiàn)場,把握工程發(fā)展,合理安排不同區(qū)域的施工步伐,下降資料、人工等本錢,為決策供給更及時、更充沛的根據(jù)。

運用內(nèi)容

為滿足規(guī)劃、收購、施工各階段的運用方針,打造以BIM模型為根本驅(qū)動的數(shù)字化工程辦理體系,本項目樹立了維拉納機場島的總圖模型、飛翔區(qū)數(shù)字化施工BIM模型、新建油庫區(qū)域全專業(yè)BIM模型、新建貨運航站樓區(qū)域全專業(yè)BIM模型,并進一步整組成整個維拉納機場島的BIM模型,以此為根底進行EPC全進程的數(shù)字化智能制作。

其間,總圖模型運用SketchUp樹立,結(jié)合了詳細的地勘和??睌?shù)據(jù),用于機場地勢調(diào)配和規(guī)劃總覽,并作為模型整合的“大托盤”。飛翔區(qū)數(shù)字化施工BIM模型運用SketchUp/TrimbleBC-HCE樹立,是飛翔區(qū)數(shù)字化施工的數(shù)據(jù)中心之一。貨運航站樓及油庫區(qū)域則運用AutodeskRevit、TEKLA、PDMS等軟件樹立了修建、結(jié)構(gòu)、機電、工藝全專業(yè)BIM模型,用于上述區(qū)域的規(guī)劃審閱、優(yōu)化深化、資料收購、施工質(zhì)量操控等運用。

一、規(guī)劃階段

運用BIM建模技能在規(guī)劃前中期完結(jié)了規(guī)劃計劃可視化、磕碰查看剖析、各專業(yè)體系間協(xié)同優(yōu)化等運用,有效地協(xié)助規(guī)劃單位傳遞規(guī)劃理念,進步了業(yè)主/咨詢批閱規(guī)劃的功率和準(zhǔn)確度,壓縮了均勻規(guī)劃審閱周期,快速削減規(guī)劃錯、漏等問題,加快了全體規(guī)劃發(fā)展。在規(guī)劃后期及施工階段完結(jié)了專項結(jié)構(gòu)深化規(guī)劃、機電管綜優(yōu)化規(guī)劃、重大施工計劃可視化交底等運用,為后續(xù)收購、施工排除了許多躲藏的“雷區(qū)”。

以貨運航站樓為例,原規(guī)劃中為了經(jīng)過部分機電管線,在結(jié)構(gòu)鋼梁上開設(shè)了319個洞口。經(jīng)過BIM管綜優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,此類結(jié)構(gòu)洞口削減135個、縮小尺寸184個,然后縮短了近7周的鋼構(gòu)件的加工工期。別的,經(jīng)過在TEKLA中整合鋼構(gòu)與土建模型,項目及時發(fā)現(xiàn)有45根抱框鋼柱長度按原規(guī)劃不能與根底銜接,僅僅發(fā)現(xiàn)這一處小錯誤,便避免了2個月以上的工期延誤。

在規(guī)劃階段,規(guī)劃參加方來自北京、廣州、我國香港、澳大利亞、德國、新加坡、馬爾代夫等國家和地區(qū),傳統(tǒng)交流方法受語言和時差的影響較多,工作功率受限。而且項目不同區(qū)域選用的規(guī)劃規(guī)范和規(guī)范也不同,一起中外規(guī)劃理念也不一致。為此,本項目引入了TrimbleConnect協(xié)同辦理云渠道,處理了渙散的規(guī)劃資源整合和及時同步等問題,將規(guī)劃問題直觀化,削減了規(guī)劃辦理的難度。

在TrimbleConnect上,各規(guī)劃方將各類BIM模型的輕量化上傳,業(yè)主、咨詢和項目規(guī)劃辦理部分在渠道上利用開始的整合、磕碰、標(biāo)示與量取功能進行檢查,亦可結(jié)合手機APP完結(jié)端同步查看,進步了規(guī)劃審閱的功率,縮短了圖紙批閱的時刻。

一起,TrimbleConnect除了首要用于規(guī)劃圖紙/BIM模型歸檔、檢查校核、發(fā)布外,還用于項目期間一切參加單位的各類制作文件的傳遞和同享,是一切參加單位的文檔協(xié)同云渠道。

二、收購階段

因為機場島可利用的空間有限,需要對珊瑚砂、河砂、碎石、水泥等大宗原資料堆放方位進行嚴厲布局。項目依托數(shù)字化施工BIM模型對飛翔區(qū)原資料收購進行全體把控,一起利用點云建模技能對現(xiàn)場料堆進行快速丈量和三維重構(gòu),快速把握用料狀況,以此監(jiān)測與批改收購計劃,以完結(jié)原資料的動態(tài)監(jiān)測。

經(jīng)過鋼結(jié)構(gòu)模型、油庫工藝模型深化工藝構(gòu)件與設(shè)備,直接面向工廠做預(yù)制加工,進步收購準(zhǔn)確性,下降收購危險。

