湄潭至石阡高速公路BIM设计建设管理一体化应用
一、项目简介
湄潭至石阡高速公路是贵州省交通运输“十三五”发展规划重点实施项目，路线全程约113公里，其中主线93.9公里，新舟联络线19.1公里，主线起于贵州省湄潭县，止于石阡县北接已建成思剑高速公路和在建的石玉高速，项目总投资约178.8亿元，预计2021年建成通车，全线桥隧比为54.92%，共设桥梁87座，隧道14座（其中特长隧道4座），此外互通式立交13座（其中枢纽互通5座）、服务区3处、停车区1处，针对线路里程长、数据量庞大的特点，本项目对应建设标段采取了10个段落的分布式部署，结合国内最先进的BIM+GIS技术，对路线、路基、桥梁、隧道、立交、房建、交安及机电进行了全专业建模，将传统建设管理流程和数据与BIM数字化模型进行集成，打通设计、施工、建设管理及竣工交付流程，是国内第一条大体量、全专业、全流程进行BIM一体化应用实践的高速公路。
二、BIM实施亮点
长大线路BIM+GIS技术深入应用：借助GIS宏观尺度的优势，BIM应用得以扩展到公路等长大线状工程领域上，利用行业领先的无人机5镜头倾斜摄影技术，对全线113公里进行高分辨率现实捕捉，并全线布设了100多个高精度相控点，使最终模型达1：1000地形图的精度，利用BentleyContextCapture进行实景建模，构建了真实生动的设计环境和工程建设环境。
参数化建模实现高效构件驱动：项目采用参数化设计建模，按照工程逻辑建立构件层级拓扑关系，实现结构由总体到细部的动态参数传递，记录整个建模逻辑过程，可随时调整参数，提供建模效率。路基方面，基于功能性逻辑化部件，实现边沟、放坡、截水沟、挡墙等部件基于地形和地质情况自适应建模，基于OpenRoads Designer建立复杂变坡度、变车道参数化路基铺砌模板，实现各种形式匝道与主线衔接的交叉口建模。桥梁方面，基于BIM参数化功能，实现常规桥梁结构主要尺寸依据地形和工况自适应建模，乌江特大桥桥塔、钢桁梁、悬索系统等均可进行参数修改，同时建模过程中积累构件库，便于后期模型复用，提高设计效率。
同步实施同步落地全面实践BIM应用：湄石高速BIM应用建立了集团级项目管理标准体系和方法，打通设计数据集成、建设管理数据采集、竣工数据移交的建设流程，项目竣工后，即同步形成基于BIM的地理信息库、模型构件库、标准化管理数据库，管理过程数据库、施工期数据分析及成果，并自动将可视化公路资产数据整体移交给运维养护单位。
建设项目级BIM标准体系：为实现全线全专业全流程的业务技术BIM应用，编制项目级BIM建模标准、构件类型、模型交付、构件施工工艺验收等标准，并分别开展培训达30余次，为BIM技术的普及应用奠定坚实基础。
三、建设管理应用
切实践行“虚拟建造理念”‘：基于虚拟建造理论，项目重要工点如立交、桥梁、隧道等结合实景模型制作三维交互式文件，对隧道掘进、悬臂浇筑施工、缆索吊装施工等关键工艺进行仿真模拟，借助虚拟现实等交互式手段进行施工技术交底，建设各方可以身临其境体验项目的建设及建成状态，更直观准确理解设计意图，提前发现建设中的问题和冲突，提高建设效率和工程效益，本项目深入调研建设各方的管理需求，量身定制了湄石高速BIM建设管理信息化系统，实现了设计、建设和管理数据的集中存储、管理流程的集中控制、工作环境的集中管理。
征地拆迁可视化管理：将工程模型、GIS实景、施工红线图及基于现场采集数据自动生成的三维拆迁面域叠合，实现拆迁可视化精准管控，借助实景空间数据，提高拆迁网格化管理能力，做到拆迁进度实时跟踪、拆迁与结构物施工联动管理。
质量管理联动工序报验：平台内置行业标准《公路工程质量检验评定标准（JTG F80-2017）》，通过手机App进行工序现场报验和数据采集，实现程序卡控责任到人，大数据分析验收行为，可准确追溯过程数据及质量问题。
安全管理现场自动统计自动预警：安全管理以现场安全巡检为主，对特种人员、设备进行GPS定位统一监控，对于现场发现的安全问题借助BIM完成PDCA循环，有效提高安全管控能力，隧道进尺管理模块颠覆传统进度跟踪模式，现场实时采集录入实际进度，自动统计隧道围岩等级及施工状态，BIM模型实时反应掌子面安全净距、进尺里程等信息，为安全进度决策提供支撑。
进度及成本管控，实现自动化、三维可视化：通过质量模块传递的验收信息，自动统计实际进度，对比计划进度，在模型中示警滞后的工点部位及时纠偏，平台导入清单并分解挂接至BIM构件，自动分析投资完成情况，根据计划进度和实际进度自动生成计划产值、实际产值、产值累计等报表，准确、直观的展示产值和计量走向，辅助投资管控。
四、BIM应用价值
全线BIM建模进行可视化设计复核即BIM虚拟建造，可直观地提前发现设计问题，建模中发现“墩台悬空、结构位置冲突”等设计缺漏、构件碰撞、不同专业冲突等问题100余处，减少了浪费与返工。湄石高速BIM设计模式、标准体系、系统架构、运行流程、数据采集和分析体系，满足了建设期公路工程管理需求，实现了设计、施工、管理应用一体化，截止目前，已提供设计变更效率约30%，节约投资约700万元，提高管理沟通效率，部分现场管理转化为线上管理，节约管理及人力成本500万元以上，规避安全质量风险50余处，提高管理效率35%以上。
打通全生命周期BIM一体化应用：本项目BIM应用切实打通设计、施工、管理及运营交付流程，完成相关配套标准手册共7册，数字资产累计已达100G以上，实现管理过程的三维可视化、协同一体化和信息自动化，并为项目运营的信息可追溯化、决策智慧化，进行了充分的数据采集和系统架构，为即将到来的数字化养护和运维时代奠定良好的基础，真正实现实体工程与信息数据融合的“数字孪生”目标。
