基于BIM技术降低城市综合体综合管线的碰撞率

目录一工程概况二QC小组概况三选题理由四现况调查五设定目标六原因分析七确定要因八确定对策九实施对策十检查效果十一巩固措施十二总结及今后打算

一工程概况

国际广场二期工程二标段项目，位于湖南省长沙市湘江西岸，本建筑地下三层、地上五层，建筑面积约22万平方米。是一个集办公写字楼、五星酒店、购物、餐饮、娱乐、地铁站台为一体的城市综合体项目。工程确保“芙蓉杯”奖，争取获得“国家优质工程”奖。

本次BIM深化设计的范围不仅包含合同范围内的所有机电系统，而且涉及了其他与机电安装密切相关的专业。不仅有给排水、暖通、电气、消防等，还有建筑结构、部分钢结构、幕墙、装饰装修等多个专业。由于业主对商业区时尚走廊装饰效果要求极高，且该区域的管线非常密集，深化空间受限，所以走廊管线综合排布的合理性、美观性是BIM深化工作的重难点之一。QC小组简历表小组名称项目QC小组注册时间2015年6月1日课题类型现场型课题注册日期2015年5月小组人数10课题注册号SAQC-02-02课题名称基于BIM技术降低城市综合体综合管线的碰撞率培训情况60课时二

QC小组概况

选题背景：

本工程建筑面积约22万平方米，工程体量大；2015年5月进场，计划2016年7月交工，工期紧；涉及专业众多，管线密集、复杂，设计院图纸质量不高，施工难度大；合同属于总价包干合同，零签证。保证“芙蓉杯”的质量验收通过，质量要求高。以超市区域为例：1.明装管线排布是本工程的一亮点、难点。甲方设计要求超市部分不进行吊顶，所有管线进行明敷，要求走廊管线底标高至少保证在H+4.0以上，并且不许穿梁施工，管线排布空间较小。

2.超市走廊：有4趟DN700管道，2趟1000*200的桥架，1趟2000*500风管，走廊空间较小，控制标高要求高，管线排布难度大。

3.超市走廊：另一处一趟1500*500风管，3趟DN200消防管道，4趟DN250空调水管道，4趟DN200空调水管道，2趟300*150桥架，横穿走廊有4趟DN200空调水管。走廊宽度3.2米，标高要求3.9米。管线密集，标高要求严格，可排布空间小，排布难度极大。三选题理由创新目的：以采用BIM技术为主的三维设计方法，对商铺走廊、变配电室、锅炉房、冷冻机房、屋面冷却塔组等机电安装较集中的管线进行综合排布，达到管线安装无碰撞、支架满足力学要求、整体效果美观、“一次成优”的目的。

通过施工阶段BIM技术的应用过程，运用BIM技术指导施工，减少返工率，缩短工期，直至达到“节材、降本、增效”的宣传效果，进一步推广了BIM技术在施工阶段的运用。综上所述，基于城市综合体工程体量大，工期紧，管线密集、复杂，施工难度大，质量要求高。传统图纸深化难以提前发现碰撞点，造成返工现象。为更好地节约施工资源，降低项目成本，我们把“基于BIM技术降低城市综合体综合管线的碰撞率”作为本次小组活动的课题。实施项目日期2015年2016年6月7月8月9月10月11月12月1月2月课题选定现场调查设定目标分析原因确定主要原因制定对策对策实施调查效果制定巩固措施总结和体会QC小组活动计划安排制表人：张可东责任人：赵郁时间：2015年6月5日

为降低梅溪湖项目机电综合管线碰撞，确保工程按期顺利完成，节约项目生产成本，2015年6月5日项目QC小组召开关于“基于BIM技术减少大型商业综合管线碰撞率”的专题会议，通过对大型商业管线的认识、讨论；现场的读图、识图；分析现场情况；BIM人员的职责分配；电脑软件的配置等一系列的措施的实施。