三、施工階段

1.數(shù)字化施工技能

數(shù)字化施工體系是飛翔區(qū)獨有的施工進程操控與協(xié)同體系。在準(zhǔn)備階段,項目樹立了掩蓋全島的GNSS基準(zhǔn)操控網(wǎng),一致了現(xiàn)場一切的工程機械操控體系、GNSS流動站、丈量手簿等設(shè)備的坐標(biāo)框架。除一致的基準(zhǔn)操控網(wǎng)外,項目還樹立了全天候在線沉降監(jiān)測體系,用以監(jiān)測和預(yù)警新填海陸域的沉降和水平位移狀況。

飛翔區(qū)施工全進程運用BIM+數(shù)字化施工技能,基于數(shù)字化施工BIM模型,將模型中的規(guī)劃信息經(jīng)過工地GNSS基站體系發(fā)布到裝有智能操控體系和高精度丈量設(shè)備的施工機械和車輛中,再經(jīng)過數(shù)據(jù)辦理渠道Visionlink與分包單位協(xié)同辦理整個施工進程,完結(jié)智能化施工和施工全進程監(jiān)測。

TrimbleBC-HCE軟件將飛翔區(qū)數(shù)字化施工BIM模型轉(zhuǎn)換成工程機械操控體系可辨認的格式,并經(jīng)過工地GNSS基站體系發(fā)布到改裝后的挖掘機、推土機、平地機、壓路機、攤鋪機及自卸貨車的操控體系中。這些數(shù)字化工程機械便可以“讀懂”圖紙,引導(dǎo)操作手或許直接主動完結(jié)施工使命。

每臺工程機械都加載了工地現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集體系,在借助GNSS基站完結(jié)本身精準(zhǔn)定位時,經(jīng)過各類傳感器實時獲取施工進程數(shù)據(jù),并上傳至數(shù)據(jù)辦理渠道Visionlink上進行處理剖析。Visionlink渠道記錄了自2017年7月以來飛翔區(qū)全部的施工進程,該渠道以飛翔區(qū)數(shù)字化施工BIM模型為基準(zhǔn),對施工進程數(shù)據(jù)如施工方位、土基壓實狀況、碾壓遍數(shù)、表面高程、燃油消耗等進行統(tǒng)計剖析,剖析成果首要有查看施工質(zhì)量、規(guī)劃施工道路、調(diào)整施工計劃、優(yōu)化現(xiàn)場施工安排等運用。

其后,Visionlink將剖析成果再實時反饋給工程機械,并在操控箱上實時顯現(xiàn),協(xié)助現(xiàn)場辦理人員了解施工實踐狀況并做出決策。

借助Visionlink,辦理人員在現(xiàn)場可以抽查任意時段、任意區(qū)域的一切工藝階段的施工質(zhì)量,辦理渠道給出的某區(qū)域推土機→平地機→壓路機施工后的表面高程狀況。

最后,Visionlink將終究剖析成果經(jīng)過TrimbleConnect與一切相關(guān)人同步,協(xié)助工程部分協(xié)同辦理整個施工進程,完結(jié)智能化施工和施工全進程監(jiān)測。

2.沉降動態(tài)監(jiān)測

分布在新填海陸域的6座GNSS沉降觀測站以每秒觀測一次的速率進行不間斷的沉降觀測,經(jīng)Trimble4D沉降預(yù)警軟件對17168個小時的收集數(shù)據(jù)進行處理后取得沉降曲線。沉降曲線歸納反映了整個陸域的沉降狀況,并為業(yè)主方和項目部供給了準(zhǔn)確可靠的機場島改擴建區(qū)域的沉降動態(tài)預(yù)警。

3.點云模型比照

在加油管線、油罐施工中經(jīng)過三維激光掃描收集生成的點云模型與規(guī)劃模型在三維環(huán)境下進行比照,及時反饋當(dāng)時區(qū)域施工質(zhì)量,并在點云模型根底上作更深層次的剖析,保證了各類管線、鋼結(jié)構(gòu)以及工藝安裝施工的精準(zhǔn)度。以油庫區(qū)15000m3航煤油儲罐為例,項目結(jié)合點云模型對每帶壁板周長、橢圓度、筆直度和凹凸度進行剖析,將細小距離明顯化處理后的成果則作為操控施工質(zhì)量的重要根據(jù)。

4.BIM4D/5D運用

在BIM4D/5D方面,項目結(jié)合VICOOffice和三維激光掃描技能進行一些拓寬運用。針對新建跑道的提早完工要求,項目運用VICO結(jié)合數(shù)字化施工BIM模型和Visionlink供給的工程機械實踐施工功率數(shù)據(jù),對跑道加快施工計劃進行深度剖析,規(guī)劃更合理的施工安排計劃,提早對或許影響工期的因素提出預(yù)警,并追尋實踐出產(chǎn)狀況,嚴厲操控發(fā)展和質(zhì)量危險,保證了跑道提早完工。

