淺談BIM技術(shù)在工程算量中的運(yùn)用

姜若松 朱紅亮 韓 冬

（作者單位：宿遷市航道管理處 223800 江蘇省水利建設(shè)工程有限公司 225002 宿遷市宿豫區(qū)陸集鎮(zhèn)水利服務(wù)站 223804）

一、BIM 技術(shù)的概念、特點(diǎn)及優(yōu)勢

BIM的全稱是Building Information Modeling，Building 代表的是應(yīng)用領(lǐng)域，包括建筑工程、市政工程、水利水電工程等，Information 代表的是信息，也是BIM 技術(shù)的核心，是所有工程相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，Modeling 代表的是模型，包括設(shè)計(jì)模型、施工模型、竣工模型等，也是BIM 技術(shù)應(yīng)用的載體。BIM在國內(nèi)一般翻譯為建筑信息模型，BIM代表的不僅僅是模型，它是以數(shù)據(jù)為核心的一系列工具，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的全新工作方式。BIM的特點(diǎn)及優(yōu)勢包括可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、可持續(xù)性、可出圖性等。BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設(shè)項(xiàng)目生命期中動態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享，是項(xiàng)目實(shí)時(shí)的共享數(shù)據(jù)平臺 。

建筑信息模型（BIM）其本身已經(jīng)包含了長度、面積、體積等幾何數(shù)據(jù)，另外還可以集成密度等其他物理信息，通過這些數(shù)據(jù)，在選擇相應(yīng)的構(gòu)件后，就可以根據(jù)需要提取相應(yīng)構(gòu)件的工程量數(shù)據(jù)。只要在平臺上將構(gòu)件與對應(yīng)的清單項(xiàng)目關(guān)聯(lián)，就可以自動統(tǒng)計(jì)出工程量。另外，還可以根據(jù)時(shí)間、空間等條件進(jìn)行專項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，比如根據(jù)當(dāng)月實(shí)際進(jìn)度統(tǒng)計(jì)工程量，根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度統(tǒng)計(jì)某一個(gè)月的工程量，根據(jù)混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)混凝土量，根據(jù)工程部位統(tǒng)計(jì)工程量，根據(jù)構(gòu)件統(tǒng)計(jì)工程量等。BIM 計(jì)算提量對于異形構(gòu)件的算量可以大大提高算量的效率和準(zhǔn)確性。

二、工程概況

陸運(yùn)河船閘工程在京杭運(yùn)河?xùn)|堤80+200～80+700 處沿九支溝向北延伸，沿線穿過順堤河、翔盛大道、利民河、325 省道、馬河，止于宿泗路。在陸運(yùn)河與京杭運(yùn)河交匯口新建船閘一座。翔盛路大橋布置于船閘下閘首和下游導(dǎo)航墻上方，橋梁中心樁號為0+840（河道樁號），翔盛路大橋橋面中心線與河道正交。

陸運(yùn)河船閘尺度為230m×23m×5.0m，上、下閘首均采用鋼筋混凝土整體塢式結(jié)構(gòu)，閘室采用不透水底板，閘室墻采用整體塢式結(jié)構(gòu)，墻后填土高程17.0m。上、下游導(dǎo)航墻均為扶壁式擋墻船閘，船舶采用曲線進(jìn)閘、直線出閘方式過閘。

陸運(yùn)河船閘工程合同內(nèi)容包括船閘水工工程、公路橋工程、上下游引航道工程、電氣設(shè)備工程及金屬結(jié)構(gòu)安裝工程等，工程施工部位多，涉及專業(yè)多，體量較大，因此項(xiàng)目決定運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程算量。

三、運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程算量步驟

1.三維模型搭建

在陸運(yùn)河船閘工程施工準(zhǔn)備階段，項(xiàng)目部BIM 技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的施工圖紙利用建模軟件構(gòu)建了宿遷市陸運(yùn)河船閘工程的整體模型（見圖1），并在模型屬性中添加清單編碼，方便明細(xì)表的統(tǒng)計(jì)輸出及模型導(dǎo)入平臺后的清單關(guān)聯(lián)。整體模型包含了船閘各部位所有參數(shù)，如船閘各構(gòu)件長度、寬度、高度，鉆孔灌注樁直徑等，各構(gòu)件材料材質(zhì)等信息。如果后期施工中發(fā)現(xiàn)模型參數(shù)有問題或是發(fā)生設(shè)計(jì)變更，可以直接在模型中修改相關(guān)參數(shù)，模型也會根據(jù)參數(shù)變化隨之自動調(diào)整，方便快捷。

