BIM是一个三维建筑数据库，能集成大量建筑信息，且具有高度可视化、数据化、信息化等特点，实现了工程项目管理模式的全面升级与革新。近年来，BIM技术在国内发展非常迅速，在许多大中型工程建设项目中，BIM技术都得到了成功应用。但目前BIM技术的应用主要还集中在民用建筑领域，在工业建筑中的应用还很少。本文结合广东三生制药有限公司在南方片区修建的质检高架仓库楼施工，探究基于BIM技术的工业厂房施工模拟与优化。

此质检高架仓库楼所在项目位于松山湖高新技术产业开发区信息路7号，红线用地南北长约236 m，东西宽约225 m，用地面积约为53 333 m2，建筑总面积75 350.38 m2。

8号质检仓库楼为框架结构（见图1），地下1层，层高为2.99 m；地上4层，首层层高为6.0 m,2层、3层层高为5.5 m,4层层高为5.550～6.094 m，大屋面层高为3.6 m，总高度为27.30 m。南侧高架库部分，地上1层，总高度为24.8 m。

图1 质检高架仓库楼模型图  下载原图

1）北侧部分为4层质检楼，涉及冷库、常温库、洁净房等土建、暖通、工艺等多专业交叉，南侧为单层24 m高架仓库，1/2为常温库货架储存区，1/2为大面积冷库，中间设置砌筑高墙及冷库板隔断，土建、消防、工艺等多专业交叉作业。

2）钢结构安装、消防管及风管安装在屋面KST板、24 m砌筑高墙施工完成后在室内进行施工，同时，施工外侧金属幕墙，最后，进行内侧冷库板施工及常温库高大货架安装，场内众多作业交叉，施工组织不当将造成工序混乱、场内交通不畅、长期使用大型机械等情况。因此，利用BIM对场内进行施工组织为工程施工重点及难点。

3）业主要求的工期非常紧，保证施工安全及施工质量是工程控制的重难点。

4）为防止大型机械与屋面梁下钢结构交叉作业时出现安全隐患，采用BIM辅助高架仓库钢结构施工。

5）对高大模板支撑架体进行BIM辅助设计，提前预演超危方案。

在工程中暖通风管、工艺设备管道、给排水管、气动专业等管道在质检高架仓库楼中布置错综复杂，且在原建筑设计图中没有完全把所有洞口表示出来，需进行二次深化设计，耗费大量人力物力，影响现场施工进度。各专业管道间也存在交叉碰撞现象，在现场施工中易造成返工、材料浪费等问题，不同专业管道安装过程中距离过近导致后期检修过程中拆改困难，无安全作业空间。应用BIM技术主要解决高架质检仓库楼多专业间不同管道、设备、线管的碰撞以及与砌筑、吊顶标高是否相互影响，工业设备的位置设置是否合理，检修口的设置是否合理、隐蔽便于后期维修人员施工等问题[1]。

因业主要求，需在高架库屋面梁底设置设备夹层，夹层高度为22 m，第一种方案采用梁侧对穿焊接吊杆，安装水平槽钢形成设备夹层（见图2）；第二种方案采用机械扩底后置钢板焊接加肋板，安装钢梁，平铺C形檩条，形成设备夹层（见图3）。2种方案成本接近，第一种方案工程量大、安全风险高、工期长；第二种方案工程量小、安全风险可控、工期短。通过BIM模型可以达到可视化、精细化方案准确对比要求，有效保证施工方案的完善性与整体性。

