该项目建设单位为上海城投水务工程项目管理有限公司，EPC总包为上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，运营单位为上海城投污水处理有限公司。在参建各方的共同努力下，借助BIM技术，2017年12月8日，石洞口污水处理厂升级改造工程提前42天通过竣工验收，实现零质量安全事故，一次验收率100%，标志着石洞口污水处理厂升级改造工程按时完成了政府下达的建设任务，并提前发挥作用。 项目最终荣获全国“创新杯”市政给排水最佳BIM应用奖、全国“创新杯”优秀总承包BIM应用奖、上海市文明工地升级示范工程、首届上海BIM技术应用创新大赛最佳工程奖等30余个奖项。

2.BIM技术应用概述

1. 项目范围

本工程主要内容包括：保证污水处理厂出水水质达到一级A标准所需工程措施、处理雨季合流水溢流所需工程措施。

2. 申请阶段

本项目采用BIM全生命周期应用。充分发挥BIM技术在信息集成、数据共享方面的价值和优势，基于BIM技术实现大型污水处理厂项目全生命周期信息化管理。在设计阶段，通过模型构建以及模型的深化设计过程，达到优化设计方案、提高设计成果质量的目的；在施工阶段，利用施工协同管理信息平台完成施工现场进度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，减少返工、变更造成的各类浪费，保障项目顺利竣工，最终完成竣工模型的交付；在运维阶段，运营单位可从竣工模型中提取管理所需的各类信息，助力提高设备设施信息查询效率，提高综合管理水平。

3. BIM技术实现目标

本项目应用BIM技术可以实现以下目标：充分发挥BIM技术在信息集成、数据共享方面的价值与优势，实现基于BIM技术的大型污水处理厂项目全生命周期信息管理。在设计阶段，通过模型构建及模型的深化设计过程，实现优化设计方案、提高设计成果质量的目标；在施工阶段，利用施工协同管理信息平台完成施工现场进度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，减少返工、变更带来的各类浪费，保障项目顺利完工，最终完成竣工模型交付。通过建设项目施工协同管理信息平台，加强施工过程中各业务环节的协同管理，通过BIM在项目全生命周期中的应用与研究，形成污水处理项目BIM技术应用管理体系框架，将本项目打造成为水务领域BIM技术与水务应用的标杆。

4.组织结构

本项目建设单位为上海城投水务工程项目管理有限公司，EPC总包单位为上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，运营单位为上海城投污水处理有限公司。建设各参建方均成立了由主要领导牵头担任组长的BIM技术工作小组，确保BIM技术在工程建设中有效应用。

3.BIM技术应用成果及特点

1. CBIM建设协同管理信息平台

本项目开发了CBIM施工协同管理信息平台，平台采用B/S架构，轻量化模型展示引擎，实现快速便捷的部署和模型浏览，包含进度规划、投资控制、质量管理、安全管理、设备管理、文档管理等多个模块，服务于施工全过程各参与方，充分挖掘BIM数据的价值，大幅提升施工全过程的管理效率和水平。

（1）时间表

协同管理信息平台施工进度管理模块投入使用后，利用协同平台实现现场施工进度与进度计划的协同管理，及时反馈现场施工进度偏差，发现施工进度延误的原因并及时采取纠正和补救措施。

同时，平台中的模型展示窗口可以通过给组件赋予不同的颜色来区分各个组件的施工状态。蓝色代表计划进度，橙色代表尚未开始施工的组件状态。如下图所示，是某一时刻反硝化深床滤池的施工进度，绿色代表该组件已经完工。

（2）投资控制

通过模型自动计算的工程量清单，结合造价信息，借助施工协同管理信息平台，实现工程投资管控。结合工程进度计划，基于模型计算出的更加可靠的工程量，帮助业主提前制定精准可行的投资计划，有助于管理者管控现场资金，降低财务风险，实现资金的最优化使用。

（3）质量管理

质量管理现在可以通过扫描施工现场张贴的二维码完成相应构件的质量验收，对不合格的构件进行整改，并将施工现场拍摄的照片上传到施工协同管理信息平台。通过协同平台进行现场各构件的质量验收，使质量管理更加便捷可靠。在提高施工进度可控性的同时，也保证了各构件的施工质量。

（4）安全管理

安全点模型上传至平台工作完成后，灭火器、配电箱等通过贴二维码标签的方式，利用施工协同管理信息平台与平台中的模型进行关联，通过手机扫描现场二维码即可将安全检查情况上传至施工协同管理信息平台，进一步提高了施工安全管理的可靠性和规范性。

