BIM技术在地铁工程施工质量管理中的应用以上海地铁13号线东明路站为例,该文是应用研究毕业论文范文与上海地铁和工程施工和质量管理相关毕业论文的格式范文.
应用研究论文参考文献：
［摘 要］城市地铁是国家重要基础设施、民生工程,除作为现代化城市主要公共交通工具外,还兼顾人防等功能,其百年工程质量直接关系到人民生命财产安全,施工质量管理无疑是整个建设工程项目管理成败的关键.文章对上海地铁13号线东明路站工程项目的特点及可能存在的质量管理问题进行分析,提出在BIM技术模型基础上结合第三方信息管理平台TOS系统的方式对工程施工质量进行管理,以期创新质量管理手段、提高项目质量管控水平和效率.
［关键词］BIM；地铁工程；质量管理；TOS
［DOI］10.13939/j.cnki.zgsc.2017.12.132
BIM(Building Information Modeling)技术是利用数字化技术在计算机中建立虚拟建筑工程信息模型,并为该模型提供全面的动态的建筑工程信息库.［1］BIM技术应用的核心价值不仅在于建立虚拟模型和三维视图,更在于整合建设工程项目全周期内各个参与方生产活动数据和信息,形成信息丰富的BIM模型提供各方查询和调用,给参与工程项目的各方带来极高的信息化应用价值.随着国家行业主管部门对BIM技术的倡导和推广,BIM技术近年来在国内发展迅速,已经成为行业潮流.目前已经应用在工业制造、建筑安装、轨道交通等多个领域.从理论上讲,用BIM技术结合移动终端设备和互联网技术可让工程项目参与方更高效地进行项目管理,进一步提高项目质量管控水平和效率,但目前还少有这方面的研究和应用.［2］本文以上海地铁13号线东明路站工程项目为研究对象,将BIM模型与第三方信息管理平台TOS系统结合,利用该管理平台对项目进行施工质量等方面的管理,实现管理信息共享,优化工程质量控制流程,从而提高工程项目的管理效率和水平.
1工程概况
上海地铁13号线东明路站工程位于上海浦东新区,是13号线二期工程8个车站中的第二个车站,位于成山路与东明路交叉口东侧,沿成山路东西向布置,与已建成运营的地铁6号线东明路站呈“T”型换乘,车站基坑横跨6号线运营车站.
与一般建筑工程相比,地铁项目施工具有规模大、风险高、专业复杂、涉及面广、与工程周边环境相互影响大等特点.本工程是城市繁华主干道下软弱地层近接运营地铁线路等复杂环境地铁车站施工的典型案例,施工风险和技术难度在同类车站中少有,其围护结构和支撑系统施工质量是保证整个工程建设安全的关键和前提.
2.1工程重难点
2.1.1车站施工对运营6号线车站保护
已运营的6号线车站为地下两层双柱三跨(局部单层)岛式车站,车站全长167m,宽20.8m～26.2m,现浇框架结构,围护结构采用800mm厚地下连续墙,预留与13号线换乘段位于地下三层,站台中心处覆土厚度0.75m,底板埋深13.04m～14.92m.车站全部位于软弱地层中,深度方向在13号线东明路站基坑中部.本工程新建车站基坑需紧贴上述6号线车站两侧开挖,在暗浜、淤泥质黏土等不良地质中开挖超深基坑,如何控制基坑变形和对运营车站影响既是重点又是难点.
2.1.2合流污水管等重要管线保护
东明路站深基坑施工影响区域内除常规市政管线外,给水、燃气等压力管线密集,尤其是建于20世纪80年代的合流污水管对车站施工影响较大,其截面尺寸2.4m×1.8m,管底标高-3.10m～0.22m,管内污水水位较高,且受降雨影响大,距离车站西侧地下连续墙最近1.2m,距离车站东侧地下连续墙最近1.4m.车站深基坑施工除对上述影响区域内的密集管线和合流污水管保护是重难点,同时还要防止合流污水管破坏渗漏造成污水倒灌基坑影响基坑施工安全.
2.1.3淤泥质黏土超深基坑施工
本工程车站主体全长197.3m,基坑宽22.8m～26.77m,开挖深度20.3m～22.4m,主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙(局部800mm),开挖地层主要为软塑状粉质黏土和淤泥质黏土,并存在大量暗浜等不良地质.车站共设3个出入口、1个消防出入口及3组风亭,开挖深度11.55m～13.1m.主体和附属结构均属于深基坑或超深基坑,均紧贴运营6号线车站开挖,施工技术难度和安全风险极高.
