保障項目建設有序高質量推進重慶筑云科技公司智能建造在項目上的實踐應用取得成效

保障項目建設有序高質量推進

重慶筑云科技公司智能建造在項目上的實踐應用取得成效

兩江新區是重慶市下轄的副省級新區、國家級新區，也是中國內陸第1個國家級開發開放新區；同時，它是繼上海浦東新區、天津濱海新區后，由國務院直接批復的第3個國家級開發開放新區。中國建筑第六工程局有限公司花溝片區打捆路網道路及配套工程（含金渝公園）EPC總承包項目為兩江新區重點建設項目，建設內容包括道路、橋涵、地通道、排水、照明、綠化、交通、公園及其它配套工程。路網工程總長12.64公里，含11條道路、13座橋梁及6座地通道，并將新建1座公園——金渝公園，是兩江新區重點推進的景觀項目。

該項目是重慶市筑云科技有限責任公司服務的重點項目之一，筑云科技（BIMCC）團隊為項目打造了設計施工一體化的智能建造體系，通過部署智能建造平臺、應用BIM技術、提供專業咨詢服務，幫助項目解決設計施工重難點，節約工期，控制成本。通過智能建造平臺，將EPC項目管理精細化、數字化、智能化，充分保障項目的實施及交付。

截至目前，該項目已先后榮獲重慶市建筑業協會第六屆建設工程BIM大賽三等獎，第三屆“新基建杯”中國智能建造及BIM應用大賽二等獎，2022年第五屆“優路杯”全國BIM技術大賽銅獎，第五屆“市政杯"BIM應用技能大賽二等獎。

一、智能建造應用亮點

（一）重難點問題解決方案。

1.在行道樹植樹圈上增設樹篦子，樹篦子采用不銹鋼材質。不銹鋼樹篦子采用激光鏤空圖案，焊接打磨成型，耐腐蝕性好、阻燃性好、強度高、安裝簡單、線條簡單，銀色外觀凸顯現代理念。樹篦子在景觀設計起到重要的作用，樹篦保護樹的根部免受破壞；同時，可以更容易的灌溉和排水，并且增加步行區域的可用空間，通過覆蓋樹坑來保障行人的安全。

2.熒光健身跑道。在人行道設計上采用熒光健身跑到加上仿石材生態磚，能夠白天吸收太陽光晚上起到發光的效果，除了美觀之外還能夠在晚上讓行走人員看到路面布局的劃分。相較于傳統人行道設計，熒光跑道設計無論從功能或是美觀都有較大的提升；同時，熒光跑道還賦予了一定科技感和景觀元素。

（二）主體結構景觀設計。

1.地通道景觀設計。相較于傳統隧道入口，增加了星光元素，賦予了地通道結構文化內涵。將地通道入口處增設高檔掛板+現代簡潔浮雕或綠體綠化，內部采用護墻板加墻面裝飾將星光元素與鋁板沖孔結合，輔以孔燈裝飾，體量過大路段重點裝飾出入口部分,中間簡化設計；地通道門洞將星光元素與鋁板沖孔結合，輔以孔燈裝飾。

2.橋梁亮化設計。此次設計優化的燈光效果和周圍的景觀融為一體，在節點橋梁兩側立面增設水紋燈，模擬月光照射水面泛起的波紋效果，橋體柱子采用3000K色溫投光燈由上往下投射。

（三）自動噴灌系統設計。

優化設計在綠植處增加自動噴灌系統，起到更好的噴灌的同時又能起到省水、省工的效果，還能提高土地利用率。

（四）智慧燈桿。

將道路燈桿從傳統的照明功能優化設計為多功能的智慧燈桿，可集成5G基站、智能照明、氣象監測、環境監測、物聯網基站、機動車信號燈、人行信號燈、交通視頻監控、交通標志標牌、路名牌、小型標志標牌、治安監控、應急管理等設施，實現多桿合一。

二、3D模型深化

（一）現場施工。施工項目涉及地通道、綜合管線、公園等眾多復雜工程，施工工藝復雜，工序繁多。管線工程涉及通信、給排水、電力等多個專業交叉作業，管線與結構之間、管線與管線之間是否存在相互干擾是難以發現的問題。特別是地通道頂管工程涉及頂管結構的預制，預制結構多、結構形狀復雜、結構尺寸精度要求高，施工過程控制要點難以把握。

