基于哈工的BIM在设计牵头EPC建设管理模式下探索与实践

基于哈工的BIM在设计牵头EPC建设管理模式下探索与实践

张晓雯、靳雨欣、李昭、刘雄、王一夫

中国建筑西南设计研究院有限公司 四川省成都市 610041

前 言

BIM技术在EPC模式下的应用，通过提供虚拟模型和信息交换平台，有助于解决设计与施工之间的传递和割裂问题，为项目的整体管理和成果交付提供支持。相信在BIM技术和EPC模式的探索中，将为建筑业提供高效、精细的建设管理模式，并对行业发展带来革命性的影响。

一、实施流程

1.1 设计实施阶段的实施流程

在广义的设计实施阶段，包括了施工图及之前的设计以及施工图后的设计变更。这一阶段是各专业设计初步成果陆续完成，同时部分采购和施工已经启动（例如在主体设计阶段已经开始土方和支护工作）。因此，在这一阶段，设计与施工的融合是设计定案阶段的重要补充与完善。具体流程如下：

① 各部门及时将初步设计成果或在招标采购及施工中遇到的与设计相关的问题以及初步的优化方案反馈至设计部。

② 设计部组织相关部门对优化方案进行设计施工融合会商。设计部主要关注设计技术、设计工期、设计效果、使用功能等方面；工程技术部、安全管理部、质量管理部以及相关供应商则主要关注施工工期、施工可行性与便利性、场地部署、材料进出场、安全文明施工等方面。商务管理部负责方案的造价测算及采购可行性与便利性的分析。最终由设计部汇总整理形成设计施工融合会商记录，并提交项目管理层做出决策。

1.2 施工阶段的实施流程

相较于传统模式以及施工牵头EPC模式，设计牵头EPC模式下的施工管理的不同之处在于提供设计的增值服务，对施工现场进行及时的技术支撑，保证设计效果、质量、设计交底要点以及融合优化方案的充分落地，具体流程如下：

① 施工前，利用BIM技术，设计部联合工程技术部、安全管理部和质量管理部制定设计师巡场制度。BIM可用于建立虚拟模型，用于识别并记录关键设计效果和质量要求，形成清单式的巡场记录表。

② 在施工过程中，设计部组织负责的设计师进行现场巡查，利用BIM记录和更新施工现场的实际情况。BIM技术可辅助巡查记录的实时更新和精确性，确保相关信息及时填写，并上报至项目管理层。

③ 项目管理层利用BIM技术组织相关部门对巡查结果进行优化调整，同时设计部利用BIM跟踪监管巡查内容，并提供技术支持。BIM技术可帮助对巡查内容进行更精细化的监管，快速识别和解决问题，促进设计方案的优化与实施。

这种基于BIM的应用能够实现施工现场信息的实时更新和共享，提高设计方案执行的效率，从而确保设计效果、质量、设计交底要点以及融合优化方案的有效实施。

二、应用试点成效

2.1 进度增值创新

2.1.1 基坑支护方案优化

项目特点：根据本项目勘察报告，场地开挖范围内地质情况复杂，包括人工填土、砾黏土、砾砂、砾质黏性土、花岗岩等，且孤石较多（超前钻数据显示孤石率约80%）。此外，场地东南侧距地铁5号线仅36m，部分区域位于地铁保护区内，需重点考虑地铁保护措施。

数字化方案制定： 利用BIM技术对现场地质情况和建筑方案进行数字化建模，从而快速制定了四种基坑支护方案。BIM提供了全面的可视化模拟，使得方案制定更直观、更具备参考性。

技术优势与经验结合： 结合EPC单位的技术优势和丰富的设计、施工经验，采用BIM技术有效地将理论方案与实际情况结合，使得制定的基坑支护方案更具创新性和可操作性。

综合评估与比选： 基于BIM建模，对四种基坑支护方案进行全方位的综合评估，从质量、进度、安全、投资等多个维度展开分析比对。BIM技术可以快速获取并比较各种方案的数据和效果，有助于做出更科学、更全面的选择。