（5）设备管理

设备管理模块主要用于设备采购的管理，在完成设备代码录入后，会生成包含设备代码、规格、数量等信息的设备统计表，用于设备采购。实践表明，通过平台完成设备采购可以保证此项工作的及时性和准确性。平台中的进度管理模块可以随时提醒当前进度和即将进入的施工阶段，保证设备采购的及时性。通过BIM模型统计出来的设备数量与设计方案一致，比手工统计的准确性更高，因此可以避免设备采购数量与工程要求出现偏差，从而保证设备安装工作更加顺利的进行。

（6）文档管理

施工项目日报每天定时上传至平台，所有项目成员均可查看工程进展情况。同时，需要传输共享的施工进度表、安全教育、任务核查附件、设计协调附件等相关资料也上传至平台，方便相关人员查看或下载。相比纸质文档的传输，通过协同平台管理工程文档，文档分类更加清晰，文档传输速度大大提高，文档调取更加便捷。

2.BIM技术在设计阶段的应用要点

在设计阶段，运用BIM正向设计手段对改造方案进行分析比较，对复杂密集型单元进行水力模拟计算、结构计算、冲突检测等，并进行实时设计同步优化审查及辅助出图，可大幅提高设计质量和整体效率。

（1）模型建立

创建整个厂区的几何实体模型，包括新建单体模型、厂区管线模型、场地模型。单体模型包括基坑支护子模型、结构子模型、工艺子模型。厂区管线模型包括厂区内既有管线和改建管线。场地模型包括厂区范围内的地形、道路、河流等，并使用简单的矩形块示意性表达既有建筑物。

在方案设计阶段，针对不同的设计方案建立模型，通过模型更加直观、全面的评估各方案的优缺点，并确定最终的方案。

随着施工阶段的进展，设计模型进一步完善，确保模型满足不同应用阶段的精度要求。对模型补充更小粒度的构件，如角钢、预埋套管、墙体开孔、素混凝土回填等；对原模型中粗略创建的构件进行修正和细化；对必要的模型构件输入详细信息，如增加墙体、板、柱、梁的材料信息，增加工艺设备的相关信息等。增加模型细化程度，使模型能够更加生动、充分地表达图纸信息，最终形成完成的模型。

为确保模型包含准确的设计信息，建立模型联合评审制度，在模型交付下游应用前，由项目负责的设计人员对BIM模型进行评审。

通过BIM集成软件将不同专业、不同实体、场地模型整合到一个模型空间中，提前模拟项目完成后的效果，展现设计方案在周边环境中的定位、项目的材料组成、设备组成以及水池结构内部复杂的几何结构与空间关系，方便项目各参与方的沟通与决策。

（2）碰撞检查

传统意义上的碰撞检查是设计师基于二维图纸，利用三维空间构思，检查不同专业之间的碰撞。当项目规模较大，涉及专业较多时，这种方式劳动强度大，而且发现碰撞问题后，各专业协商修改也较为复杂，是一种相对低效的工作方式，各专业很难做到协调一致。

本项目采用三维BIM模型，可以提早发现设计冲突，当不同专业模型整合到一个模型空间中时，模型之间的碰撞问题一目了然，不同专业人员可以基于模型进行沟通协调，尽快达成最佳修改方案。不仅为设计师节省了大量的精力，提高了工作效率，提升了设计质量，而且对于碰撞问题，也可以及时采取整改措施，避免项目施工期间的拆迁返工。

此外，本项目还应用BIM模型的碰撞检查功能，检查工程设备的空间设置是否合理，为管道设备安装预留了足够的运输通道和操作空间。

（3）流水线优化

本项目存在管线密集的地方，如醋酸钠加药间、氯气加药间等，这些地方的管线布置虽然遵循了一定的避让原则，但由于局部管线系统较多，不同系统管线相互交织，合理布置和施工仍有一定难度。

传统方法是用二维的CAD图纸来表达这些管线的走向和位置，一张图纸只能展现某一节段或局部范围内的信息，设计人员需要在大脑中将这些离散的横图、纵图、剖面图以及系统图进行加工，形成一个整体的立体概念。当各个系统的管线综合在一起时，就会显得比较杂乱，也比较难以准确掌握各个系统管线的布置和标高，也很难合理整齐地排列管线，方便施工。因此，传统的管线综合工作方式具有很大的局限性。

