BIM技术在机场助航灯光施工中应用

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鄂州花湖机场是我国第一个专业性货运枢纽机场，计划建设2条E类跑道，长度均为3600米。西跑道为Ⅰ类精密进近仪表跑道，东跑道为Ⅱ类精密进近仪表跑道。北京佳和建设工程有限公司在项目建设中承建全场助航灯光施工内容，包括助航灯光、飞行区供电、灯光站施工工程。施工阶段的bim工作要求为：基于施工图设计模型开展深化设计，创建深化设计模型。应用工程管理平台包括但不限于进度管理、质量验评、计量支付、变更管理、安全管理、施工信息管理等。在施工深化期间，各施工标段统一开展BIM工作，聚集了全国近50%以上的BIM专业人才，各单位完成了上亿个高精度构件。

一、项目难点和重点

1.工期非常紧张

鄂州花湖机场是湖北省一号工程，工期比其他新建机场要求缩短将近一半。北京佳和建设工程有限公司承担全场助航灯光、飞行区供电、灯光站房屋建筑等工程，包括排管总量55公里、电缆井860座、各类助航灯具9463套，灯光站2座及各类监控系统，施工合同要求在314天内完成。

2.按模施工，模型先行，模型未通过四方审核无法开始施工

模型先行，意味着刚入场的2～3个月需要项目核心技术人员与BIM工程师共同完成施工深化模型，要将其他项目在施工过程中逐步解决的冲突、优化和施工边界问题全部在深化阶段完成。

3.国内尚无一例完整的助航灯光施工深化

BIM模型，许多工作需要在探索中前行国内机场领域BIM应用主要集中在航站楼领域，飞行区工程BIM施工应用极少。项目要求使用Bentley软件平台完成飞行区模型的构建，需要创建的BIM模型包括保护管、电缆等。其他项目中可不建模的构件，包括Bentley在内的主流BIM软件平台并未提供机场专业的设计建模工具。国内熟练掌握Bentley相关软件平台的工程技术人员数量极为有限。

4.BIM模型数量多，有大量的施工深化和优化工作

鄂州花湖机场助航灯光及供电工程BIM标准要求高，电缆井钢筋、电缆保护管、电缆是必须建模的构件，从电缆井数量、电缆长度就能估算出BIM建模工程量之大。同时，助航灯光模型还包括大量的施工深化，如道面区、土面区电缆保护管的路由优化和确定，电缆排管和电缆井内的电缆排布，道肩上隔变箱的位置优化等。

二、BIM技术施工阶段主要应用点

鄂州花湖机场助航灯光及飞行区供电工程充分运用BIM技术，根据施工图模型进行详细的施工深化设计，现场施工定位、安装及参数均按照BIM模型进行，质量验评、计量支付均按照业主统一要求完成。BIM模型与传统的二维图纸相比更易理解，可有效地减少施工出错的几率，对施工人员的技能要求也进一步降低，从一定程度上减少了建设投资。

1.房建工程精细建模，确定优化方案并指导施工

在Revit2018平台上，使用多种快速建模工具结合自主二次开发进行快速建模，通用构件在现有基础上进行修改提高精度，机场专业构件由BIM工程师对照厂家资料精细建模。按照鄂州花湖机场BIM建模标准，DN25以上直径的电缆保护管需要建模，同时墙体开洞、桥架支吊架等构件均需与实际施工意图一致，主要构件之间零碰撞。完成的BIM模型经过多次审核和边界确认，在此过程中生成了合理的施工深化方案，消除了现场因为管线不合理而返工的情况，如图1所示。