（二）解決思路。

利用BIM技術，進行施工模型深化，施工工藝流程實現可視化。可以對復雜的工程進行建模，通過模型可以在施工前先進行模擬施工環節；通過模型演示施工的各個環節，對于存在問題的地方事先解決，避免施工中的損失；通過三維設計平臺對工程項目進行精確設計和施工模擬，圍繞施工過程管理，建立互聯協同、智能生產、科學管理，實現工程施工智能管理。

（三）具體做法。

1.橋梁模型深化。根據施工方案及現場施工需要，對橋梁主體構件以及施工措施,進行模型深化，精度超過LOD400，用以對接構件加工廠商和指導現場生產、加工。

2.地通道模型深化。根據施工方案及現場施工需要，對地通道襯砌環主體模型以及施工場布措施進行模型深化，精度超過LOD400，用以對接構件加工廠商和指導現場生產、加工。

3.頂管預制場地深化。通過提前對預制場地建模，發現預制場與1號路D匝道支架施工沖突（預制場道路放坡進入支架范圍），提前施工7#擋墻，節約臨時支護措施，減少返工，節約工期。

4.金渝公園。項目包含金渝公園總面積90公頃，分為ABCD四個區域，模型建模深度為LOD400。建立了金渝公園標準化族庫，方便建模隨時調用。針對金渝公園地形起伏大，道路貼合地形，異形構件多，燈桿構件多，且不易對齊放置在地面上等建模難點，公園模型90%以上采用Dynamo編程進行建模。使用json數據格式進行道路路徑數據文件轉存，在程序中進行交互復用。

5.管線綜合深化。整合全專業BIM模型，進行碰撞檢查，協調管線分包方對水機電管線排布進行優化調整，最后出具滿足施工要求的管線綜合深化圖紙，指導機電施工安裝，土建預留預埋。管綜方案確定、確認管綜模型、現場安裝。

（四）應用成果。

利用BIM技術，進行施工模型深化，施工工藝流程實現可視化。能夠使得結構模型更加清晰明了，尤其對于預制構件能夠較好的起到輔助施工的作用。模型輔助設計圖紙復核，使用BIM技術進行碰撞檢查，空間調整，反饋圖紙問題，提供參考解決方案；生成碰撞檢查報告15份，定期例會協調解決問題；確保施工前消除所有錯漏、缺陷和隱患，減少返工，節約工期23天，節約成本50萬元。

三、綠色建造智能化

（一）環保重難點。利用BIM技術，進行施工模型深化，施工工藝流程實現可視化?？梢詫碗s的工程進行建模，通過模型可以在施工前先進行模擬施工環節，通過模型演示施工的各個環節，對于存在問題的地方事先解決，避免施工中的損失。通過三維設計平臺對工程項目進行精確設計和施工模擬，圍繞施工過程管理，建立互聯協同、智能生產、科學管理，實現工程施工智能管理。

（二）解決思路。項目土方工程量大部分是填方依靠外面運輸至項目現場，揚塵難以控制。揚塵控制難度大的主要原因是現場范圍大，人員監測難。對此，實時采集現場PM2.5、PM10等相關數據，一旦數據超標則開啟現場的智能噴淋系統和霧炮，可以實現覆蓋性降塵和精準降塵。建筑垃圾則采用分類處理，從源頭解決了垃圾的危害和循環利用問題。

（三）具體做法。現場設置揚塵監控系統，與自動噴淋、霧炮等聯動。監控系統自動監測環境空氣指標，發現指標超標后開啟自動噴淋以達到降塵效果。安裝智能儀表對現場噪音、粉塵、風速等進行監測，數值超標后在智慧管理平臺自動預警。與噴淋、霧炮系統聯動，揚塵數據超標后可實現自動噴淋降塵。在建筑垃圾產生后，在施工現場進行分類處理，按照垃圾的不同類型進行重復利用，無法利用的分類后收集集中處理，減少垃圾的危害。

（四）應用成果。智能噴淋系統通過在現場關鍵位置布設監控設備，實時采集PM2.5、PM10等相關數據，將數據反饋到智慧噴淋系統，一旦數據超過設定標準值自動開啟噴淋系統進行灑水降塵。通過智能噴淋系統的應用，解決了施工范圍內的揚塵難以控制的問題，提高了施工環境，滿足了環保要求。在智能噴淋系統使用之前，揚塵的控制完全依靠人員現場發現后再實施降塵措施，組織過程中難以滿足時效性的要求，同時耗費勞動力成本和水資源。相較于傳統覆蓋灑水模式節約了用水量、施工機械及施工人員成本。

