從京雄城際鐵路施工看BIM應用如何落地

中交第二航務勘察設計院有限公司   曾慶桓

京雄城際鐵路施工三標信息化部部長   李凱旋

北京至雄安新區城際鐵路（簡稱“京雄城際鐵路”）預計2020年年底通車。該鐵路是完善京津冀區域高速鐵路網結構的關鍵，通車后，將實現北京城區與雄安新區半小時通達，具有十分重要的意義。為了更好地建成并運營京雄城際鐵路，BIM應用被運用于設計、施工到運維的全過程應用，并被推到了新的高度和深度。此次BIM應用，將為BIM技術在線性工程建設階段的廣泛應用起到重要的示范性作用。今年2月底，《新聞聯播》對京雄城際鐵路的BIM應用做了全面報道。本刊記者有幸采訪了的該項目的重要標段——京雄城際鐵路第三標段工程（又名“機場二號隧道”）的信息化部部長李凱旋，探討并分享其BIM應用的實戰經驗。

在線性工程中，BIM應用應該側重哪些方面？

李凱旋：鐵路、公路等線性工程與工民建的區別在于，線性工程具有工程專業性強、社會投資大、施工作業面多等特點。線性工程的施工過程與自然環境息息相關，又會對社會環境造成巨大影響：施工場地與周圍高壓線、下穿管道的安全距離要求更高，防護要求也更高；施工器械的作業面積范圍更大，施工組織更加復雜等。

相對于工民建中的機電、給排水、暖通等各專業存在沖突碰撞較多的情況，線性工程并不存在太多的專業打架情況。所以線性工程更依賴于BIM技術的三維可視化，以及BIM技術與其他技術（如VR技術、GIS技術、傾斜攝影技術）的有機結合。僅僅建立BIM模型，對線性工程的效益和實際幫助意義并不大，關鍵是如何充分利用好BIM模型，線性工程對BIM模型的準確性要求并沒有工民建工程那么高，但是對BIM模型的應用要求卻猶有過之。總體而言，BIM技術在工民建方向已經非常成熟，但是在線性工程的應用上，還有很大潛力可以挖掘，也需要發揮BIM從業人員的想象力和綜合能力。

BIM技術在該項目中的應用重點有哪些？

李凱旋：“機場二號隧道”于2018年6月份開工，工期為24個月，但是考慮到施工完成后，隧道主體結構需要觀測沉降3個月，永定河有4個月是汛期不能施工，還要預留鋪軌和通電的時間，實際工期只有10個月左右，工期極為緊張。為了保證按時按質完工，項目部分成了七個工區，準備40余輛襯砌臺車，多個作業面晝夜施工，任務非常繁重。

針對工期緊、任務重兩大難點，我們組織了相關人員根據施工圖紙完成了工程的BIM模型，主體結構（襯砌、仰拱、圍護樁、降水井）建模精度為《鐵路工程信息模型分類和編碼標準（1.0版）》標準的LOD 3.5，其他結構建模精度為LOD 2.0。我們在3D仿真軟件中，將工程模型與工期相關聯，對每個工區的每個構件的施工組織分別進行了工序級別的4D模擬。

針對項目主體結構的精細化建模，我們抽取部分路段，將每個隧道的構件進行了LOD 5.0精度的建模，模型精度達到了竣工級別。在高精度模型的基礎上，我們將工藝流程融入了4D模擬中，生動地把襯砌鋼筋綁扎、仰拱鋼筋綁扎、防排水施工交底做到了工藝級別的細度。工人們在作業之前，都會組織一起學習施工交底，還可以隨時登錄到我們的平臺，在手機上直接查看相關內容。

現在，VR體驗館已經是每個工地的標配，我們項目的VR體驗館是真正的基于本項目做的，選取一段典型路段的模型，完成了安全風險教育VR動畫。我們的襯砌臺車以及混凝土溫控設備，都接入了互聯網，可以在BIM管控平臺上對混凝土的溫度、強度、應力變化進行預警和查看。

工人們正在綁扎仰拱鋼筋

實際完成效果

咱們的BIM如何與原有的項目管理體系相結合？

李凱旋：京雄城際鐵路第三標段最大的特點就是將BIM技術與傳統的項目管理體系相結合。我們通過把工程量清單和模型構件進行分解，然后通過程序把分解后的清單和分解后的模型進行關聯，每個構件模型關聯的工程量清單的信息（進度、費用、質量等）都會在平臺進行體現。技術人員在填報工程量和產值的時候，準確定位到BIM模型的具體構件，點選之后，將每日的施工情況進行上報。

項目管理人員可以在平臺上隨時調閱施工信息，總覽項目全局：已完工、施工中、未開工的構件分別以不同的顏色顯示，管理人員可以知曉各個工區的整體進度。在平臺上，BIM模型與GIS技術相結合，可以隨時查看沿線拆遷情況，每月一次航拍現場，可以將現實進度與BIM模型進度相結合查看。大部分現場的問題表單和檢驗批的表單都通過移動端上報到平臺匯總，管理人員可以在PC端或移動端分別進行處理，實現閉環管理。現場人員的施工日志每天在BIM管控平臺上填寫，填寫完了通過數據接口接入鐵路總公司的管理平臺，方便建設單位進行查閱現場情況。

實際鋼筋布設與模型鋼筋

該項目的BIM團隊是如何組建、如何運行的？有哪些經驗值得借鑒？

李凱旋：接到BIM任務的時候，項目部領導層決定在管理人員中，抽調施工現場經驗豐富的骨干人員，擔任信息化部的部長。本人很榮幸地承擔這一工作，全職負責本項目的BIM事宜，包括收集建設單位的BIM需求、跟BIM咨詢方的對接、檢驗BIM應用的成果、落實BIM成果在項目上的應用，總結BIM技術在京雄城際鐵路上的技術路線。