2.电缆排管提前确定配合作业面，减少了临时施工协调，并可与电缆井同步施工

地下管网在机场项目中是一大施工难点，管网种类多、局部密集，重力管道需要考虑到坡度要求，供油管不能有过多弯折等诸多因素。在以往施工中，不同施工单位常常因为各种交叉碰撞而导致返工，既损耗材料还延误工期。在具备精细的BIM模型后，每一处的交叉处理能在施工实施前预知并提前规避，如图2所示。在以往施工项目中，电缆井施工完成后才能确定排管的高程值，以保证电缆井预留洞口匹配。完成高精度施工深化BIM后，可以在模型中直接测量排管高程，现场按照模型数据施工排管，电缆井可同步施工，极大地缩短了施工工期。BIM技术还能提前确定作业面和交叉施工节点，在施工过程中通过查看BIM模型可以看到此处开挖是否会影响其他管道或者设备；确定开挖的安全范围及深度，避免破坏其他管道或设备。对于复杂交叉作业面，如排管穿越排水沟节点，两个施工团队确定好施工时间，在排水沟施工过程中提前预埋排管支架和保护管，避免二次开挖而影响工程质量。

3.电缆保护管模型进行多次BIM模拟，实现路由优化，有效地节约了建设投资

在建模过程中，多次进行电缆保护管BIM模型模拟，对可共管电缆实现“一管两线”原则，减少建设投资；保护管和排水沟进行合模，确定好灯箱定位，使其尽量避开排水沟，避免灯箱与排水沟冲突而影响工程质量，如图3所示。

4.电缆模型严格按照规范建模，对支架进行了改进，使电缆排布满足规范要求

电缆建模过程中发现，飞行区供电的铠装电缆直径较大，进入四通电缆井上支架需多次转弯。若按照规范要求的铠装电缆转弯半径12D（D为电缆直径），则需延长所有支架，这样将造成井内操作空间不足，支架利用率低。出于保护电缆、节省资源的目的，修改了电缆井内电缆支架的排布和安装，如图4所示。不再使用四通电缆井图集中的支架排布方案，改为“顶天立地”的安装方案，在井的中间加上4个由四排槽钢组成的电缆支架（支架层数与排管层数一致）。若后续有新增的电缆，可自行添加支架层数。对转角井内直边井壁上的支架进行补充添加，直通井电缆进井和出井位置的支架适当延长。

5.对施工中标记牌定位复杂的问题，通过数字模型沟通在施工实施前得到了解决

运用BIM模型进行合模，可以提前知道标记牌与排水沟或者电缆井的冲突情况，在施工前得到合理的解决，避免了返工或者破除硬化情况发生，同时对于标记牌互相遮挡的情况也能提前发现解决，如图5所示。

6.通过自主开发设计建模工具集，大幅提高工作效率

BIM团队自行研发的设计建模工具集包括电缆排管创建、保护管创建、电缆创建、电缆井配筋、排管电缆分配、灯具快速布置等。这些工具的有效使用，确保助航灯光BIM工作顺利完成，如图6所示。

7.施工质量验评系统应用

质量验评系统包括线上填报、线上审核、线上结算系统，是一个全新的系统。它融合了施工BIM模型、现场施工节点资料、验收流程资料以及农民工工资结算的全方位流程系统。北京佳和建设工程有限公司对该系统进行了扩展，质量控制由项目管理人员现场控制转换为劳务质量人员自控并线上填报，从劳务技术人员开始实施，提高劳务人员的整体质量观念，真正做到让“质量”深入第一线。线上可视化质量体系如图7所示。

三、BIM技术应用价值

通过鄂州机场助航灯光及供电工程施工阶段BIM技术的深入应用，对于大型机场项目实施BIM积累了丰富的经验，也提升了企业技术力量和管理水平。项目中BIM技术的应用价值主要体现在以下几个方面。（1）建立了完整、高精度的助航灯光施工深化模型，有利于各建设参与方直观了解施工的结果。（2）提前发现设计接口问题，在施工实施之前得到解决。（3）业主可提前明确需求，避免后期变更。（4）降低对施工实施人员的要求，减少施工中可能出现的返工现象。（5）在规定时间内高质量完成了整个施工任务。

四、结语

随着我国民航领域的智慧化、数字化进程不断提速，鄂州花湖机场助航灯光及供电工程施工阶段的BIM应用成果必然会作为一个样板工程，对后期其他机场工程的建设提供经验。

作者:刘飞飞 单位:北京佳和建设工程有限公司