2.模型導(dǎo)入平臺

在模型搭建完成之后將實(shí)體模型導(dǎo)入到廣聯(lián)達(dá)BIM5D 施工管理平臺軟件，實(shí)體模型與BIM5D 軟件之間需要通過E.5D 格式的緩存文件進(jìn)行交互，通過插件中“配置規(guī)則”功能對每個(gè)構(gòu)件進(jìn)行從族到BIM5D 構(gòu)件類別的匹配，并對應(yīng)形成可單獨(dú)存儲的規(guī)則文件，可在后期其他同類型項(xiàng)目中使用。

在交互規(guī)則設(shè)置完成之后將模型導(dǎo)入平臺，隨后對模型進(jìn)行流水段劃分，流水段劃分的主要依據(jù)是工程量清單和項(xiàng)目劃分，其目的主要在于之后方便進(jìn)行清單關(guān)聯(lián)及工程量統(tǒng)計(jì)。

3.清單導(dǎo)入平臺及清單關(guān)聯(lián)

在模型導(dǎo)入平臺后，進(jìn)入廣聯(lián)達(dá)BIM5D 商務(wù)端將工程量清單導(dǎo)入平臺，并將模型構(gòu)件與清單進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在清單工程量校核的過程中，檢查模型拆分與清單的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)模型構(gòu)件的性質(zhì)不同，會存在一個(gè)模型構(gòu)件關(guān)聯(lián)一個(gè)清單，或多個(gè)模型構(gòu)件關(guān)聯(lián)一個(gè)清單，但不能出現(xiàn)多個(gè)清單關(guān)聯(lián)一個(gè)構(gòu)件的情況。有時(shí)也會出現(xiàn)工程量清單漏項(xiàng)的情況，也就是施工圖紙中有工作內(nèi)容，也創(chuàng)建了模型構(gòu)件，但招標(biāo)的工程量清單中無相應(yīng)的項(xiàng)目，這時(shí)就要根據(jù)具體情況增加工程量清單，并與相應(yīng)的構(gòu)件關(guān)聯(lián)。保證每個(gè)構(gòu)件能夠找到對應(yīng)的工程量清單，這樣才能保證工程量不會漏算。

4.生成模型工程量清單

在清單關(guān)聯(lián)后可以自動生成模型工程清單，采用廣聯(lián)達(dá)BIM5D 平臺作為項(xiàng)目協(xié)同管理平臺，廣聯(lián)達(dá)平臺能夠根據(jù)要求完成工程量計(jì)算，并生成報(bào)表。同時(shí)，在原有預(yù)算模型的基礎(chǔ)上，關(guān)聯(lián)工序、進(jìn)度計(jì)劃、預(yù)算價(jià)格等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)按照工序、區(qū)域、分部分項(xiàng)、時(shí)間等多維度提取工程量，并一鍵導(dǎo)出工程量清單，實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確、高效的工程量計(jì)算，為施工管理決策提供依據(jù)。

圖1 陸運(yùn)河船閘上閘首模型圖

在陸運(yùn)河船閘工程的工程量計(jì)算過程中，根據(jù)BIM 計(jì)算生成的工程量報(bào)表，對比招標(biāo)工程量，運(yùn)用工程量偏差幅度指標(biāo)，在水工專業(yè)部分，發(fā)現(xiàn)了43項(xiàng)偏差超過20%的工程量清單，占該專業(yè)工程量清單數(shù)量的11.3%，其中工程量偏差最大的達(dá)146%。有了這些精準(zhǔn)的工程量數(shù)據(jù)，對標(biāo)后施工組織設(shè)計(jì)和總進(jìn)度計(jì)劃的編制提供了非常重要的支撐和依據(jù)，使工程總進(jìn)度計(jì)劃更加科學(xué)合理，具有更高的可行性。同時(shí)，為工程物資采購、資金計(jì)劃安排等都提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，節(jié)約了成本，避免了閑置和浪費(fèi)。

