一、项目概况

新建鲁南高铁曲阜至菏泽段是山东省“三纵三横”城际铁路网第三横南通道的重要组成部分，承担大部分鲁南地区之间以及鲁南地区与山东省内的城际客流，同时承担部分山东省主要城市与中西部地区主要城市之间的长途客流。线路总长160.75km，设计行车速度为350公里/小时。建设工期3.5年。现阶段已完成全部线下工程及架梁施工，正在进行铺轨施工。在项目实施过程中，依据铁路BIM联盟相关标准，搭建了BIM信息化协同管理平台，基于BIM技术进行进度、安全、质量、物资等管理，实现了各参与方的协同共享，保证了施工质量，提高了建设管理效率，同时为运维提供信息交互数据基础。

二、实施方案

BIM技术应用范围广泛，涉及到的专业和知识众多，需要统筹规划。将BIM技术作为工程项目的管理和技术手段，能够实现提升设计质量、提高施工效率、缩短建设工期和节约工程投资等目标，为后期工程验收、运营维护、技术改造等提供借鉴。结合本项目的具体需求及铁路项目BIM实施经验，制定了本项目的BIM技术应用实施方案。

1、制定BIM标准及管理制度

搭建BIM标准体系，包括技术标准、应用标准、管理标准，并形成基于标准的建设管理制度。基于建立的BIM标准，规范统一模型信息标准和模型交互标准，规划各专业设计信息、项目管理、BIM协同管理平台信息交换的范围、内容、格式要求等，以满足各应用系统的功能要求。

2、策划建设管理各阶段BIM应用场景

策划各种基于BIM的应用场景和智能化实施方案。提供BIM全生命周期应用场景的策划，分析BIM应用的投入与产出情况，形成咨询报告，保障BIM应用价值最大化。

3、BIM信息化协同管理平台开发与建设

根据项目管理的对象以及内容不同，将BIM协同管理平台划分为企业级管理应用、项目级管理应用。通过统一部署、分级管理的模式，利用日益成熟的BIM技术、GIS技术、物联网、互联网、大数据、云计算、AI等信息技术，打通数据壁垒，强化数据应用和数据驱动能力，积极推动企业数字化转型，提升企业的运行效率，同时结合其它新技术、新材料、新工艺，实现项目的智能建造和智能运维。

4、为项目各参与方提供BIM应用培训

针对BIM标准体系进行宣贯、解读。将项目中涉及的BIM软件进行由浅入深、富有层次性的培训，对参建方进行BIM平台使用培训。

5、分阶段总结BIM成果

针对设计阶段提交的BIM成果，进行BIM审核以及优化和提升，审核工作以BIM模型交付标准和应用标准为依据，审核要点包括但不限于图模一致性、模型精度等是否满足模型交付要求，设计阶段BIM应用是否满足模型应用要求等。通过BIM审核保证BIM模型和应用移交精度和深度。并为施工阶段、竣工阶段模型提供审查，以保证模型和实体一致性、模型属性和信息的完整性。

6、建设项目BIM元件库、工艺工法库

BIM元件库是工程数据信息的基本载体，建立项目BIM元件库，为全过程参与项目的各实施方提供统一的构件基础，保证模型数据在不同阶段、不同线路实施的一致性。基于BIM管理标准工艺、标准工法，形成工艺工法库，对施工所需的工艺工法进行仿真，为施工阶段通过平台开展可视化交底提供基础。

三、应用成果及效益

1、BIM技术应用

（1）BIM+GIS应用

三维GIS平台可以将多源异构的地理信息数据整合到BIM协同管理平台，直观展示沿线宏观地理环境信息。本项目通过将带有构件微观信息的BIM与GIS结合，最大程度发挥BIM应用价值，通过三维GIS技术从宏观走向微观，实现精细化、一体化管理。同时，基于BIM+GIS的可视化技术将传统二维施工蓝图进行三维方案展示，避免信息遮盖和丢失，在生产效率、配合沟通、方案优化等方面都有一定的促进作用。

图1 BIM+GIS技术应用

（2）场布规划

项目现场工序复杂，机械较多，场布变换频繁、各工种穿插进行，且场地受限，运用BIM技术对现场平面进行科学、合理的布置，减少现场材料、机具二次搬运并避免环境污染。

图2 项目BIM场布规划应用

（3）碰撞检查

通过钢筋BIM模型校核施工图，进行钢束与钢筋之间碰撞检查，并提交钢筋明细表及设计校核报告，辅助进行设计深化，并对施工人员进行三维可视化交底，将每一处碰撞点展现并标注位置，其中仅在QHTJ-4标段洙赵新河特大桥跨新兖铁路(48+48) mT构转体施工工点，校核出0、1、1’号块钢筋类型、数量错误18处，钢筋碰撞问题17处。项目通过BIM进行碰撞检查为工程节省大量的物料和人力资源，有效提高了施工质量。

