为解决城镇生活污水处理能力不足问题，实现污水全收集、全处理、全覆盖，打赢黑臭水体治理攻坚战，广州市政府相继出台一系列“河长令”，推动污水处理设施建设，提升城镇污水处理能力。经过两年多的日夜奋战、攻坚克难，广州中心城区新增8座地下污水处理厂，成为全国地下污水处理能力最大的城市。目前，广州共有9座地下污水处理厂，呈北斗七星形状分布在珠江两岸，被誉为“地下北斗九星”，守护广州水环境。这些地下净水厂大大提升了广州中心城区污水处理能力，从340万吨/日提高到今年的496万吨/日，处理能力提升了46%，占全国同类污水处理模式总能力的50%以上。

其中大沙地污水处理厂扩建工程因周边环境复杂敏感（邻近珠江、高压电力塔、文冲船厂）、工程地质条件复杂（软土地区）、地下埋深深、支护类型复杂、施工过程中交叉作业严重、建设工期短，成为地下式污水处理厂建设的典型代表。

2. 项目概况

2.1 项目概况

大沙地污水处理厂扩建工程位于广州市黄埔东路以南、文冲船厂以西、市花路以东、珠江以北。大沙地污水处理系统服务面积107km2，污水处理规模为25万m3/d。整个厂区按功能分区分为水处理区和水处理辅助建筑区。水处理区内构筑物主要位于地下空间，包括粗筛机提升泵房、细筛及旋流沉砂池、改良A2O生化池、矩形二沉池、初雨提升泵房、高效沉淀池、放空泵房、深度处理提升泵房等。水处理辅助建筑区部分位于厂区地上，包括：接触消毒池、鼓风机房及变配电室、V型滤池、反冲洗泵房及综合楼等； 部分位于地下空间，包括污泥浓缩池、污泥干化车间、除臭装置、通风设备间等。

2.2 项目重点与难点

1、该工程建设内容多，涉及专业技术广泛，包括各类大型水池结构及其他附属工程、装饰装修工程、设备采购安装工程以及道路、给排水等工程。在施工时，要根据这一特点，配备各专业、工种的技术人员和施工机械，严格组织、合理安排各专业、各断面的施工工序，组织各工种、各专业的流水施工，确保快、好、省、顺利完成建设。

2、建筑物占地面积大，建筑、结构材料水平运输距离长，因此合理选择材料水平、垂直运输机械，组织现场材料运输路线，可以大大提高施工效率。

3、本工程涉及大面积混凝土浇筑，施工时必须从混凝土级配、水灰比、外加剂添加、振捣、施工分段等一系列重大技术问题入手，严格控制，采取各项技术措施，确保工程质量，满足混凝土的设计要求及安装几何尺寸的正确性和要求。

4、预埋件较多，要求安装定位准确。施工时应严格按照设计要求控制各种预埋件的位置和尺寸，并采取有效措施固定各种预埋管道，确保预埋件及预留孔一次性达到设计精度要求，杜绝后钻孔现象。这是保证水处理厂构筑物施工质量的关键之一。

5、交叉作业多，设备安装、工艺管道与土建施工交叉作业。

6、该项目南侧濒临珠江，东北侧被文涌环绕，基坑开挖规模大，工期长，地下水位高，会受到珠江潮汐的影响，地质条件复杂，土体透水性强，基坑止水排水是否完善，直接影响地下处理中心主体结构施工进度。

7、本项目扩建工程地下基坑旁设有高压电塔一座，塔身采用8根钢索拉拔固定，设有4个固定脚，其中2个钢索固定脚紧贴本地下室外墙。电塔基础形式将影响基坑支护方式及地下空间布置。

项目方案拟在塔基础外侧10m设置1m厚的地下连续墙，采用地连墙+三支撑作为基坑支护结构。两侧塔身锚固均采用φ1000支护桩支护，上部混凝土内支撑对塔基础起到一定的保护作用。

8、工厂使用的设备类型和型号多种多样，性能指标和参数各有不同，有的设备对安装精度控制要求较高。因此，设备的选型、安装和运行调试是工厂机电设备建设的关键控制点。设备安装调试的质量直接影响到工厂日后的正常运行。

基于以上项目难点及重点，该项目引入BIM技术，探索利用BIM技术优化项目管理。

2.3 实施目标

项目层面：协助项目解决技术和管理难题，运用BIM技术为项目创造价值

企业层面：建立企业BIM管理体系，培养BIM技术人才，组建企业BIM团队

行业层面：创优创新，树立企业标杆，推动行业进步

3.BIM应用分析

3.1

项目研究与方案调整

通过项目调研、项目需求分析，根据项目情况制定BIM实施目标及相应的实施方案，明确时间节点，是有序推进BIM技术在项目中实施的基本保障。

项目于2019年4月1日调研，通过沟通，整体了解现场施工进度及后续施工时间节点，并结合现场情况反求BIM实施方案，对BIM方案进行调整，确定各成果实现的时间节点。