四、工程量智能計算

（一）工程量計算重難點?；掀瑓^打捆路網道路及配套工程涉及13座橋梁。橋梁為連續現澆箱梁、鋼箱梁，工程量大統計困難，并且鋼箱梁制造過程需要精確的用量計算進一步加大計算難度；同時，花溝11條道路和90公頃公園涉及土石方工程量大計算困難。

（二）解決思路。利用BIM技術，基于BIM算量體系，通過工程設置、模型映射、做法掛接等將BIM模型轉為BIM算量模型，匯總計算出具清單或定額工程量。土石方量利用無人機攝影技術建立點云模型，進行地形創建從而可實現土方量計算。

（三）具體做法。

1.橋梁結構工程量統計?；贐IM算量體系，通過工程設置、模型映射、做法掛接等，將BIM模型轉為BIM算量模型，匯總計算出具清單或定額工程量。并于傳統工程量對比分析，精確控制成本。直接在BIM模型用明細表統計工程量。

2.鋼箱梁結構工程量計算。以按照圖紙精確建立的模型為基礎，結合現場實際情況，在每個部位施工前核算材料用量，施工方可據此提前擬定物資計劃，為工期管理和物資管控提供有力保障。

3.土方石計算。利用無人機傾斜攝影導出FBX+點云模型，進入Civil 3d中進行曲面地形創建，疊合紅線范圍已完成面高度進行手工創建，求解兩個曲面差集，計算實際挖方量，完善填挖平衡方案，從而降低棄土填土分配不均產生的額外費用。

4.巖腔回填砼放量計算。使用激光掃描溝壑處巖縫巖腔，摸清空縫隙內腔室分布情況，制定混凝土回填方案，精確把控混凝土回填方量。

（四）模型算量應用成果。橋梁結構和鋼箱梁結構通過構建模型進行工程量的統計，能夠提高計算的效率；同時，未物資計劃和管控提供有力保障。土石方計算采用無人機攝影構建點云模型，采用cibil3D進行地形創建，可以計算出實際的土方量，能夠降低棄土填土分配不均勻產生的額外費用。本項目土石方工程量大，道路土石方挖方約156萬方，填方約644萬方，依托激光雷達掃描技術，結合場內土方調配方案和BIM+GIS地理信息模型進行土方量控制，避免二次倒運，節約工期40天，節約成本32萬元。

五、施工方案模擬

（一）關鍵工程施工難點。花溝路網共有13座橋梁，存在高墩數量多，同時頂管下穿金渝大道，預制頂管節段數量大，施工工藝復雜。主要的施工難點是復雜工序實施過程中關鍵要素多，施工前必須對方案進行詳細解讀，需要較為簡單明了的方案解讀，使方法滿足從管理人員到現場作業人員不同受眾的需求。

（二）解決思路。采用BIM技術利用Fuzor可視化仿真軟件，將施工施工工藝進行動態展示，能夠起到輔助現場施工和技術交底的作用。

（三）具體方法。

1.高墩施工方案模擬。高墩翻模，采用Fuzor可視化仿真軟件，動態模擬施工工藝，可以動態展示高模施工整個施工流程的操作方法，便于進行施工方案的交底，可以讓真個過程一目了然。

2.便道施工方案優化。利用無人機拍攝的地形數據文件導入Infraworks軟件繪制施工便道，基于BIM平臺，不斷合理尋找合理線性縱坡的施工便道。在原有施工方案的基礎上優化了施工便道，根據實際進度需求修改便道，合理優化路線，提高施工效率，同時最低化事故率。

3.BIM可視化及VR安全交底。利用BIM-VR對施工關鍵工序進行模擬，及安全培訓和安全教育。

（四）方案可視化應用成果。通過BIM建?？梢詫Ω叨?、頂管等施工工藝復雜的工程進行施工方案模擬，進行動態展示，能夠加深管理人員和作業人員對方案的理解，便宜施工的精細化管理。通過對施工過程的優化，節約工期共83天。項目運用可視化虛擬仿真，通過動態模擬設計、施工方案模擬，對項目建設進行精細化管控，減少交底問題造成的返工浪費，實現成本節約126萬元。

六、數字化平臺協同管理

（一）施工管理重難點。施工現場范圍大，施工分包隊伍多，人員管理難度大。拆遷方面包含住戶的拆遷和管線遷改等，拆遷進度緩慢。工程涉及高邊坡、深基坑、高支模、人工挖孔等危險性較大的工程，安全任務重。亟需一種能夠管理數量多、信息量大、響應及時的人員、施工設備的管理方法。