首先，我們全面制定了本項目的實施方案，包括從模型的建立、模型的應用、管控平臺的搭建；然后，根據我們的方案，多方挑選BIM咨詢單位，最終挑選了中交集團的中交第二航務工程勘察設計院有限公司（簡稱“中交二航院”）的BIM團隊，為我們落實京雄城際鐵路的BIM方案。咨詢方派遣了2名技術人員長期駐場，為該項目的BIM咨詢提供技術支持。我的經驗就是，只有在工作的前期多交流多溝通，后期的成果才能保質保量，前期溝通不到位，那么后期就要經常修改。因為術業有專攻，BIM咨詢公司的技術人員可能對施工現場的流程不太清楚，如果讓他們單純地看施工技術交底文件，很多術語和名詞都會產生理解的偏差。每次做4D施工交底前，我們都會組織技術人員，包括他們公司里的人員開視頻會議，我會把交底文件上每句話的意思、每道工序的操作方式、每個機械的現場照片都告訴他們；如果他們有疑惑，也會及時提出來，前前后后要把方案討論兩個小時左右，保證制作人員明白工序是什么樣的流程，那么他們后期在制作相關4D模擬的時候，就會順暢很多，而且返工率會大大降低。

在基建施工領域，BIM技術的應用主要有哪些困難？如何看待這些困難？

李凱旋：京雄城際鐵路每個標段的BIM應用的深度都相當高，普通施工單位的技術中心可能都無法勝任這個應用要求，施工項目部就更難以達到這個水平，一般都得找第三方的專業團隊來做。所以做BIM應用的投入較大，但是由于基建項目的投資體量巨大，動輒幾十上百億元，實際產生的工程效益相對于項目的體量來講，占比太小，所以離BIM應用的預期還有一段差距。我認為，出現這些情況也很正常，基礎設施的BIM應用還沒有像工民建那么成熟，想產生明顯的效益還得有一個階段來過渡。現階段，我認為主要的工作還是要把這項技術持續推廣，讓更多的項目應用BIM技術，參建方一旦形成了規模，大家群策群力，真正地讓BIM技術能夠產生實際效益，為國家和社會減少不必要的損耗，提質提效。這是我們所有從業者的初衷和目的。我們希望讓大家能夠更深入地了解京雄城際鐵路項目的BIM應用，幫助行業將BIM應用提升到一個新高度。

有觀點認為，大項目比較適合使用BIM技術，小項目沒有必要使用BIM，您如何看待這一觀點？

李凱旋：BIM技術并不是什么特別高深的技術，建模和應用級別的操作不需要工程人員去學開發，只需要幾個月的時間兼職學習就能掌握。BIM技術是未來要取代二維圖紙的技術。在未來，設計文件的交付可能將是三維模型的交付，所以不應該有BIM技術適合在大項目上使用的說法。恰恰是小項目做BIM應用的成本較低，關注度和要求并不高，施工單位更應該從小項目開始練手，培育自己的人才，這樣才能為大項目做好技術儲備和人員儲備。BIM技術應該作為一個施工單位的戰略性方針來考慮，而不是建設單位有要求就搞，沒有要求就不搞。實踐證明，做BIM越早的單位，現在的名聲更好，積累的應用點更多，建模和應用技術更成熟，業務也更寬泛。

目前，基建行業的BIM人才是怎樣的一個狀態？飽和度如何？您對BIM人才建設有何建議？

李凱旋：基建行業的BIM應用還不是很成熟，尤其市面上主流的平臺歐特克，其對線性工程的建模支持并沒有那么成熟。現在建模方面的自動化程度還不是很高，只有專業度較高的BIM人員才能用程序式建模輔助工具來完成橋梁隧道等線性結構物的快速建模，大多數技術員還是只能手動建模，效率比較低，準確率也不高。以基建為主的施工單位能真正把BIM應用落地的，可以說是鳳毛麟角。

我認為BIM人才的培養，不僅僅是建模、模型應用等技能的學習，還得熟悉工程建設的業務，懂計算機技術；一個合格的BIM人才應該能獨自策劃和推動整個項目的BIM應用，可以跟建設方談項目管理，跟施工方談工程管控，跟開發人員談信息化流程，要掌握相對復合的專業知識，打造這樣的一個BIM人才需要施工單位有資源的傾斜，在培訓上要花相當大的力氣。

從行業發展趨勢來看，BIM平臺會不會代替傳統的項目管理平臺？

李凱旋：BIM技術的出現并不是要取代某種技術，或者說顛覆某個行業。現在很多咨詢單位和軟件廠商過度吹捧BIM技術，其實這并不是一個很好的現象。說到底，BIM技術還是工程建設的輔助工具，可以適當的減少項目的后期變更，提前優化項目的組織方案。BIM平臺也只是在傳統的項目管理平臺上增加一些多樣性，并沒有改變項目管理的本質，也就是進度、質量、安全這幾塊大的內容。很多施工單位的項目管理平臺已經沿用了幾年甚至十幾年，操作簡單，相對穩定，對數據集成的要求并不高。BIM平臺的出現無疑會極大地豐富傳統的項目管理平臺的內容，將許多立體的、可視化的信息集成進項目管理平臺，也要對接其他施工設備的運維信息，這對硬件和軟件都提出了更高的要求。施工單位必須全面迎接這樣的市場挑戰，通過革新傳統的項目管理平臺，學習一批前沿的計算機技術，培養一批復合型人才，將完成的項目成果歸納總結成模型庫，通過不斷迭代自己的產品，將自己的庫打造得更加完善。所以這不僅是挑戰，也是一次改革升級的機遇。