项目研究报告

项目BIM实施计划

3.2 模型建立

3.2.1 主体结构建模

结合现有图纸，建立包括土建、加固、安装等全工程的模型。模型是BIM技术实施的基础，也是工程信息化的数据载体。为满足项目时间节点，在模型建立之初，公司就组织了团钢、Revit集团四个建模团队共计11人，协同建模。4月30日，现有图纸全部建模工作完成。建模过程中出现的任何图纸问题都及时反馈给现场BIM负责人进行协调解决。为后续BIM平台部署、BIM技术应用提供模型依据。

项目土木模型

项目安装模型

工程加固模型

工程基坑模型

3.2.2 真实场景建模

期间，鲁班现场顾问通过无人机采集现场真实地形数据，并利用航拍快速对现场临时施工进行建模，真实反映了现场临时施工情况，为后期土方运输提供了直观的数据基础。同时，通过将拟建基坑模型与现场真实地形相结合，为项目部领导提供了基坑建成后的生动现场情况，辅助项目部进行施工决策。

项目实景模型

项目实景模型

3.2.3鲁班工程管理数字化平台部署

项目立足本土化、云端共享，选择了鲁班工程管理数字平台作为项目内控协同管理平台，目前已完成平台部署，包括账号申请、权限划分等。平台强大的兼容性保证了项目施工准备阶段深化的模型可以上传到平台，在施工阶段继续使用。同时，平台的可视化功能很好地补充了目前施工管理平台BIM模型可视化的不足，优势互补，积极响应项目创新创优需求。

工程管理数字化平台架构

工程管理数字化平台截图

3.2.4 项目BIM技术启动会

BIM技术实施的前提是项目人员认识BIM、了解BIM、接受BIM。因此，在项目模型、平台部署等前期准备工作完成后，鲁班现场顾问于4月22日在项目现场召开了BIM技术启动会。参会人员包括：组长、质检站长、项目经理、项目总工、项目BIM负责人及相关项目部门负责人。会上就BIM技术的推广实施情况以及BIM技术在本项目中的实施计划和阶段性成果进行了系统的汇报和交流。以达到让项目人员了解BIM是什么、BIM能做什么的目的。会上，项目负责人还对项目提出了相关建议和要求。

项目BIM技术启动会

BIM技术启动会

3.3 项目图纸验证

由于二维图纸直观性差，加上平立面图复杂，难免会出现各种图纸问题，包括尺寸标注漏项、遗漏项、平立面图不对应等。利用BIM技术，施工图在施工前还原为模型，模型的建立相当于对整个施工过程进行了预览。通过前期建模，鲁班咨询团队共发现25处图纸问题，通过工程部提交给设计院，目前已全部得到设计院的回复。通过模型的可视化，图纸问题更加直观，减少了因立场不同而产生的沟通思维分化，提高了沟通效率。同时，问题的及时发现和解决也保障了项目施工的顺利进行，防止因问题发现和解决不及时而导致工期延误。

绘图问题截图

3.4 碰撞检查

在图纸设计阶段，由于各专业之间缺乏融合，一系列碰撞问题往往直到工程施工时才被发现，影响工程进度，甚至造成返工。在建模期间，利用BIM模型的可视化，以及BIM软件的碰撞检测功能，可以快速检测出模型中的各类碰撞。截至第一版图纸建立的模型，通过软件的自动计算，共发现碰撞点4257个。考虑到一些实际情况，在实际施工过程中，会采取变通措施，不会发生真正的碰撞。经审核，实际碰撞点有48个。为了方便日后查询追溯，碰撞点编号仍沿用系统中的编号。在建模过程中，基于三维模型所见即所得的特点，提高与设计师的沟通效率，避免设计错误传递到施工阶段，减少施工过程中各专业构件的碰撞冲突，实现高效施工。

项目碰撞报告截图

3.5 两种计算方法的比较

通过BIM模型工程量与图纸设计工程量对比，可以提前发现工程量与图纸工程量的差异，尽早了解需要办理签证变更的地方，避免变更延误造成的经济损失。同时通过数据跟踪记录，可以检查不合理的实际用量，为材料部、工程部规范施工用量提供数据支持。建模期间，通过模型导出土建、钢筋、安装等工程量表，与设计院提供的清单进行对比，将数量差异较大的地方反馈给相关负责人和设计院做进一步核查。

安装数量汇总表截图

3.6 基坑方案论证

传统模式下，施工方案阶段作为项目的重点难点，缺乏三维直观表达，导致施工方案编制论证效率低下。本项目涉及深基坑作业，基坑开挖方案是本项目的重点难点。通过三维技术手段，将项目总工程师的施工思路还原为BIM模型，直观的展示形式为方案验证提供了直观的判断方法，通过模型对施工初步思路进行论证和改进，并基于项目模型对施工方案进行改进。

开挖方案论证_方案一

开挖方案论证_方案2

3.7 高模板解决方案优化

大沙地污水处理厂大部分采用全埋式布置，地下主体结构采用整体基坑开挖，基坑开挖范围为290m×160.9m，开挖深度大多为18.5m（局部略有加深）。模板支撑是本项目重点难点之一，借助BIM对项目模板支撑进行受力分析，得出专项计算书，并对施工作业危险性进行分析报告，通过这些数据辅助项目负责人对相关施工方案进行决策。