（二）解決思路。對于人員管理問題，通過對施工現場進行分區，將現場一共分為三個工區，每個工區按照不同的施工隊伍進行人員管理。利用智能一體化平臺對施工現場的所有人員進行統一管理，結合物聯網技術對勞務工人進行實名制管理，其中包括人員信息、人員出勤及勞務人員工資發放情況。安全方面，將工人的安全教育情況、安全防護措施和現場作業時的安全行為集成到一體化平臺上面，方便及時反饋信息、做出響應。通過無人機，采集項目不同位置的全景數據，并利用360°全景技術，將項目范圍內的拆遷情況進行錄入，管理者能在BIM智慧管理平臺中進行可視化的拆遷管理，實現信息集成，便于項目指揮管控，輔助決策。

（三）具體做法。

1.構建數字協同平臺。數字協同平臺分為四層搭建，即硬件層、數據層、系統層和應用層。

① 硬件層包含了機械設備、安全帽、信號發射器、攝像機等各種數據采集設備；

② 數據層包含業務數據、圖紙數據、BIM數據、GIS數據、人員數據、設備數據、影像數據、接口數據；

③ 系統層由各個子系統集成，主要包含進度管理子系統、人員管理子系統、安全管理子系統、質量管理子系統、設備管理子系統、數字資料子系統等等；

④ 應用層主要是由3個端口組成，即移動端口、PC端口和大屏端口，管理人員可以通過移動端口在手機上進行管理工作，也可以在電腦上進入管理平臺，還可以在BIM室內大屏幕上進行全局管理。管理過程不受時間地點的限制，管理十分的便捷高效。

數字平臺的管理機制是由硬件層采集實時數據，數據流向數據層進行處理分類，然后流向系統層分別進入各個子系統，最后在應用層呈現到各個端口上面。項目以GIS平臺引擎為基礎，搭建BIM+GIS智慧建設管理平臺，利用移動終端和物聯網技術實時采集數據的功能，實現PC端協同運用，打造基于BIM的新型項目管理模式。實現道路、橋梁、景觀等多源數據融合，滿足項目設計、施工一體化、精細化的管理需求。

2.人員信息管理。施工現場工人的實名制管理一直是施工企業的訴求。勞務實名制管理有其優點：根據勞務實名信息制度可以讓施工企業隨時理解項目用工的總體用工數；根據實名考勤打卡制度可以讓施工企業隨時了解每日用工數；根據實名產品制度，可以讓施工企業隨時了解工程單元是屬哪家勞務班組所做；結合實名考勤制度和實名企業管理制度，監督農民工工資發放到位，杜絕勞務隊伍拖欠農民工工資的現象。實名制考勤實到實簽，使總包對勞務分包人數、情況明細、人員對號、調配有序，從而實現勞務精細化管理。

3.環境檢測及智能預警。通過現場安裝的幻劍監測設備，實時傳輸現象噪聲、溫度、濕度等相關環境數據，與設置數據上線進行比對，一旦數據超限管理平臺立即發出預警。

4.施工現場安全管理。智能AI安全管理監控作業人員安全防護。自主研發基于視頻流的智能圖像自動學習(AI)識別系統，利用最新的深度學習及大數據技術，通過自動識別人員與安全帽佩戴、安全背心佩戴等行為，對現場監督(安全行為)保障提供有力保障。實時監控識別，實時報警，提升管理效率及智能化。

5.拆遷管理。征地拆遷作為EPC項目推進的首要工作，征地拆遷的進展情況將直接影響項目推進進度情況及成本控制。傳統的拆遷管理中往往存在拆遷信息更新不及時、施工范圍與現場邊界不清晰、拆遷進度管理分散等問題。

（四）應用成果。實施前現場人員管理難度大，人員組成復雜，管理模式混亂，效率低下。通過一體化平臺進行數字化管理解決了人員多、信息量大、作業人員分散及作業人員安全防護覆蓋不全等問題，提高了工地人員管理效率，節省了管理時間和人員的投入，有效減少項目各參與方溝通時間約10%，減少線下設計例會、交底10余次，減少圖紙、模型審核時間約15%。通過在塔吊、龍門吊等大型其中設備上安裝監控設備，將監控數據實時傳輸至智慧工地平臺，保證設備的正常運行；通過監測設備運行情況，保證設備的允許效率和安全性能。節約工期約15天，節約管理成本約3萬元。