四现场调查

小组成员前期一次建模时。对商业区管线进行讨论分析，统计出图纸错误、交叉管线碰撞，统计表如下:

综合管线碰撞数量统计表

楼层图纸错误管线与梁、柱碰撞管线与管线碰撞地下三层127处187处1997处地下二层204处321处2618处地下一层135处254处2579处一层187处230处2024处二层65处98处879处三层67处84处587处四层32处23处351处各计130049处制表人：张可东责任人：赵郁时间：2015年7月25日小组设定目标:1、控制管线排布的最低标高，达到甲方要求；2、BIM模型综合管线排布无碰撞；3、排布美观合理、使得甲方、监理、顾问公司、设计院同意方案排布。通过统计分析，本项目管线碰撞数目多达13000多处，小组成员将目标值设定为：1.BIM模型管线碰撞率为“0”，以便更好指导施工；2.控制现场施工碰撞不超过20处。五设定目标设计院制图质量不高；无施工签证。设计院分包单位众多，制图标准不统一，制图质量低，各专业见的协调不到位，导致碰撞众多；并且本项目采用总价包干合同，无法施工签证。如果不采取相应的技术措施，损失无法估量。六原因分析图纸多次变更，导致模型大体量返工在大商业精装修区域深化时，以设计院“盖章版蓝图”为结构、机电建模的依据，结合装饰单位优化的“点位图”进行模型二次调整。装饰单位方案多次变更，致使模型多次返工调整。六原因分析3.业主对公共区域及商业区域空间要求高

一次建模时，按设计院图纸标高，管线曾出现多处与结构梁柱、建筑砌体的相互碰撞。为此，管线排布过程中反复与设计院，业主设计部沟通，通过调整管线路由、现场核实相结合的方法，在符合施工规范的前提下，按照业主要求进行综合排布。原因分析管线碰撞绘图人员知识欠缺绘图错误图纸问题排布不合理管理监督力度图纸变更岗前未培训图纸错误方法不当职责分工不明确无奖罚措施专业知识培训，读图、讲图标准不一时间：2015年7月28日要因确认计划表序号末端因素确认内容确认方法标准完成时间1岗前未经培训上岗职工是否全部经过岗前培训，并经考核合格。1、查看是否有考核资料档案；2、BIM人员操作是否熟练。考核成绩在60分以上，现场操作熟练2015年6月10日前2专业知识培训，读图、识图BIM技术人员熟悉专业规范，熟悉图纸。BIM人员现场读图、讲图。熟悉规范、图纸2015年6月10日前3职责分工不明确技术、管理、BIM人员是否进行了职责分工查看项目部是否制定了职责分工明细表制定职责分工明细表2015年6月10日前4无奖惩措施项目部是否有奖惩措施查看项目部是否建立了奖罚制度制定奖惩措施制度2015年6月10日前5图纸变更下发图纸与蓝图是否变化工作联系单，设计变更单，收到变更图纸盖有甲方印章及时跟进6图纸错误综合图纸管线是否碰撞按图纸绘制发生碰撞消除错误点2015年10月30日7标准不一出版图纸图层是否一致检查图层管理器消除错误点2015年7月21日七确定要因时间：2015年7月28日确认一：岗前未经培训。确认方法确认内容确认标准确认时间查看岗前培训记录BIM绘图人员是否进行岗前培训BIM绘图人员100%上岗培训2015年6月10号验证结果查看岗前培训记录，BIM人员6人，接受岗前培训6人，上岗率100%。非要因确认二：专业知识培训，读图、识图。确认方法确认内容确认标准确认时间专业知识培训，读图、识图。BIM技术人员熟悉专业规范，熟悉图纸。BIM人员现场读图、讲图。思路清晰，无错误。2015年6月10号验证结果BIM技术人员熟悉机电安装规范，按规范绘制机电综合模型。要因确认方法确认内容确认标准确认时间查看项目奖罚制度有无奖罚措施制定奖惩措施制度2015年6月10号验证结果查看项目管理制度。非要因确认四：无奖罚措施。确认三：职责分工不明确。确认方法确认内容确认标准确认时间查看职责分工表是否对小组成员有明确的任务安排。有详细的职责分工任务书2015年6月10号验证结果小组成员10人，有明确的的任务分工任务书。非要因确认五：图纸变更。确认方法确认内容确认标准确认时间下发图纸与蓝图是否变化工作联系单，设计变更单，收到变更图纸盖有甲方印章及时跟进验证结果查看图纸下发详细记录非要因确认六：图纸错误。确认方法确认内容确认标准确认时间图纸错误设计图纸系统错误、管线穿梁、柱，综合图纸管线是否碰撞管线无碰撞2015年10月30号验证结果按蓝图绘制综合管线，管线与柱、梁发生碰撞。要因时间：2015年7月30日方案提出背景：