2.2工程质量管理问题分析
由于地铁施工各工序的隐蔽性均较强,质量问题不易检测和及时发现,一旦发现质量问题,通常存在安全隐患大、修复难度大、成本高等问题.加之上述分析的工程施工重难点和风险,一旦施工过程中车站围护结构及支撑系统等关键部位施工质量控制不到位,极易在深基坑开挖过程中发生水土流失、基坑变形影响运营6号线及周围管线,甚至基坑坍塌等重大风险.因此风险越高的工程项目在施工过程中有效加强过程质量管控显得更为重要,急需从优化质量管控流程、提高施工信息传送和处理及时性等方面着手,改变传统项目质量管理流程多、资料烦琐、处理信息闭塞等问题.
2.2.1管理信息传递交互时效性差
本工程项目施工阶段现场质量管理直接参与方主要有建设单位、监理单位、施工单位等,在此前各参与方按照各自的管理模式和习惯对项目进行管控,各单位之间业务往来以人传递为主,管理痕迹均体现在各类纸质报告、函件、表格等,极易导致有价值信息衰减和严重滞后等情况,无法形成实时信息共享机制、信息交互滞后,严重阻碍项目管理效率和效果,且极易出现现场质量问题遗漏、处理不当或不及时等情况.
2.2.2管理信息繁杂共享追溯性差
地铁工程建设周期长、环境边界条件复杂,在施工的过程中必须根据边界条件变化灵活调整设计施工方案,由此产生大量数据信息更替和叠加；按照惯例,相关信息都是由管理人员记录和发布,大多采用纸质文档传递和保存,资料繁杂不方便保存传递和查阅；同时由于参与方多,大量的数据信息来源离散,对待同一质量问题的描述时间、方式、角度和深度可能不同,信息量极大.如果不进行有序的信息管控,造成数据流失,工序隐蔽或项目完工运营后一旦出现质量缺陷很难查明原因,无法及时进行修复补救和追究质量责任.因此建立一个有效的信息管理平台,实现数据信息格式化、规范化、实时共享、打破信息孤岛,是工程项目质量管理亟须解决的主要问题.
2.2.3管控行为人为依赖性大
工程施工过程质量管控是一项系统性工作,不同部位需要不同的数据信息进行比对核查,传统管理方式对设计图纸及规范查阅量大,对质检技术人员的要求较高,一方面要求其对项目的设计要求及总体质量标准有所了解；另一方面是要对各个施工工序和结构部件质量控制点非常了解,需要具备一定的施工经验和专业技术水平,否则不仅效率低下,还可能出现不能发现或遗漏重大质量问题等情况.
3利用BIM技术进行质量管理
3.1管理平台构建
基于上述分析,考虑利用BIM技术对工程项目进行质量管理,则可以很大程度避免上述问题.首先运用Revit等软件和二维CAD设计图纸对项目产品进行建模,建立的BIM模型中包含了工程项目质量管理所需的必要信息,例如构件的规格尺寸、材质坐标位置、质量标准、注意事项等,在施工过程质量管控验收时不仅可以随时查询对照数据,还可以将工程实物与模型同部位进行形象对比,施工质量情况一目了然.
运用BIM技术对工程项目进行质量管理,其基础是数据信息,数据信息是质量优劣的具体体现,同时也是进行质量控制的依据.由于地铁项目建设周期长、设计变更频繁等特点,在现场质量管理过程中产生大量数据信息,传统管理方式下各参与方管理人员想要随时查询了解这些数据信息并进行对比分析是较难实现的.因此加强质量管理数据信息传递,提升质量管理的效率和管理痕迹的完整性是首要解决的问题.
在BIM技术的支持下,建立BIM模型完善相关信息后导入第三方管理平台进行质量管理,项目管理人员通过电脑或移动终端即可对工程质量管理数据信息进行采集和录入,通过网络将信息实时上传到管理平台中,可与之前上传到管理平台中的BIM模型进行对比识别,动态提出质量问题和处理要求.各方管理人员均可通过不同职责权限的*和登录该平台,随时接收和查询其他管理人员上传的质量信息,系统按照责任分工提醒责任人对质量问题进行响应和处理,并接受监督人员的监督,直到质量问题得到妥善处理和消除.这样既保证了工程质量信息传递的时效性、质量问题处理及时性、责任分工明确,避免了人为篡改数据或对质量问题处理不及时或不作为等问题,同时在一定程度上确保了工程质量信息的真实性、客观性和完整性.图2为运用BIM技术进行施工质量管理的基本流程.
3.2质量管理平台的应用
在上海地铁13号线启动开始,业主方发起了结合BIM技术的第三方信息平台TOS系统,对项目安全、质量、进度、文明施工等进行管理,目前该管理模式正在试运行阶段.下面以该地铁线中的东明路站工程项目为例,阐述该模式下各参与方在质量管理方面的应用过程.图3为东明路站的BIM模型.
3.2.1施工单位
施工单位是工程项目建设的直接实施者,除按照合同约定提供合格的工程产品外,还要提供施工过程中记录的质量管控过程、技术方案、材料设备、人员信息等,并按要求将必要信息传递给监理单位和建设单位,通知监理单位对工程各工序和分部分项工程进行验收和审查,上一道工序验收合格后才能进入下一道工序.