七、矩形頂管施工智能化

（一）施工管理重難點?；享敼苁┕げ课唤Y構形式、施工環境、施工工藝復雜且施工精度高，對施工控制技術、管理要求高，施工管理難度較大。

（二）應用效果。從矩形頂管預制到頂進施工環節，通過管節、基坑、頂管機進行精細化建模，對洞門破除，頂進、注漿、土方調運、貫通轉運等全過程進行模擬預演，分析在頂進各階段作業面的可行性、材料堆放及運輸可行性。節約工期75天，節省施工成本97萬元。

八、經驗總結及規劃展望

利用一體化平臺實現管理智能化；利用物聯網技術建設智能一體化平臺，具有信息覆蓋全面、管理高效、管理智能化高等優勢。同時，拆遷工作采用智慧管理實現信息集成，便于項目指揮管控，輔助決策。在實際施工項目現場管理方面有較大的作用，便于獲取整體信息，提高管理效率，對于今后其它項目有較好的借鑒意義。

（一）應用智能噴淋系統保證施工環境。通過現場安裝監測設備對施工環境進行監測，一旦揚塵超標可自動啟動噴淋系統對局部進行降塵，配合一天兩次覆蓋性灑水降塵可以很好的控制場內揚塵，保障施工作業環境，滿足環保要求。能夠節省大量的人員機械和水資源，起到控制施工成本的效果，后續施工中應加大智慧噴淋系統的應用和發展。

（二）施工現場大型設備管理。對于施工現場大型設備（塔吊、龍門吊、頂管機等）的管理是通過實時監測，將數據上傳至智慧工地平臺，能夠保障大型設備運行過程中的實時監測。一旦數據異?？梢约皶r預警，方便我們及時維護，對設備運行的安全性有很好的保障。

（三）施工模型深化。利用BIM技術，進行施工模型深化，施工工藝流程實現可視化。能夠使得結構模型更加清晰明了，尤其對于預制構件能夠較好的起到輔助施工的作用。整合全專業BIM模型，進行碰撞檢查，協調管線分包方對水機電管線排布進行優化調整。通過模型的建立，能夠極大的提高施工精準性，滿足施工質量的同時節省大量的施工成本，智能化施工也是后續施工中不可或缺的施工手段。

（四）BIM模型工程量計算。利用BIM模型對現澆箱梁結構、鋼箱梁結構、土石方開挖、巖腔混凝土回灌等工程進行工程計算，大量的節省了計算工作量，提高了工作效率，從施工成本和施工工期方面帶來很大的提高。

（五）施工方案模擬。通過BIM建模對施工工藝復雜的工程進行方案模擬動態展示，通過模型動畫對整個施工工藝流程和操作要點進行演示，能夠加深管理人員和作業人員對方案的理解，便宜施工的精細化管理。方案模擬是很好的BIM應用實例，對項目的施工質量、施工工期、施工安全等方面都有不可替代的作用。在后續應用中，應該加強方案模擬手段的應用；同時，也要讓方案模擬更加的細致，可將其應用于方案的評審、交底及現場施工等多個場景。

（六）智能化設計。該項目是重慶兩江新區的重點項目，是EPC總承包項目，在設計節段考慮智能建造方式，在設計方面從綠化景觀、主體結構造型和裝飾、熒光健身跑道、智慧燈桿等多個方面納入智能化設計，使得項目建成后，在運營節段能夠滿足科技發展對基層設施建設的要求?；下肪W項目從設計節段到建設節段乃至于最后運營節段幾個方面開展智能建造，在管理方面基于計算機技術、網絡技術及無人機航拍傾斜攝影技術通過建立仿真模型打造智慧施工平臺，用智能一體化平臺數據聯動實現了施工過程中人員、材料、機械、施工方法和施工環境的精細化管理。通過精細化的管理方法實現經濟創效，降低施工成本；同時提高管理的效率，提高勞動生產率，在建造過程中實現了全過程、全專業和全要素系統管控。

總之，通過智能建造的實踐應用，讓花溝路網項目逐漸從從“數量取勝”轉向“質量取勝”；從“粗放式經營”轉向“精細化管理”；從“經濟效益優先”轉向“綠色發展優先”；從“要素驅動”轉向“創新驅動”。實現4個轉變，智能建造是重要手段。在后續施工中，繼續探索智能建造的應用，以工程全生命期綜合效益最大化為目標，重點關注管理流程再造，重點強調建造過程的質量安全保障和資源系統管控、數字化設計和機器作業的協同建造方式，從而保障項目建設有序高質量推進。