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EPC模式下BIM技术在装配式市政公用工程中的应用研究

2020
03/25
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maqingfen

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建筑工业化装配式建筑网(ID:ind-building)
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【摘要】相较于国外,我国EPC项目总承包模式在利用信息技术辅助项目生产与管理方面较为欠缺。本文介绍EPC模式及BIM技术各自特点,通过在EPC模式下引入BIM技术,使EPC模式在项目管理中更具优势。

  摘要

  本文在介绍EPC模式及BIM技术各自特点的基础上,通过在EPC模式下引入BIM技术,使EPC模式在项目管理中更具优势。以国内首条装配式空中自行车桥工程为案例,针对该项目体量大、建设工期短、受既有BRT高架桥影响、施工环境复杂、项目管理难度大等特点,在建设过程中借助Revit建立三维模型,协同优化设计方案,减少设计变更;利用Navisworks进行进度管理,即有利于施工技术交底、缩短工期,又有利于提高施工质量;通过BIM技术开展现场平面管理可避免或减少施工过程中的安全事故。实践表明,BIM技术的应用,有效提高了EPC模式下的项目管理水平,对今后类似工程建设具有一定的实践指导意义。

  关键词:EPC总承包;BIM技术;设计优化;进度管理;安全管理

  引 言

  EPC(Engineering Procurement Construction)总承包管理模式在我国工程建设领域已推广多年,最初以建筑贸易的形式出现。随着工程建设的发展,设计及施工难度越来越大,设计和施工互相分离,成为2个独立领域,导致出现一系列设计变更、责任划分不清等问题。1970年的CM承包模式也并未从本质上解决该问题。直到20世纪80年代,总承包模式引入我国,得到了广泛关注。在30多年的发展过程中,我国设计、施工单位已从单一的设计、施工逐渐朝EPC模式发展,通过多种不同方式进行EPC总承包管理[1]。然而相较于国外,我国EPC项目总承包模式在利用信息技术辅助项目生产与管理方面较为欠缺,对EPC项目管理水平有一定的影响[2]。

  建筑信息模型(Building Information Modeling)简称BIM,BIM技术应用最先从美国开始,之后在英国、芬兰、韩国、新加坡、日本、澳大利亚、欧洲其他地区得到广泛的应用,应用范围已贯穿建设项目的全生命周期[3][4]。我国从2003年开始引进BIM技术,起初主要是在学术领域进行研究,后来国家从政策层面推广BIM技术的应用。王同军(2019)[5]借助BIM技术提出一种全新的铁路工程建设管理模式,覆盖铁路勘察、设计、施工、运维全过程,实现项目协同、阶段协同、专业协同,优化工程项目管理;孙建诚等(2019)[6]结合某公路边坡工程实例,对比研究Revit和Civil 3D软件在公路边坡工程中的BIM应用,结果表明这两款软件从不同建模思路出发,在参数设置、信息量化、模型分析等技术功能上各有侧重;王胜军(2019)[7]通过应用Navisworks Manage平台,提出了一套基于BIM 4D虚拟建造技术的施工进度管理方案,实现了三维模型与施工进度的耦合关联;张立茂等(2018)[8]基于传统建筑工程安全管理存在的问题,对BIM在施工安全管理中的适用性展开分析,重点研究在项目实施各阶段现场安全控制的关键技术。

  从整体建筑业发展来看,充分地应用BIM技术,改变现行的建设模式是一种必然趋势。BIM经过十几年的发展,应用已越来越广泛,但关于EPC总承包如何与BIM技术结合的研究报道较少。本文在分析EPC总承包模式和BIM技术应用各自特点及两者结合优势的基础上,依托于国内首条装配式空中自行车桥工程,介绍EPC项目组织架构,从项目设计阶段和施工阶段等方面,对BIM模型、设计方案优化、碰撞检测,以及施工进度管理和工程安全管理展开研究,总结出对装配式市政公用工程进行“EPC+BIM”一体化建设具有参考价值的结论。

  1 EPC模式特点及BIM技术优势

  EPC总承包模式主要具有以下4个特点:

  ①单一责任主体。②固定总价。③设计主导。④设计、采购、施工深度融合。工程总承包不是简单的“设计+采购+施工”,而是把三者捆绑在同一个利益体上。

  随着城市化的发展,市政公用工程的重要性越发突出。市政公用工程项目主要包括道路、桥梁、轨道交通、管道工程以及城市园林绿化工程等。与其他工程建设项目相比,市政公用工程不仅具备一次性、不可复制等工程建设项目共有的属性,还具有公益性、复杂性、不确定性,且管理难度大。因此,对于市政公用工程来说,采用EPC总承包模式有助于衔接项目建设过程中各个阶段(设计-采购-施工),加快进度,提高工程质量,获得较好的投资效益[9]。但在传统的CAD二维模式下,各参建方沟通及效率低下,协同管理困难,信息的传达可能出现流失和缺漏。

  BIM旨在从技术上打通“设计、施工、运维”环节,这一点与EPC模式异曲同工。具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性等五大特点,它是以三维模型为载体的数据库,是模型和信息的共同体[10]。BIM技术可使工作流程集成化,提高设计质量,提升施工和运维管理水平。

  EPC总承包模式特别强调设计与施工的深度融合,避免设计与施工互相脱离,这也是总承包成功与否的关键。推动BIM技术在工程设计、施工、运行维护全过程的应用,可有效解决设计与施工“各自为政、内部产生利益纠葛、无法形成合力”的弊端。“EPC+BIM”组合的应用价值主要可概括为3点:①协同设计,直观展现;②动态采购,接口管理;③整合现场,精益施工[11]。

  为进一步研究BIM技术的引入是如何发挥EPC模式的优势,本文将通过一个实际工程案例,做详细剖析。

  2 工程实例分析

  2.1项目概况

  厦门市空中自行车高架桥位于厦门岛东部云顶路段,沿线与6处BRT站点、2处轨道站点、4处主要商业和行政办公衔接,总长约7.5km。该项目为全国首条装配式空中自行车高架桥,无论是设计,还是施工技术,均无经验可借鉴,需要自主探索创新建设技术[12]。该项目主要难点为:

  (1)体量大,建设工期短

  自行车桥设计为装配式钢桥,用钢量达30000吨,工程任务重。由于2017年在厦门召开金砖五国领导人会议,为了尽快完成工程任务,需在设计阶段压缩时间,并尽快启动施工,在施工过程中逐步优化设计,使设计及施工交叉同步推进。

  (2)施工环境复杂

  装配式自行车钢桥施工涉及钢构件的水平运输、空中吊装及安装,在既有BRT高架桥下施工,作业空间有限,且施工期间BRT需正常运营,因此施工难度大。

  2.2 EPC总承包管理模式

  厦门市自行车桥项目施工工期紧,施工任务重,项目管理难度大,因此通过采用EPC联合体管理模式,集成“央企+地方龙头企业”的优势,对项目进行统一管理,对项目进度、成本、质量目标等各方面进行有效把控,实现一加一大于二的效果。在EPC联合体内,成员各方基本利益及目标一致,施工过程中融合了各自不同的企业文化,相互信任、相互尊重和资源共享,通过有效的沟通交流,使设计、采购和施工有机结合,保证项目目标实现。本项目由中交第三航务工程局有限公司、中建钢构有限公司以及厦门市市政设计院三家单位组成联合体,对项目进行统一管理。项目组织架构如图1所示。为加强项目参与方的协同管理,有效衔接项目设计与施工阶段的信息共享,通过运用BIM技术进行设计,提升设计及施工过程的管理水平。


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