BIM技术在新沙港11号12号通用泊位及驳船泊位工程施工阶段的应用

BIM技术在新沙港11号12号通用泊位及驳船泊位工程施工阶段的应用

1.曾,楷2.刁艳辰3.丁 ,创

1.身份证： 429004198905024057 

    2.身份证：120111198503220514

    3.身份证：420116199612025918

摘要：本文以广州港新沙港区11号12号通用泊位及驳船泊位工程水工土建工程为依托，针对散杂货码头工程涉及专业多、工程质量要求高、建设难度大等难点，结合BIM技术开展工程施工阶段的应用，引入了信息化、无人机、GIS等先进技术新设备优化施工方案提升管理水平，在工程质量、工期及成本控制等取得显著成效，探索出一套适用于大型水工项目的BIM信息化模式，打造水工行业示范性项目，为BIM技术在散杂货码头工程领域的实践应用提供参考。

关键词：BIM技术；无人机；散杂货码头；信息化

BIM是BUILDING INFORMATION MODELING的缩写，代表着工程数字化的含义。随着我国工业数字化和信息化进程的推进，BIM技术的应用逐步涉及到建筑工程建设的其他领域［1］。作为工程行业的一项新兴技术和全新的理念，各种类型的工程项目都可以找到自己亟待解决问题的方法[2]，在越来越多的项目中得到广泛应用。无论是在前期的方案和设计阶段还是实施过程的施工阶段，甚至是后期项目建成之后的运维阶段都有较好的应用成果。发展至今，BIM 技术已不仅仅局限于建筑工程，而是在桥梁、铁路、公路、电力设施、港口码头等工程中均有应用[3]。2018年3月颁布的《交通运输部办公厅关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》（交办公路〔2017〕205号）提出到2020年，相关标准体系初步建立，示范项目取得明显成果，公路水运行业BIM技术应用深度、广度明显提升，行业主要设计单位具备运用BIM技术设计的能力的发展目标，为BIM技术在水运工程领域的应用指明了发展方向［4］。

近年来，BIM技术在港口工程中的应用越来越多，BIM技术应用的范围也越来越全面，为项目的建设过程带来了巨大的价值，BIM技术的全面应用必将对水运行业的进步产生无可估量的影响。以BIM 模型为主要载体的信息表达方式将会发挥重要的信息传递和信息表达作用，并推动水运工程行业的数字化信息化发展[5]。相较于传统的码头工程不同，散杂货码头的作业方式更为复杂，涉及装卸设备工艺流程更多，建设过程中面临着技术集成复杂、工程质量要求高、设计施工难度大、工程预埋件多、专业交叉等多方面的挑战，采用常规技术难以满足项目高标准的要求，无法解决核心问题。随着BIM(建筑信息模型)技术的出现，利用先进手段推动港口建设向智慧化转型升级已成为新的发展趋势［6］。本文基于广州港新沙港区11号12号通用泊位及驳船泊位工程水工土建工程的应用实践，阐述与总结BIM技术在散杂货码头施工阶段应用的过程与方法，为类似工程BIM应用提供参考。

1 工程概况

广州港新沙港区11号12号通用泊位及驳船泊位工程水工土建工程，是华南地区近几年规模最大的水工建设项目。工程拟建设海轮通用码头泊位（结构按 10 万吨级）和集装箱驳船泊位共计 15 个，陆域总面积 33.45 万 平方米。码头前沿后方布置件杂货堆场、2 座散装粮食仓库和 1 组粮食筒仓。堆场、平仓和筒仓间布置多座转 运站、栈桥和装车楼等，以实现粮食接卸、进出仓和转运装车等多项工艺流程。基于其重要性，2019年被纳入交通部水运“平安百年品质工程”，也是广东省首家全过程开展标准化建设的示范项目。

2 技术路线

BIM信息中心出台了《BIM模型创建及交付标准》、《系统开发及操作手册》等多份规范性文件与实施标准，确保本项目BIM信息化应用，有计划有方法的稳步推进。BIM信息中心负责负责项目BIM实施标准规范的制定以及BIM信息化技术在项目中的应用及推广，同时接受项目经理和项目总工的领导。中心人员定期对项目部人员开展新技术、新工法等的专项培训，并与本部门相关设备的运营管理与维护，并配合推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料，努力开发新成果，积极组织开展科技研发工作，协助工程部、质检部、安全部等实施部门落实BIM信息化等新技术与新工法的应用。由于本项目工期紧、任务重、涉及专业多，传统的工程模式难以保证项目的顺利实施，因而引入了BIM、信息化、无人机、GIS等先进技术新设备优化施工方案提升管理水平，打造水工行业示范性项目，具体应用路线见图1。

