连载丨基于BIM技术的南充高坪机场改扩建项目智能建造技术及应用（2）

3 智能建造技术在南充高坪机场中的应用

3.1 施工质量管理 

3.1.1 BIM 技术与三维激光扫描的结合

南充高坪机场航站区内地下管网情况极其复杂，管线种类繁多、纵横交错且机场一期、二期管线图纸缺失。针对此工程概况，采用三维激光扫描对现有建筑、结构、机电管线进行检测，还原真实场景数据（图7），形成地下管网BIM模型及点云数据模型，在此基础上进行开挖区域设计，避免因施工对原有管网造成破坏。

图7 基于BIM技术的三维扫描地下管网示意

在施工过程中，利用无人机航拍结合三维激光扫描，记录地面状态，收集现场数据，自动调整BIM模型。由技术人员与现场实际对比，及时发现施工偏差质量问题，从而进行调整，整改通过之后，自动进行问题存档，以便于之后发生类似情况可尽快准确的解决并修正。

3.1.2 基于 BIM 技术的钢结构节点连接深化

大跨度钢结构屋顶深化设计的精细程度在很大程度上影响建筑施工质量，航站楼钢结构屋顶施工过程为总进度计划关键线路，施工进度决定着整个工期的进度。

钢结构连接节点的深化设计是深化设计环节中的核心工作。基于BIM技术结合Tekla、Dynamo等软件进行三维可视化建模，并加以渲染，进行多个方案效果展示，可从任意方位和角度观察钢结构连接节点，分析其中不合理的连接部位，有效解决传统二维钢结构工程施工图中的设计缺陷，提高施工质量，减少后期修改变更，避免人力、物力浪费。将深化图纸与工厂生产端联动，指导工厂精确生产钢构件，实现数字化预制生产。

3.1.3 BIM 技术与放样机器人结合

基于已建立的BIM模型信息完成施工深化设计、结构复核，通过BIM技术与放样机器人相结合进行现场定位放样。随后组装图纸在电脑中预先制作，模型构件在工厂完成预制，运送到现场直接安装，实现工厂与现场无缝拼接，从而使传统施工工艺程序简化，现场人工成本降低，构件组合组装更加精密，工作效率得到有效提高。通过BIM模型和放样机器人的结合，可以实现实时数据反馈和更新，使施工过程更透明和可控。BIM技术与放样机器人的结合，可以为建筑行业带来更高效、精确和可控的施工过程，有望成为未来建筑施工的重要发展方向。

3.2 施工现场管理

在智能建造平台框架下，基于BIM+智能监测预警系统对南充高坪机场改扩建项目进行施工现场管理。通过BIM+智能监测预警系统，实时汇总分析本项目所使用的生产、技术、质量、安全等各管理系统的生产数据，同时通过物联网技术及5G云传输，将施工现场安装的智能监测设备、塔式起重机安全监测系统、安全帽定位等智能硬件设备实时采集的数据进行整合分析，智能分析、预警，为科学施工提供信息数据支持。同时通过平台动态监控现场硬件设备运行状态，辅助技术人员掌握施工各关键部位实测实量情况，实时记录设备运行数据，为后续施工管理决策提供稳定可靠的数据参考。

通过给塔式起重机加装各类传感器，结合吊钩可视化系统，利用球形机实时监控塔式起重机吊钩安全情况，以此实现监控平台对塔机运行情况的远程实时监控。监控平台上能完整显示设备运行记录、历史资料和违章操作信息，平台自动生成塔式起重机运行资料工效分析，辅助技术人员判断塔机运力和工作饱和度，从而确定塔机现场物料堆放是否合理、工作是否饱和等问题。吊钩可视化系统可动态跟踪吊钩下方吊物的情况，并将吊钩运行画面实时传递到塔式起重机司机室，减少了吊钩盲区，降低了塔式起重机安全隐患发生。

同时，智能建造平台搭载AI算法识别，通过多种算法识别视频图像，对现场存在的安全隐患和人员违章情况进行自动识别抓拍。巡检人现场拍照，填写质量、安全问题、检查区域、责任人、整改期限、罚款金额等信息，提交后发送整改通知，整改完成后将现场拍照上传，现场比对复核情况将通过平台实时通知巡检员。整个质量管理过程通过线上完成，即可实时追踪，又可自动生成记录留存与数据备份，为项目现场质量管理分析与管理重点提供准确数据支撑。

3.3 施工进度管理

基于BIM技术的施工进度计划管理，将原本虚拟的二维进度计划，通过4D进度模拟直观地反映在人的视线中。同时可整合记录复杂施工数据，并进行施工方案可视化技术交底，提高建筑信息交流层次，确保工程参与各方之间便捷沟通，减少施工过程因信息过载或信息丢失所带来的影响。

另外，可对复杂的施工数据进行整合记录，通过施工方案可视化技术交底，提高建筑信息交流层次，并保证项目参与各方沟通方便，降低建设项目由于信息过载或信息流失所产生的影响。利用Navisworks软件附加时间维度，将BIM模型与施工进度计划 Project文件相结合，动态演示整体和局部的施工过程以及施工场地布置情况，进行4D动态进度模拟。项目管理人员可以通过此技术直观清晰地确定整个工程的难点、重点及节点部位，更容易作出合理可行的进度计划。同时，还可以保证整个项目过程中劳动力、材料、机械等方面计划的可行性与合理性，对于节约成本、节约工期以及绿色施工都有着较大的帮助。

4 结论

应用BIM技术对高坪机场改扩建项目进行三维立体建模，实现对建筑、结构、机电等多专业的协同设计。结合云服务、物联网、GIS工程、数字化预制加工、智能监测等技术手段，实现了BIM施工应用与数字化技术融合，对项目设计、施工、交付阶段起到了至关重要的作用。BIM 技术的应用促进了该项目建设和管理的现代化和智能化，形成了一套BIM技术创新实践的成功经验，大幅降低了项目成本超概的风险，与传统施工模式相比，施工效率、质量和可持续性都有了较大的提升。

（1）针对施工现场管理不精确、施工效率低下的问题，构建了基于BIM技术的智能建造框架。在本框架的驱动下，提出了基于BIM技术的智能建造平台，实时优化和控制整个设计和施工过程，并对施工过程进行动态监控和实时反馈，形成闭环管理。

（2）在设计阶段，应用BIM技术对南充高坪机场航站楼进行三维立体建模。基于施工图纸和模型的创建标准，进行图纸会审、管线碰撞检测及深化钢结构连接节点，并利用可视化技术进行施工工艺交底，确保设计的准确性和施工顺利进行。

（3）在施工过程中，通过BIM 技术结合三维扫描技术、GIS工程，并利用无人机航拍、倾斜摄影技术、放样机器人等现代化数字技术进行施工技术交底，成功应用于南充高坪机场改扩建施工项目，实现了质量、安全和进度智能化管理。

（4）安全管理方面，通过BIM+智能监测预警系统，结合物联网技术，将施工现场安装的各类智能硬件设备实时采集的数据进行整合分析，智能预警、分析各项数据，为科学施工提供信息数据支持。

（本文已完结）