在工程施工過程中，常常會出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更，這時(shí)需要及時(shí)對模型進(jìn)行修改，并將修改后的模型與工程量清單的關(guān)聯(lián)進(jìn)行更新，重新生成工程量清單。

在進(jìn)行月計(jì)量支付時(shí)，根據(jù)實(shí)際工程進(jìn)度，選擇計(jì)量的起止時(shí)間，統(tǒng)計(jì)當(dāng)期完成工程量，可用于計(jì)量支付，提高計(jì)算效率和準(zhǔn)確性。

在完工結(jié)算時(shí)，可根據(jù)完整的模型計(jì)算生成總的工程量，用于完工結(jié)算工程量計(jì)算。

5.扣減規(guī)則修正

由于目前還沒有專業(yè)應(yīng)用于水利工程的算量軟件，該工程采用的廣聯(lián)達(dá)BIM5D 軟件，構(gòu)件的工程量計(jì)算是根據(jù)模型的幾何尺寸計(jì)算，并不能與工程量計(jì)算規(guī)則保持一致。所以在工程量清單報(bào)表導(dǎo)出之后，有些細(xì)節(jié)的處理并不符合《水利工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》（GB50501-2007）以及招標(biāo)文件技術(shù)條款約定，所以需要對部分項(xiàng)目的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。

如混凝土工程量計(jì)算時(shí)，《水利工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》（GB50501-2007） A.9.2 第1 條第1 小條規(guī)定：“截面積小于0.1m2的孔洞、排水管、預(yù)埋管、凹槽等的工程量不予扣除?！庇捎谠谀Ｐ徒r(shí)，圖紙上的孔洞、排水管、預(yù)埋管、凹槽等都會被創(chuàng)建，所以應(yīng)用BIM 軟件計(jì)算的工程量會比實(shí)際工程量小，因此需要進(jìn)行扣減規(guī)則修正，將不該扣除的工程量加進(jìn)去，這樣才能等到符合工程量計(jì)算規(guī)則的工程量。

四、結(jié)論與展望

1.結(jié)論

通過工程實(shí)際案例的工程算量管理，總結(jié)BIM 技術(shù)在工程算量中主要發(fā)揮作用如下:

（1）對于像陸運(yùn)河船閘工程這樣的大型水利工程，如果運(yùn)用傳統(tǒng)的工程計(jì)量方法進(jìn)行工程預(yù)算，則大部分時(shí)間都花在了工程算量上且可能會存在計(jì)算錯(cuò)誤，而運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程算量只需要建好三維模型，就可以根據(jù)清單編碼迅速查找工程量，也可以生成工程量清單，在建模過程中還可以發(fā)現(xiàn)二維圖紙的錯(cuò)漏碰缺問題。因此運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程算量可以大大減少算量時(shí)間并且提高工程算量的準(zhǔn)確性。

（2）BIM 技術(shù)可以細(xì)化到單位圖元，從而提高計(jì)算深度，并可以得出每個(gè)構(gòu)件工程量的具體值，從而可以提前規(guī)避因?yàn)楣こ塘空`差問題引起施工方與建設(shè)方的經(jīng)濟(jì)糾紛。

（3）工程在施工過程中難免會發(fā)生設(shè)計(jì)變更，運(yùn)用BIM 進(jìn)行工程算量管理可以快速根據(jù)設(shè)計(jì)變更調(diào)整不同的模型參數(shù)或模型形狀，這樣既可以減少手算帶來的誤差，也可以提前讓業(yè)主了解變更對工程外觀及工程造價(jià)的影響。

2.展望

隨著BIM 技術(shù)的發(fā)展，BIM 技術(shù)在工程施工及建設(shè)管理中的應(yīng)用越來越廣泛，在項(xiàng)目的算量管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)不僅可以為施工方帶來極大的便利，也可以為業(yè)主方帶來很多好處。未來，BIM 技術(shù)在工程算量管理中的應(yīng)用點(diǎn)會越來越多，并且應(yīng)用的方式也會越來越便捷，BIM 技術(shù)在工程算量管理中的應(yīng)用也會成為實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)精細(xì)化管理的重要一步■