图1 BIM应用技术路线

3 BIM技术研究与应用

3.1 碰撞检查

本项目在设计阶段模型的基础上，结合施工现场的实际情况，在BIM软件当中对模型进行了碰撞检测分析，实现工程范围内各种管线布设与建筑、结构平面布置和竖向高程相协调的协同建设，避免空间冲突，减少碰撞，避免碰撞问题导致的返工影响工期和进度，碰撞检测应用如图2所示。

图2 三维场景碰撞检测

3.

2施工工序模拟

本项目结合BIM技术对各类施工计划进行多次模拟分析，针对性的提出了多处修改建议，保障工程按计划实施。并且就重难点施工工艺开展模拟与视频交底，内容包括工艺实施方法，质量要求，主要危险源及注意事项等，确保施工方案有效落实，施工工序模拟如图3所示。

图3 泊位衔接段施工模拟

3.3无人机土方测量

本项目在行业内率先使用RTK无人机加固定式基站对软土地基等危险区域进行土方测量，与传统人工测量相比效率提升200%以上，与传统的无人机测量相比精度提升100%以上；在保证作业安全的同时实现了效率与精度的双提升，无人机应用如图4所示。

图4 无人机土方测量

3.4实景+BIM的VR模型浏览

本项目在BIM应用过程当中自研了实景+BIM的VR模型浏览平台，可以让项目人员在虚拟现实的场景当中直观快速了解工程构成，没有限制地在项目的各个角落查看项目实际进展情况，与真实施工场景数字孪生，为工程的推进起到了很好的展示作用，VR应用如图5所示。

图5 VR模型浏览

3.5BIM施工管控平台

基于工程的重要性与管理难度，自研了一套基于BIM、GIS与无人机信息采集等先进技术的BIM工程管理平台，用于进度、质量、安全、人员等方面。在平台当中可以上快速了解工程总体进度情况，内容包括BIM进度模型、单位工程进度完成情况、产值完成情况、现场设备及人员投入情况。实现对工程进度的动态预测与分析。内容包括了项目总体完成情况分析、单位工程工期预测，关键任务工期预测等；并可直接导出周报表和月度报表，如图6所示。

图6 BIM施工管控平台

4 结语

1）本工程自开工以来，各参建单位通力合作初步探索出了一套适合大型水工工程的BIM信息化施工管理模式。接受了国资委、交通部及各级主管部门的检阅，得到了认可；

2）BIM技术应用得到推广，开展了模型创建、碰撞检查、工程量复核、施工工序工艺等一系列应用，同时自研了实景模型+BIM的VR模型浏览平台，并采用VR技术开展安全教育，优化施工方案，保障工程有序进行。同时在行业内率先引入无人机自动化机场实现自动化巡检，并使用RTK无人机与固定基站开展软土地基土方测量，实现了安全、效率与精度的多方面提升。

3）结合本项目BIM应用的成功推广，培养了一支熟练使用新技术新设备进行管理的项目团队。后续团队还将在资料、造价、施工大数据与智慧工地等方面继续深化应用，探索出一套具备行业先进的实施方法，打造港口水工行业标杆。

参考文献：

[1]曾宪沂,陶鑫. BIM技术的应用现状和发展趋势[C].北京力学会第二十七届学术年会论文集,2021:1192-1194.

[2] 何清华,钱丽丽,段运峰,李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012,26(01):12-16.

[3] 胡令.BIM技术在洋山四期水工码头中的应用[J].水运工程,2020(11):151-154.

[4]唐鑫,泉金,陈正鹏.BIM技术在港口设计中的应用研究[J].工程质量,2021,39(06):30-33.

[5] 武婕,吴国松.关于BIM对促进水运行业发展的进一步思考[J].中国水运(下半月),2014,14( 6) : 80-81+232．

[6]王帅,杨林虎,蔡伟.EPC模式下海外自动化集装箱码头工程BIM技术应用[J].水运工程,2021(10):323-327.