从“淮南师范学院信息实验楼工程”看四维一体数字化管理的质量管控优势

1.引言

在当前建筑行业日益复杂与精细化的发展背景下，传统施工管理方式在质量控制方面逐渐暴露出诸多弊端，在大型工程项目中表现尤为明显。质量标准执行难度大、现场检查覆盖面不足、成本控制不精准、安全与环保监管滞后等问题，严重制约了工程项目的整体履约效率与交付质量。为应对上述挑战，行业内逐步探索与应用以信息化手段为核心的综合管理体系，其中“四维一体”数字化控制管理系统应运而生，并展现出显著的工程管理效能。该体系通过将 BIM 技术、无人机巡查、成本管理平台与智能环保监测手段有机整合，构建出覆盖质量、进度、成本与安全环保四个维度的数字化协同机制，成为提升工程建设质量管控水平的重要抓手。本文以“淮南师范学院信息实验楼工程”为典型案例，探讨四维一体数字化管理体系在实际应用中的质量控制优势，为同类项目提供参考与借鉴[1]。

2.淮南师范学院信息实验楼工程概述

2.1 项目基本情况

淮南师范学院信息实验楼项目位于安徽省淮南市田家庵区淮南师范学院校内，由淮南师范学院投资建设，属于国有投资项目。工程于 2017 年 9月 30 日正式开工，2019 年12 月4 日顺利通过竣工验收，建设周期历时两年多。该项目总建筑面积达 41,057.1 平方米，其中地上建筑面积为 34,780平方米，地下建筑面积为 6,277.1 平方米，涵盖南楼、北楼与学术报告厅三大主体结构，总投资额超过 1.2 亿元人民币。作为淮南师范学院建校以来功能最齐全、结构最复杂的高层建筑，该项目不仅在空间利用与功能布局方面具有代表性，同时也是学校教学与科研硬件条件提升的重要标志性工程。

2.2 工程技术与结构特点

信息实验楼在结构设计上采用大跨度异形框架-剪力墙结构体系，具有结构复杂、荷载大、施工难度高等特点。项目建设高度重视建筑功能与结构安全的协同，采用高性能混凝土、钢筋桁架楼承板等现代建筑材料，并结合智能建筑理念设计设备安装系统。在结构布局上，各功能区域穿插密集，机电设备种类繁多，技术协调要求高，尤其在阀门、管道、桥架等安装施工中存在大量交叉作业和空间冲突，给施工组织与质量控制带来了显著挑战。同时，该项目还配备了多媒体教学、数据处理与实验分析等信息化基础设施，对施工精度与系统集成度提出了更高要求。

2.3 施工管理的复杂性与挑战

信息实验楼作为集教学、科研、办公功能于一体的高层综合性建筑，施工周期紧张、专业工种交叉密集、质量控制要求严格。在管理过程中，需同步协调结构施工、机电安装、智能化系统集成等多个专业工序，对施工组织与现场调度能力提出较高要求。传统施工管理模式难以满足其在质量标准统一执行、关键节点精准控制、复杂构件协调预装及全过程监控等方面的实际需要。此外，施工现场环保、安全与进度控制任务繁重，也对项目团队的管理能力与技术集成水平构成了极大考验。在此背景下，引入“四维一体”数字化管理体系成为该项目管理效率提升与质量保障的关键策略。

3.BIM 三维建模质量控制体系在淮南师范学院信息实验楼工程中的应用

3.1 多维度协同质量管控机制：高校复杂功能集成的破局之道针对淮南师范学院信息实验楼“教学-科研-实验”多元功能复合的特殊需求，项目团队构建“校方需求导入-设计协同-施工验证”三位一体的多维度协同质量管控机制：通过三方研讨将高校实验室通风换气次数、设备防震阻尼参数等多项功能指标转化为 BIM 模型可量化的质量控制参数，实现功能需求前置化嵌入；针对机电系统与精密仪器的高耦合性，利用 BIM 预演多专业施工顺序，提前解决设备管线与结构的空间冲突，提升管廊空间利用率；开发高校建筑专属质量验收模块，将行业规范与校方特殊要求转化为模型内置规则，施工中系统自动比对实测数据并触发精准预警，发现功能适配问题并在隐蔽工程前完成整改。该机制实现从“按图施工”到“按需求施工”的升级，为复杂功能集成的高校建筑提供质量管控范式[2]。

3.2 高精度预制拼装技术：复杂节点质量控制的创新实践

针对信息实验楼大跨度异形结构与高精度设备安装需求，项目团队构建“BIM 参数化设计-智能加工-动态校准”一体化预制拼装体系：通过 BIM 对弧形钢桁架、夹层玻璃幕墙等异形构件进行三维参数化建模，生成含加工精度、安装坐标的数字化工单驱动数控机床自动化加工，提高构件尺寸合格率；在构件表面嵌入 UWB 定位芯片，现场安装时通过终端实时采集坐标并与模型比对，配合 AR 可视化引导，使钢桁架支座标高偏差控制在 3mm 内，提升安装效率；为每个构件生成唯一二维码，关联全流程质量数据，实现“源头可查、责任可追”，预制复杂构件，快速解决安装偏差问题。该模式以“数字孪生+智能校准”突破传统工艺精度瓶颈，为高校复杂建筑节点施工提供质量可控的创新方案。

4.结论

淮南师范学院信息实验楼项目作为一项结构复杂、功能多元的大型公共建筑工程，充分体现了“四维一体”数字化管理体系在质量管控方面的实际成效。BIM 三维建模技术的系统性应用，不仅提升了施工质量的标准化水平，还有效优化了复杂结构的设计与实施路径，并推动了构件预制与现场施工的深度融合。通过全过程可视化、协同化和精细化管理手段，项目实现了施工质量、进度、成本与环保的协调统一，最终高质量通过竣工验收，并荣获安徽省“黄山杯”等多项荣誉，验证了数字化管理手段在实际工程中的显著优势与可行性。

该案例表明，在当前建筑行业向信息化、精细化转型的背景下，传统管理方式亟需通过数字化工具进行革新。四维一体管理体系提供了一种集成化的解决方案，能够有效应对多专业协同、多系统集成和高标准质量控制等工程难题。随着 BIM 等核心技术的持续发展，其在设计、施工及运维各阶段的融合应用将日益深化，为提高建筑工程整体质量水平和管理效率提供更为坚实的支撑。本项目的成功实践为今后类似项目提供了有力的参考和推广范式。

参考文献

[1]赵斯祥.分析工民建工程施工管理的弊端及应对措施[J].科技创新导报,2017,14(12):191-192.

[2]叶楚雄.BIM 施工管理应用方案[J].中国科技投资,2021(15):175-176.

[3]张明,张腾飞,白生锡.房建工程 BIM 施工深化设计研究[J].四川建材,2024,50(1):128-130.

姓名：薛翔，出生年月日：1973 年 12 月 27 日，性别：男，民族：汉，籍贯（具体到市）：安徽省蚌埠市，身份证号：340403197312270810，学历：大学，研究方向（或主要从事工作）：建筑工程施工管理。