高支撑模板截图

计算书截图

3.8 可视化技术简报

3.8.1 污水处理厂进出水口模拟

为了更好地向外界介绍该项目，对大沙地污水厂的水处理情况进行了介绍。应项目负责人的要求，鲁班实施团队在现场停留期间（共计2分钟）完成了水厂进出水口的模拟。通过动画模拟直观地展示了项目的水处理流程，让外部参观者一目了然地了解污水厂的概况，有助于项目的宣传推广。

水处理模拟截图

3.8.2 基坑拆除支撑动画模拟

大沙地污水处理厂基坑支护采用“地下连续墙+三道内支撑”的形式，三道内支撑及腰梁混凝土达到17580m3，总长约16550m，预计总开挖吊装块数将达到6000块。该项目内支撑拆除动画也是本项目的重点难点之一，应项目负责人需求，6月份完成了该项目内支撑拆除动画模拟（共计1.5分钟）。通过BIM技术，对复杂节点进行详细建模，一方面通过模型的建立，对复杂节点的设计进行逆向验证，另一方面还可以通过三维模型辅助相关负责人进行技术交底，达到直观、高效、准确的施工交底效果，从而保证施工质量与进度。 同时通过视频的方式，可以将现场施工技术的亮点直观地展示给参观者，有利于宣传。

内部支撑拆除动画模拟截图

3.8.3 二维码的应用

如何将项目相关信息体现在一块展板中，如何结合现代化的管理理念和技术，如何让项目特色和亮点凸显出来。该项目采用二维码技术，以二维码为展示口展示项目信息，通过扫描二维码，即可获得所有项目相关信息，包括施工技术交底、项目效果图、项目介绍、项目图纸、项目施工方案、项目施工流程信息等，帮助项目人员在现场更快的获取所需信息，减少往返交通成本和时间成本，同时对项目部来说也是更直观的宣传。

二维码展示板

3.9 平台管理应用

工程管理数字化平台模型导入实际项目流程，以“数字化”和“参数化”为主要理念，持续提供实时项目信息，如技术方案、图纸、施工进度等，保持项目信息的高质量、可靠性和协同能力，实现BIM全生命周期管理。

3.9.1 信息共享

数字化工程管理平台实现电脑端和移动端信息共享，项目各方可根据权限和需求下载、上传相关文档、照片等文件进行协同管理，使项目人员能够在线协同办公，降低沟通和管理成本。

3.9.2 进度扣减

通过使用BE的进度模型模拟计划进度，可以为每个部分分配开始和完成时间，验证施工组织计划并减少实际施工期间可能出现的工作任务冲突。

3.9.3 协同管理

手机APP实时监控现场质量安全问题，并远程反馈至相关人员，提高现场管理协同效率，保证过程管理的闭环率和可追溯性。

3.9.4 检验管理

现场占地面积约38000平方米，总建筑面积78763.6平方米。污水处理厂高差较大，需要做好围护工作。为了更好地管控现场，结合BIM平台进行安全检查。

3.9.5 数据管理

在施工过程中，各类工程数据如质量保证数据、设计变更单、设备维护数据等可以与模型构件一一对应，并可在模型中快速搜索，形成数字化、结构化、可视化的BIM数据库。

3.9.6 信息管理

记录每个单独BIM组件在施工过程中的数据，并在完工后形成项目BIM数据库，以便您快速查看每个组件的相关施工信息和施工状态。

3.9.7 进度管理

利用LubaniWorks的沙箱模式，可以为每个组件分配施工工序、施工时间、完工状态，实现进度可视化，方便管理。同时可以统计任意时刻的施工进度情况，展示每个组件的施工状态。成本部门可以根据数据推算出当前进度的实际成本。

3.10 绿色文明施工

现场除配备洗车池、污泥池、雾炮等设备外，还对现场噪音、扬尘设备进行自动监测，当指标超标时，自动开启喷淋设施降尘。现场人员通过人脸识别进行实名登记，方便统计和管理，提高人员管理效率。

3.11 VR安全体验

项目建立了VR展示厅，将模型无缝快速融入VR平台，利用增强现实技术，通过VR技术模拟施工现场，激发项目经理对BIM应用的兴趣，增强体验者对BIM的了解。

4.效益分析

该项目自2019年4月启动BIM工作以来，生产效率大幅提高，材料及机械设备成本降低，为公司创造间接经济效益500万。

5. 总结

大沙地污水处理厂扩建工程是水务工程公司2019年以来首次采用BIM技术管理大型地下污水处理厂的试点项目。以BIM技术为核心的管理模式为该项目创造了至少500万的经济效益，得到了公司领导的肯定和赞扬，为公司今后的BIM应用奠定了良好的基础。目前，该项目已荣获金标杯一等奖、市政杯三等奖，支撑集团公司获得2项国家专利、1项广东省优秀QC小组荣誉。下一步将加强和提高BIM技术应用，引入BIM+项目管理模式，打造智慧工地，实现自动化、智能化、数字化、智慧化施工。