交互式讨论与决策支持： 利用BIM模型进行交互式讨论，团队成员可以针对各方案的特点提出建议和意见。这种基于模型的讨论有助于加深理解，为团队提供更丰富的决策支持信息。

方案制定后，EPC单位充分利用基于BIM的技术和平台，发挥以设计为主导的技术和管理优势。设计部紧密协调建筑、结构、给排水及景观等专业，利用BIM平台进行协同工作。同时，与工程部、商务部、质量部和安全部合作，对四个支护方案进行了全方位的评估，包括工期、造价、施工便利性以及安全文明等方面的综合比选。

基坑支护方案对比表

BIM提供了一个数字化的平台，使得参与方可以实时地共享和交流数据、设计模型和技术参数。通过BIM，EPC单位能够更全面、更精确地了解各方案的细节和潜在影响，为

最终通过全面分析、协商讨论后，最终以工期及造价为主导因素，选择了“单排桩+锚索”的支护方案。

2.2 质量增值创新

2.2.1 支护冠梁与总平管网协同设计

常规项目中，总平管网与支护冠梁位置的冲突经常导致施工中需破除支护桩冠梁，浪费时间和成本，同时不利于已完成的铺装、绿化、幕墙等成品的保护。

EPC单位在基坑支护设计阶段采用BIM协同设计，整合建筑、支护、给排水、景观等专业团队，并与施工团队协作，以解决这一问题。以下是基于BIM的协同设计的效果优化描述：

综合协同设计： 基于BIM技术，不同专业团队共同参与支护设计，并在设计阶段进行协同设计。这包括建筑、支护、给排水、景观等专业的协同配合，以寻找并解决管网与支护冠梁位置的冲突问题。

碰撞检查和预留通道： 利用BIM进行碰撞检查，早期发现管网与支护结构的冲突，并在基坑支护设计及施工时提前预留管网通道。这种预留可以避免在总平管网施工时破除冠梁，确保施工质量、提升工作进度，减少额外的工期和成本损失。

优化设计效果： BIM协同设计在预留管网通道的过程中，可以对设计方案进行优化，以最大程度地保护已完成的铺装、绿化和幕墙等成品。这有助于减少施工过程中对已完成工程的干扰和损坏。

施工质量与进度保障： 通过BIM协同设计，保证了总平管网施工时无需破除支护冠梁，确保施工质量和进度，减少不必要的修复和额外施工。

2.3 安全增值创新

2.3.1 边坡支护方案优化

结合场地建筑结构标高，以及场地空间条件，边坡原支护方案采用双排桩+4道锚索，桩径2.0m，桩间距3.5m，排距4.0m，竖向设置4道锚索，锚索长度23.0-27.5m。

EPC单位利用BIM技术建立了基坑支护方案的三维数字模型。该模型整合了建筑总平图和基础图的数据，精确呈现了宿舍楼东侧消防道路及消防登高操场范围的地面标高变化以及相关的结构标高信息。BIM模型使得设计团队能够以更直观的方式理解基坑开挖后的地形变化，从而有助于优化支护方案。

最终宿舍楼东侧消防道路及消防登高操场范围设计地面标高由36.05m调整为33.05m，于支护结构顶部设置平台，平台外围采用自然放坡，开挖后基坑支护高度17.55m，基础回填至20.0m后形成的永久性边坡高度13.05m。支护结构采用双排桩+锚索，桩径调整为1.6m，桩间距调整为2.5m，排距调整为6.0m，竖向设置2道锚索，锚索长度34.0m3。

结  语

以建筑信息BIM模型为中心,创建基于BIM的EPC项目信息集成管理运行模式,通过设计标准化、采购精准化、施工精细化及管理信息化,提升EPC项目的技术含量和项目参与各方的协同效率,实现项目的增值。

结合实际案例,检验基于BIM的EPC项目管理模式运行的有效性,从经济效益和社会效益两个方面对应用效果进行评价,以此验证其适用性与可推广性,最大程度发挥EPC项目的优势。