2015年7月4日，本QC小组成员根据梅溪湖商业综合体二标段图纸施工蓝图完成B3、B2、B1层，一次建模工作，通过碰撞检测，发现管线碰撞严重，且大部分不能满足甲方标高控制要求，通过BIM人员优化图纸，二次建立模型，对原设计图纸进行调整，更改管线路由，满足大部分甲方硬性标高要求，再次通过碰撞检测，管线碰撞点一次性消除90%，对于无法满足标高要求点位，与甲方设计部讨论更改装饰标高。八确定对策完成后的BIM模型

此图为商业体整体模型，建筑面积约22万平方米，地下三层，地上五层，管线密集，设备数量多，综合管线排布难度大。B1层商业模型包含锅炉房、制冷机房，超市变电所，空调机房，设备多，管线密集，空间狭小，综合排布难度大。B1层BIM模型B2层BIM模型B2层1-1轴至2-8轴为超市部分，走廊明装管线排布是本工程的一亮点、难点，也是项目重点关注部位。所有管线进行明敷，要求走廊管线底标高至少保证在H+4.0以上，并且不许穿梁施工，管线排布空间较小，加大了综合排布难度。B3层为商业区地下车库，层高3.3米，要求净空2.5米，其中设备机房多，大管道多，排布要求美观合理。B3层BIM模型碰撞点消除标高要求通过反复与设计院、业主设计部、装饰单位进行协调沟通，确认最终标高。标高梳理问题BIM深化前后效果对比，深化前：

以本次设计任务中B1层一处点位为例，下图是以设计院标高为参数建模效果。图中红圈处存在无法施工问题：1、管道之间存在碰撞。2、管道与建筑结构之间存在碰装。3、无法满足装饰标高要求等一系列问题。BIM深化前后效果对比，深化后：深化完成后，碰撞问题已全部消除，管线排布整齐美观。一次建模碰撞检测

以B2层为例，以设计院标高为参数建模后数据统计如下，可以直观看到，初期碰撞监测点多达2618项。

经过BIM深化工作及设计院、业主设计部等多方协商，现已将碰撞问题消除。

通过BIM技术图纸优化，二次建立模型，对原设计图纸进行调整后，管线路由得到了优化，满足大部分甲方硬性标高要求，再次通过碰撞检测，管线碰撞点一次性消除90%，对于无法满足标高要求点位，与甲方设计部讨论其他可行性方案，通过多次的协商，最终消除管线碰撞点。

通过BIM技术使施工人员更直观的提早发现施工中管线碰撞情况，有效避免返工现象，从而节约了人力物力资源，还能指导工序的前后顺序，实现施工进度的高效推进，对项目管理也有明显的促进作用。流程图：确定综合排布平面图进行综合讨论确定方案原则管线排布绘制，BIM模型建立标高测定碰撞检测合格不合格不合格不合格合格合格管线安装完成出各专业施工平面图