将管线模型与土建模型进行融合，整合三维模型的信息，方便修正不合理的管线布局。利用BIM技术的优化特性，可以对BIM模型中的管线布局提出优化方案并进行深度设计，从而更加清晰的解决以往施工中出现的问题，使管线布局的空间位置更加合理，整体看起来更加整齐。

（4）工程量统计

众所周知，工程量统计是工程建设过程中的一项重要工作，工作量大、耗时长、繁琐、要求严谨，不仅在勘察设计阶段需要计量工程量，而且在施工前、施工中、竣工时需要多次清点工程量，以控制工程进度、预算分项、最终结算等。

传统的工程量统计，预算人员需要从图纸上逐一统计工程量，然后分类列成表格进行统计，工作量非常大，如果设计方案经常变更，那就更加痛苦了。

本项目借助BIM工程量计算的优势主要体现在信息自动提取和信息联动两个方面。一方面，BIM模型中包含了建筑构件的几何信息和属性信息，借助BIM软件可以方便地、有选择地提取这些信息，形成统计清单，并在清单中进行分类计算，最终得到所需的工程量。另一方面，借助BIM软件自动统计功能生成的统计表，其中的信息始终与模型相关联。随着项目的不断深入，BIM模型不断跟进，其附加设计信息不断更新，统计表中的相关工程量也随之发生变化。这使得基于BIM的工程量统计顺利贯穿于项目建设的全过程，避免因设计变更等原因增加造价人员的重复工作量，也便于不同变更方案之间的经济比较，兼顾经济性和合理性，更加准确、快捷。

（5）模拟漫游

为了最大程度发挥BIM模型在工程项目中的价值，所有建成的模型将整合导入虚拟现实软件，打造1：1的虚拟现实环境，所有项目参与方均可对拟建项目进行虚拟模拟参观，直观查看和讨论项目建设情况。

本项目通过市场调研，采购了适合本项目的VR虚拟现实眼镜设备，对设备进行调试，并在项目设计阶段和施工现场将VR设备投入使用。首先将石洞口厂区模型文件发布为VR虚拟现实场景文件，设计人员、施工管理人员佩戴VR眼镜对厂区进行虚拟现实场景分析。

本发明通过沉浸式虚拟现实漫游浏览，提高了现场管理和会议沟通的效率。现场模型可以作为厂区内所有单体模型的集成容器，将创建的模型集成到同一个场景文件中，生成包括新建单体模型在内的整个厂区的VR漫游文件。通过VR漫游，可以更加方便直观地展示设计方案，有利于项目各参与方的沟通交流。

设计阶段，通过虚拟仿真漫游，设计师以第一人称视角在厂区内行走，沉浸式地观察项目设计的合理性，对管道碰撞问题进行直观检查，并对方案进行优化调整。

在施工阶段，参与各方均可利用虚拟仿真漫游观察工厂建成后的状况，从而更加清晰地了解项目的结构设计与施工、管道系统组成、设备安装位置等情况，加快施工现场的沟通效率，方便各方协同，提高现场管理和会议沟通的效率。

3.BIM技术在施工阶段的应用要点

在施工阶段，通过基于BIM技术的施工计划、进度模拟，对施工过程进行预先模拟分析优化，有效预测和避免施工过程中各种不利因素，大幅提高施工组织水平。

（1）施工方案模拟

通过模型模拟、优化，直观展示各结构物的施工工序，模拟过程可以充分考虑施工实施过程中可能出现的问题，避免复杂节点处交叉工序之间的相互干扰，将交叉工序的组织安排调整至最优状态，从而增加施工进度计划的参考意义和可操作性。

结合施工模拟动画与BIM模型完成施工简报，可有效提高沟通效率，确保按图按规施工。

配合施工现场模拟复杂节点的施工过程。由于闸门切换井施工过程相对复杂、特殊，施工注意事项较多，因此通过制作模拟动画的方式展示施工过程，体现出各工序的流程、流量、时间等。

塑料模板在施工现场的组装工序比较特殊，与以往常见的木模板不同，为了方便施工简报和现场沟通，塑料模板的零部件都经过专门建模，包括塑料模板本体、U型扣件、可拆卸端部、端部固定件、U型钢、螺丝等，并根据施工工序制作相应的模板组装模拟动画。