利用BIM模型结合TOS系统进行质量管理,施工单位完成某一工序即根据设计和规范要求自检,自检合格后,管理人员登录TOS系统,在系统中选择BIM模型对应的需要验收的施工部位,然后按照格式填写相关的验收内容并上传施工情况、施工照片、检测数据、验收评价等资料信息,最后提交保存并发送,即向监理单位发起报验申请.系统随即提示监理单位根据施工单位发起的报验申请,在截止时间之前远程或前往施工现场进行检查验收.图4是施工单位利用TOS系统进行工序自检管理流程.图5为施工单位在TOS系统中向监理单位发起的关键工序验收截图.
3.2.2监理单位
监理单位作为建设单位委托的工程项目现场管理代表,负责对工程项目现场施工质量进行全面管控和监督核查,主要利用专业技术知识对照设计规范标准检查施工操作过程和成品(半成品)质量,并对检查验收情况进行记录,并将检查和验收意见和指令反馈给施工单位.
监理单位在TOS系统接到系统提示的施工单位的验收申请后,可远程或到现场进行质量检查验收.监理人员可通过移动终端登录系统,按照提示打开该项目的BIM模型和报验申请数据信息、施工照片等进行查看,并与模型中对应部位的设计参数信息进行对比核查.若在检查验收过程中发现某个工序构件或者分项工程存在质量问题,即通过移动终端对质量问题进行描述和标记,并在现场采集照片或者拍摄视频上传系统,对施工单位提出整改指令和要求,系统随即自动提醒施工单位相关责任人按照要求进行整改和回复,经监理单位确认整改合格后再同意进入下一道工序.
图6为监理单位在TOS系统中发起的要求施工单位整改东明路站的东端头井临边围护质量的截图.
3.2.3建设单位
建设单位是项目的发起者和投资者,负责建设工程项目全周期质量管理的指挥和协调,并按照合同约定要求工程项目各参与方兑现落实质量管理责任.
建设单位管理人员在“BIM模型+TOS系统”的管理模式中,利用电脑或移动终端等网络设备,不受时间和地点的限制,即可通过相对较高权限的*和登录到TOS系统查看每个工序施工过程中,施工单位和监理单位质量管理行为所上传的数据信息,或者完成相应管理任务.如果对其中任何一方的处理结果存在不同意见,可以直接在系统中选择存在意见的整改信息,并提出整改要求和安排整改、验收责任人,系统将按照要求提醒相关人员进行处理,处理结果通过系统再反馈给建设单位,确认合格后进入下一道工序.图7为建设单位管理人员在TOS系统中查看到的项目质量管理信息部分汇总截图.
4结论
本文以上海地铁13号线东明路站项目为案例,简述了利用BIM建模技术和第三方管理平台TOS系统相结合对项目进行质量管理的模式,该管理模式尚在试运行阶段,下一步计划将该管理模式逐步延伸应用到项目安全、质量、进度、文明施工等多个方面,就目前试运行情况看,仍然可以得出以下结论.
(1)通过BIM技术和TOS系统,利用电脑或移动客户端将现场出现的质量问题精确定位记录在建筑物的BIM模型上,可直观查阅问题出现的位置和结构,并配合现场拍摄照片、视频和录音等上传至系统中,加快了质量信息的采集、传递、沟通和处理效率,使问题处理更加精确高效.
(2)TOS系统对工程项目质量管理等生产活动进行全过程格式化、精细化和规范化的记录,形成共享数据信息库,项目参与方管理人员查询信息不受时间和空间限制,有效解决了传统质量管理模式信息繁杂、交互共享性差等问题；同时数据信息规范化、格式化后可追溯性和逻辑性大大提高,为工程项目复查验收和后期维护奠定了坚实基础,有效打破了信息孤岛现象.
(3)由于系统的精细化分工,管理责任到人,并具备任务实时提醒功能,对项目参与方管理人员履行管理责任具有促进和帮助作用,有效地提高了项目质量管理的参与度和效率.同时系统中的BIM模型中附着的大量设计规范和标准数据信息,项目参与方管理人员可随时精准查阅调用,无论在施工还是验收过程中均可以随时调取相关数据信息进行参照对比或检查验收,一定程度上避免了反复查阅设计图纸及规范标准,提高管理效率的同时相对弱化了质量管理对管理人员施工经验及专业技术水平的过度依赖,大大降低了因个人原因无法发现或遗漏重大质量问题的可能性.
参考文献:
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［3］李亚东,郎灝川,吴天华.基于BIM 实施的工程质量管理［J］.施工技术,2013,42(15):21-22,112.
［作者简介］ 王春明(1985—),男,四川成都人,工程师、硕士研究生.研究方向：项目管理.
总而言之:本文是一篇关于应用研究方面的大学硕士和本科毕业论文以及上海地铁和工程施工和质量管理相关应用研究论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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