BIM5D方面,本項目將各類BIM模型導(dǎo)入VICO,結(jié)合既有的定額數(shù)據(jù)和發(fā)展跟蹤數(shù)據(jù),主動計算符合當(dāng)時發(fā)展的施工工程量,并根據(jù)定時的三維激光掃描作業(yè)樹立反映當(dāng)時實踐施工發(fā)展的點云模型,二者比對剖析的成果用來配合商務(wù)部分完結(jié)發(fā)展計量和造價計量工作。

四、運維階段

飛翔區(qū)改擴建進程中,尤其在不停航施工期間,因為業(yè)主供給的地下管線信息不全,構(gòu)成管線探挖危險較高。項目基于管線規(guī)劃圖紙及實踐探挖狀況,結(jié)合BIM技能構(gòu)成了一套完好的地下管綜模型,并鑲嵌進飛翔區(qū)數(shù)字化施工模型,將來可協(xié)助業(yè)主更高效地辦理飛翔區(qū)。

運用作用

一、經(jīng)濟效益

BIM建模技能、三維激光掃描技能及協(xié)同渠道的運用,進步了各專業(yè)間協(xié)同及參建各方的交流功率,經(jīng)過規(guī)劃優(yōu)化大大節(jié)省了本錢,下降了7.6%批閱文件所需工期,直接縮短工期約83天,在規(guī)劃檢查及優(yōu)化方面節(jié)省了數(shù)百萬元的本錢。施工階段樹立了以施工BIM模型和點云BIM模型為根底的進程質(zhì)量操控機制,完結(jié)了100%的進程質(zhì)量和安全操控。

BIM+數(shù)字化施工運用,現(xiàn)場完結(jié)“無樁化”作業(yè),機械完結(jié)主動化施工,歸納功率提高30%以上,下降油耗,節(jié)能減排;施工進程質(zhì)量、安全操控100%;準(zhǔn)確操控攤鋪厚度,削減約3%的修建資料投入,節(jié)省資料和人工本錢近千萬元。

特別是飛翔區(qū)選用了以BIM模型驅(qū)動的全進程數(shù)字化施工體系,打通了規(guī)劃圖紙/模型直接向工程機械的傳遞渠道,增強了辦公室與工地現(xiàn)場的銜接?,F(xiàn)場完結(jié)了“無樁化”作業(yè),工程機械完結(jié)主動化/半主動化施工,施工工期由原計劃的16個月縮短至11個月,施工歸納功率較傳統(tǒng)模式提高30%以上。項目經(jīng)過數(shù)字化施工主動化機械和高精度的丈量操控,準(zhǔn)確操控底層、面層攤鋪厚度,比較傳統(tǒng)施工工藝削減約3%的修建資料投入,累計節(jié)省本錢500多萬元;而且大大削減丈量工程師、施工作業(yè)人員以及工時投入,累計節(jié)省本錢300多萬元。別的,數(shù)字化施工還保證了施工的安全性和可操控性,削減人機混合作業(yè)時刻,減輕現(xiàn)場人員的工作強度和外業(yè)時刻,也極大地提高了夜間不停航施工的安全與功率。

二、社會效益

新建4F級跑道提早4個月零7天完結(jié)全線貫通,完結(jié)履約承諾,取得業(yè)主、咨工及當(dāng)?shù)卣囊恢潞迷u。在新跑道空客A380首飛儀式上,時任馬爾代夫總統(tǒng)亞明在致辭中表明,新跑道的運用將為馬爾代夫旅行經(jīng)濟帶來飛躍。

三、推廣運用

本事例在馬爾代夫維拉納世界機場、馬爾代夫瑪?shù)赝蒴敊C場項目成功運用,授權(quán)實用新型專利1項,編寫論文2篇;總結(jié)構(gòu)成《遠洋吹填珊瑚砂島礁機場機場制作關(guān)鍵技能研究與運用》課題,經(jīng)判定達到“世界領(lǐng)先水平”,為海外EPC機場項目制作BIM及數(shù)字化施工供給了學(xué)習(xí)與參閱。

四、運用總結(jié)

基于BIM技能的數(shù)字化施工是對項目管控的巨大晉級,包括工程制作的數(shù)字化、信息化和智能化,它是基于多種先進數(shù)字化施工硬件、三維模型軟件以及咨詢服務(wù),對項目規(guī)劃、進程、質(zhì)量、出產(chǎn)、數(shù)據(jù)、資源功率及交互交流方面進行全面掌控,提高項目參加方的交流,晉級施工單位的各種工程機械,并收集各種施工進程數(shù)據(jù)(質(zhì)量、安全、本錢和發(fā)展),提高項目辦理的水平,終究完結(jié)項目管控水平的提高。真正完結(jié)項目部由辦理人到辦理數(shù)據(jù)的改變,完結(jié)人出產(chǎn)數(shù)據(jù)到機器和軟件出產(chǎn)數(shù)據(jù)的改變,完結(jié)由人驅(qū)動辦理流程到由數(shù)據(jù)驅(qū)動辦理流程的改變。終究完結(jié)在保證質(zhì)量的前提下做到減員增效,提高項目辦理水平的方針。
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