通过方案流程图分析，最重要的五个步骤为：进行综合论证，管线排布绘制、BIM模型的建立，标高测定，碰撞检测，出专业施工图纸。对策表：序号关键步骤对策目标措施地点负责人完成时间1综合讨论设计可行、合理综合排布方案管线无碰撞、支架受力满足要求1.运用revit软件进行排布2.运用soliwork软件进行支架受力分析办公室赵郁2015年6月15日2管线排布绘制BIM模型的建立绘制BIM模型，完成模型建立绘制所有机电综合管线，满足装饰标高，管线无碰撞，易于施工1.合理布局管线排布2.熟知专业规范3.熟练运用BIM软件办公室李昭霖杜沐刘利莎张可东2015年7月3日3标高测定在BIM模型上进行标高测定现场标高复核绘制BIM模型满足标高要求1.现场复核土建弹线是否与模型一致，2.对安装好的支架进行表标高校核办公室、施工现场张可东黎飞胡焱昭2015年7月20日4碰撞检测在BIM模型上进行碰撞检测管线与结构墙及其他管线无碰撞运用revit软件进行碰撞检测办公室李昭霖杜沐刘利莎2015.7.4至2015.10.255出专业施工图纸严格按模型进行标注按图纸精确施工准确标注管线定位尺寸，管线标高办公室张可东黎飞胡焱昭2015.7.25至2015.12.15

制表人：张可东责任人：赵郁1.综合讨论方案深化设计是指导施工最重要的一个前提因素，也是质量控制的主导因素。如，桥架距梁底10CM敷设，暖通在极限标高之上安装，中间安装给排水管道，风机盘管布置在梁窝里等等。2.管线排布绘制、BIM模型的建立BIM模型的建立，能更直观的使施工人员及早发现问题，及早解决问题，通过对各个专业图纸的优化，消除碰撞。通过分工由李昭霖负责完成商业体结构模型绘制，刘利莎负责完成B1、3、4、5层机电综合管线模型的建立，杜沐完成B2层机电综合管线模型的建立，李昭霖完成B3层、1层机电综合管线及屋面冷却塔模型的建立，张可东负责完成2层机电综合管线模型的建立，图纸问题以及与甲方的协商由深化经理负责完成。按照深化讨论方案，由顶部至底部的绘制方法进行绘制，首先绘制完成桥架，其次绘制管道，最后绘制通风管道。3.标高的测定小组成员采用多台红外线放线仪，首先对土建的弹线进行校核，合格后确定支架安装路径与高度，控制好标高。九对策实施4.碰撞检测BIM模型完成建模后，在满足验收规范和装修标高的要求下，对模型进行碰撞检查，对于无法满足要求的点位，重新分析原因，再次优化设计，若仍无法满足，及时与甲方设计部进行沟通、协商是否更改装饰标高，消除管线碰撞点。5.出专业施工图纸

深化设计达到各项要求后，综合管线的排布的方案使得业主、监理、顾问公司、设计院同意实施后，将出版全专业施工图纸，指导作业班组施工，在出专业图纸时，对于管线密集、施工难度大的部位要出剖面图，使作业人员易于施工。同时要求图纸进行精细化的标注，对图纸中管线翻弯，拐弯等部位标注清晰，且定位准确。BIM深化人员对制冷机房进行优化，管线排布美观合理，无碰撞屋面冷却塔：管线密集复杂，施工涉及专业多，经过BIM深化设计避免管线与管线碰撞，管线与钢结构碰撞、管线与结构柱碰撞，使得管线碰撞率为0的成绩。BIM深化图与实际对比图十检查效果BIM深化图与实际对比图制冷机房BIM深化图与实际对比图

锅炉房BIM深化图与实际对比图制冷机房走廊及商场深化完成效果

深化设计经原设计单位认可后，小组首先组织在现场安装了B3层2段桥架样板间，B1层通风及管道样板间，并组织业主、监理、质监站、其他兄弟单位共同进行实施效果观评，均认为总体效果很好，施工质量得到了极大程度的保证