5.BIM技术在运维阶段的应用要点

在运维阶段，对BIM模型数据及协同平台业务数据进行梳理重构，结合工厂SCADA系统工控实时数据库及MES系统生产业务数据，为工厂运维信息系统提供全面的数据服务，并将BIM模型所承载的数据信息成功运用到工厂运维管理信息系统中。此外，本项目还利用Unity 3D引擎开发了基于BIM的运维培训互动系统，可结合VR技术采用3D游戏互动体验方式进行运维培训及操作模拟。

4.BIM技术应用优势及测量方法

1. BIM投资

本项目采用BIM全生命周期应用，充分利用BIM技术在信息集成、数据共享方面的价值和优势，基于BIM技术实现大型污水处理厂项目全生命周期信息化管理。在本项目EPC实施过程中，组建了包括设计、总包管理人员在内的实施团队，配置了图形工作站、建模工作站、模型浏览客户端站等硬件设备，将BIM技术理念融入到设计、采购、施工的全过程中。

2.BIM输出

在设计阶段，通过模型构建及模型的深度设计，达到优化设计方案、提高设计成果质量的目的。在施工阶段，利用施工协同管理信息平台完成施工现场进度管理、材料管理、安全管理，提高施工管理水平，减少返工、变更等造成的各类浪费，保障工程顺利完工，最终完成竣工模型的交付。在运维阶段，运营单位可从竣工模型中提取管理所需的各类信息，助力提高设备设施信息查询效率，提升综合管理水平。

3.综合福利

本项目将BIM技术贯穿于整个施工过程，项目实施前期制定项目级BIM应用标准对项目实施效果影响极大，从设计源头制定统一的BIM应用标准，后续项目实施过程中遇到的阻碍会少一些，后续采购、施工环节的BIM应用工作也会更加顺畅。设计阶段多种BIM技术的应用，有助于设计人员更好地优化设计，提高设计质量和效率。在施工阶段，通过“互联网+BIM”融合，自主研发“闪电扫描检测”创新技术，搭建协同管理信息平台，升级传统项目管理方式，推动本项目成功。

施工过程的顺利推进最终助力项目提前完工、圆满完成施工任务。

5.BIM技术应用的推广与思考

1.建设项目级BIM标准，促进数据标准化、统一化

在项目实施初期建立项目级的BIM应用标准对项目实施的成效影响很大，前期的项目标准越完善，后期项目实施遇到的阻碍就会越少，BIM应用工作也会越顺利的进行。

项目级BIM应用标准可能包括：BIM模型精度标准、BIM模型工作标准、BIM软件应用标准、BIM成果交付标准等。通过提前明确BIM模型精度标准，结合不同阶段的使用需求，可将模型深度确定在特定范围内，避免模型深度不足，产生“过度建模”的误区。在BIM模型工作标准中，需要统一规定BIM文件架构、模型文件命名规则、模型编码标准、模型拆分标准、模型坐标系、模型颜色标准等。在BIM软件应用标准中，需要统一规定各阶段的BIM应用软件、模型集成与数据交换标准、BIM施工协同管理信息平台规划等。在BIM成果交付标准中，应提前约定模型交付的内容、时间节点、精度标准等。交付前对模型进行检查，确保模型准确反映实际施工状态，必要时制定详细的模型检验规则。

2、结合“互联网+BIM”与“闪电扫描”技术，实现工程数据的高度集成和高效传输

“互联网+BIM”与“闪电扫描”技术结合应用，操作简便、推广应用方便，将工程实施过程中的质量、投资、进度信息进行集成，实现传统工作方式的升级转型。“互联网+BIM”与“闪电扫描”技术结合，打通线上线下管理线路，将工程建设全生命周期的工程数据高度融合、高效传输，实现工程建设的高效管控。

3.B/S架构的模型浏览引擎，实现模型信息多方共享

传统工程建设管理过程中出现的很多问题都是由于信息源匮乏、信息传递不及时、准确性不高造成的。信息共享是实现工程建设供应链高效运转的基础，通过信息共享可以降低工程成本，提高工程建设效率。

通过搭建协同管理信息平台，采用B/S结构的模型浏览引擎，各项目参与方无需安装特定软件，通过浏览器即可在线查看BIM模型，在实现多方模型信息共享的同时，通过在线模型浏览也保证了模型数据的安全性。

该项目首次将BIM构造协作管理信息平台成功地应用了BIM的全生生命周期应用程序。 onggang，taihe，Hongqiao污水处理厂以及其他省份和城市（例如深圳和长州），但也可以为水建设项目提供参考。