图2 高架仓库钢结构布置方案一  下载原图

图3 高架仓库钢结构布置方案二  下载原图

质检高架仓库楼的施工组织与实施按照先地基与基础，后结构，再建筑，装饰装修开始时同时进行外立面金属幕墙板龙骨安装，下一步安装KST预制屋面板，挂外立面金属幕墙板，安装高架库钢结构梁，高架库冷库板，最后安装放置高架常温库货架，其中，穿插施工制药间金属壁板、耐火纸面石膏板、玻璃隔断、金属及隔音板吊顶、机电管道安装、制药设备吊装、传送带基础安装等。质检高架仓库楼多专业管道分五横四纵非正交式分布网状布置，呈平面、立体交叉状态，各业态作业面交织在一起，涉及多个分包作业，施工条件非常复杂。施工组织前，需要解决施工流水段衔接困难、材料运输困难大、场内重型吊装设备及高空车多导致场内交通拥堵等问题。

施工组织与实施关键点为：（1）施工工序与施工流水段的合理分解；（2）垂直运输的方案选择；（3）水平运输的动态控制。

地下管廊、独立基础、机电管线、工艺设备、内外墙板等，从施工开挖至分段分层施工上工序复杂、相互重叠。对此，采用“先深后浅、从底往上”的施工工序控制原则。根据其分布特点以及现场临时道路情况，将施工区域进行分区。根据各个施工区段完成情况在模型内标注不同颜色，初步安排施工区段模拟的施工顺序，从而更直观、更动态地反映工程进度情况，便于及时纠偏。

确定施工区域先后次序后，对整体施工组织进行设计，更细致地划分施工区，保证各工序间衔接施工有序进行。每段劳动力需要根据每日计划进程进行资源调配，以免造成窝工或劳动力积压情况出现。

1）采用BIM模拟施工，对高架仓库腰梁模板支撑施工提前进行预演，排查具有一定危险性的工程安全隐患。分段施工，评估其对道路的影响情况，制定施工顺序，保证至少有1条道路与施工通道可以正常通行。

2）空间内地下结构施工采用单向车道运输管理，根据施工材料机械入场需求，按时段安排进入时间、停留时间、出场时间，保证施工道路畅通有序。

3）每日对现场材料进行收盘统计，根据次日模拟施工工程量，确保材料是否充足，避免在行车时间段外出现补料情况，造成交通阻塞[2]。

在水平道路限制下，垂直运输也会受到影响，布置汽车吊、泵车等难度较大。塔式起重机相比汽车吊具有占地较小、覆盖范围广的优势，垂直运输设备初步方案优先考虑使用塔式起重机。塔式起重机在限定空间内布置，需要考虑以下3点：（1）避开地下连廊，布置时尽量使其覆盖范围广；（2）室内空间高度为24 m，对塔吊基础深度要布置合理，避开室外管廊结构；（3）塔吊大臂不能与下部结构相碰撞并且要在4 m以下，大臂端部距质检楼小屋面内侧的女儿墙操作架距离至少1 m以上[3]。

通过BIM技术辅助屋面KST板吊装分析，对屋面板吊装作业进行了有效组织，具体优势体现在以下3个方面：（1）降低了外金属幕墙龙骨吊装作业与屋面板吊装时的碰撞风险；（2）加快了屋面板吊装进度，提前进行了穿插填缝作业；（3）节省了材料，使所有设备安装均一次成功，除业主变更或额外要求外，无多余拆改现象，现场外金属幕墙龙骨及墙板、收边件安装基本无拆改，节省了大量材料（见图4）。

图4 高架库金属幕墙外板  下载原图

由于制药厂质检仓库楼工艺复杂，在施工组织、设备安装、各专业协调、开挖顺序及深度等方面均存在很大的施工难度，丰富的现场施工经验此时也不能起到很好的作用，施工时会遇到各种突发情况导致工期延缓。利用BIM可改进机电管道及结构碰撞问题，避免施工时出现问题，且对实际布置标高一目了然。进行深化设计时，有效采用BIM四维进度模式规划了其整体结构、装修施工顺序，劳动力投入情况，模拟外墙岩棉夹芯板，冷库保温板，货架施工。本文主要针对BIM在制药厂复杂工艺、多专业条件下辅助施工时的特点、应用点进行了总结，希望对后续类似工程提供了经验及参考案例。