图3 BIM钢筋碰撞检查

（4）设计交底

对于重难点、节点复杂、存在安全质量隐患的部位，通过虚拟仿真进行施工全过程模拟，将施工工艺、施工顺序及施工过程中需注意之处详细说明。提高工作效率、节约工程成本、缩短工程工期、提升工程品质。

图4 三维设计交底

鄄郓河特大桥圆端形实体桥墩墩帽钢筋通过BIM技术建立钢筋模型，因墩帽钢筋规格型号较多，钢筋长短不一，在有限的模板空间内绑扎比较困难，通过虚拟仿真的形式形象的演示了正确的绑扎施工方式和运输安装路径，使技术工人接受更为直接、真实。

图5 BIM三维设计交底

（5）重难点工程应用

重点工点48m节段梁施工，属于国内高速铁路项目施工中首次采用胶拼简支节段箱梁结构项目，也是铁总推行胶拼节段梁的试点工程之一。结构新型、施工难度大、科技含量高，项目施工中将BIM技术和信息化系统引入节段梁生产过程，实现节段梁施工标准化、管理智能化，通过BIM技术有效提高各参与方沟通效率，该项目减少施工过程中的变量约3%，节约项目成本约5%，有效节约项目工期近45天。

图6 BIM重难点工点施工应用

（6）跨营业线施工

基于GIS+BIM模型准确模拟现场施工安全限界，辅助优化施工方案，在施工前制作虚拟仿真对施工人员进行施工交底，有效保证施工质量及安全。

图7 BIM跨营业线施工应用

2、信息化协同管理平台应用

为加快推进鲁南高铁曲阜至菏泽段工程建设施工进度，结合建设单位的管理业务和施工过程中的管理需求，在该项目搭建了BIM信息化协同管理平台，平台实现了可视化进度展示，设计、施工信息化与模型的挂接功能，具有进度管理、安全质量管理、物资管理、大型机械设备等模块，为提升建设单位铁路建设管理水平、支撑精品工程创建提供了实践经验。

图8 项目信息化平台

（1）进度管理，利用现场编制的进度计划，将BIM模型与导入的计划匹配，进行施工模拟，辅助编制进度计划。通过录入实际进度模型，与计划进度模型进行对比分析，实时进行计划纠偏，对施工组织进行合理优化。

图9 信息化平台进度管理

（2）安全质量管理，平台通过扫描构件二维码或直接选择相关构件进行BIM+GIS模拟定位，点击新增项进行安全质量描述和照片上传，实现BIM模型与

安全质量问题的关联。同时可利用移动端将现场发现的问题拍照并在模型中进行定位标记，对发现的问题进行责任人分派并实时跟踪问题处理状态，提高沟通效率，保证现场问题解决的及时性和准确性，以加强对施工过程的质量控制。

图10 信息化平台安全质量管理

（3）物资管理，通过信息化平台与现场物资计划管理无缝对接，简化了各单位物资计划流程，实现了无纸化办公、加快了工程建设效率。各施工单位在平台中上报物资计划，如上报错误，信息化系统及时发现并警报，建指物资部紧急召回计划，以保证设计用量、招标数量、使用数量环环相扣，确保材料不浪费，技术规格准确无误，经统计，该项目直接挽回经济损失约1550万元。

图11 信息化平台物资管理

各供应商和各施工单位在信息化协同管理平台中填写各类物料信息并生成每个物料的唯一身份二维码信息，并粘贴在各类物资上；通过信息化技术扫描二维码对物资的生产信息、进出场信息、使用信息得到快速了解，对物资的质量随时随地查看，发现质量问题的物资立即处理，避免造成物资损坏无法正常使用导致工期延误。

3、 经济与社会效益

通过BIM技术将铁路工程建设管理与集成化、信息化管理相结合，提升建管协同效率、提高各参建方的工作效率，进而实现铁路工程建设的整体效益；同时为铁路建设提供现代化管理手段，推动智能铁路建设。

本工程BIM技术应用取得的经济与社会效益主要包括以下几点：

（1）利用BIM技术在桥梁、路基等铁路站前专业进行钢筋碰撞、接口碰撞等设计优化工作，通过进行施工模拟，提前发现设计、接口问题，提高项目管理效率，提升经济效益。

（2）综合考虑风险源，在重点及高风险工点提前通过BIM模型进行施工模拟，通过融合GIS等现场数据，综合对比、优化营业线施工方案，保障施工安全。

（3）融合工程数据形成项目全方位信息，为后期模型、隐蔽工程数据等信息移交运维提供数据基础。