論4D施工管理系統(tǒng)在水利施工中的應(yīng)用研究

■張鶴冉，趙國(guó)富

■1.河南省泌陽(yáng)縣宋家場(chǎng)水庫(kù)管理局，河南 駐馬店 463000;2.駐馬店市水利工程局，河南 駐馬店 463000

1 傳統(tǒng)弊端

1.1 環(huán)境影響大

水利施工不同于不同工業(yè)建筑，其選擇的建筑地質(zhì)多為遠(yuǎn)離人群聚居地，且地勢(shì)高低落差較大的水域或者山川。由于其建造地址的特殊性，導(dǎo)致其在施工過(guò)程中受地質(zhì)、水文、氣象等外部環(huán)境影響較大，帶給其極不穩(wěn)定的施工條件。因而對(duì)于水利工程而言，為嚴(yán)格控制與管理施工過(guò)程，保證施工質(zhì)量，應(yīng)比一般的工業(yè)建筑更加注重對(duì)外部環(huán)境的檢測(cè)與預(yù)估能力，因此運(yùn)用一般工業(yè)建筑的方法是不合理且無(wú)法滿足，水利工程施工建設(shè)需要的。

1.2 投資大，周期長(zhǎng)

現(xiàn)代的水利施工項(xiàng)目是一種大型水利建設(shè)，其不僅需要巨大的資金投入，而且對(duì)參與人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與能力的要求也是極高的。但是由于其施工周期較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間的施工過(guò)程中會(huì)遇到很多無(wú)法控制的事情，因此控制水利施工建設(shè)項(xiàng)目的資金投入的難度不斷提升。另一方面，由于水利工程多建設(shè)在偏遠(yuǎn)且交通不便的區(qū)域，因而給材料采購(gòu)，設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)等帶來(lái)極大的不方便，在此情況下，其對(duì)于交通運(yùn)輸就需要投入比一般工業(yè)建筑更多的資金。這些都對(duì)水利項(xiàng)目管理的成本控制環(huán)節(jié)提出了很高要求。

1.3 人員冗雜，難管理

水利施工工程，施工過(guò)程較復(fù)雜，需要很多種類(lèi)的工種相互配合。比如土建、鋼筋、高空作業(yè)、爆破、防水、水下作業(yè)等技術(shù)工作和特殊工作。在水利施工工程中，對(duì)施工班組安排，交叉并且復(fù)雜，如果不好好對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，則很容易使管理與施工陷入混亂的狀態(tài)。一旦管理混亂，那么對(duì)工序的安排則會(huì)出錯(cuò)，班組之間在施工過(guò)程中就會(huì)發(fā)生沖突等等問(wèn)題就會(huì)接二連三的出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)施工的質(zhì)量與進(jìn)度產(chǎn)生負(fù)面影響。這種由于人員冗雜，帶來(lái)的難以管理的問(wèn)題，需要進(jìn)行水利施工管理的單位或者部門(mén)對(duì)班組關(guān)系進(jìn)行一個(gè)有序且高效的樹(shù)立，對(duì)公共順序等方面進(jìn)行合理的安排，這就對(duì)水利施工建設(shè)在此方面提出了高于一般工業(yè)建筑的要求。

1.4 危險(xiǎn)性高

在水利施工過(guò)程中，存在很多為危險(xiǎn)因素［1］。一方面在水利施工過(guò)程中，爆破、隧道開(kāi)挖、水下作業(yè)、高空作業(yè)等本就是危險(xiǎn)系數(shù)極高的作業(yè)工種，其危險(xiǎn)因素在于不僅是本身就具有高危險(xiǎn)性，如果管理和監(jiān)督上出現(xiàn)微小的失誤也會(huì)帶來(lái)極大的危險(xiǎn)性。另一方面是由于其所處地理環(huán)境的特殊性，水利施工建設(shè)工程在選址是多選擇偏遠(yuǎn)、交通不便的地區(qū)，因此醫(yī)療衛(wèi)生條件有限，如果在水利施工過(guò)程中不慎發(fā)生安全事故，或者在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生交通事故，那么對(duì)于人員救治相對(duì)而言就會(huì)比較困難，因而水利施工過(guò)程中的安全管理安全管理是其十分突出且受到國(guó)家相關(guān)部門(mén)高度重視的一個(gè)環(huán)節(jié)。

2 4D施工管理系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 實(shí)行進(jìn)度管理

通過(guò)4D施工管理系統(tǒng)對(duì)水利工程項(xiàng)目施工進(jìn)行4D施工過(guò)程模擬中，可以動(dòng)態(tài)管理施工進(jìn)度。水利工程管理人員可以控制和調(diào)整施工進(jìn)度，圖形界面中的4D模型會(huì)隨著系統(tǒng)中的施工進(jìn)度計(jì)劃的修改，而發(fā)生變化，之后統(tǒng)計(jì)結(jié)果與4D顯示圖像會(huì)自動(dòng)更新。4D進(jìn)度管理包括對(duì)比進(jìn)度、調(diào)整計(jì)劃、進(jìn)度追蹤以及進(jìn)度分析等功能。進(jìn)度對(duì)比是指將錄入的施工實(shí)際進(jìn)度信息，與計(jì)劃進(jìn)度對(duì)比分析。實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度的不同對(duì)比情況用不同顏色的圖形表現(xiàn)，具體包括未輸入、準(zhǔn)時(shí)、推后以及提前四種狀態(tài)，使施工進(jìn)度一目了然。進(jìn)度調(diào)整則是通過(guò)連接項(xiàng)目管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，從而改變圖形界面中的4D模型。進(jìn)度追蹤功能可以按照規(guī)定的日期，跟蹤工程的施工段或WBS節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行情況，并且可以根據(jù)計(jì)劃和實(shí)際百分比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)［2］。進(jìn)度分析功能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)施工進(jìn)度的詳細(xì)信息，并用列表的方式將施工段的具體狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)，用圖與數(shù)字的形式對(duì)不同狀態(tài)的施工段的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 進(jìn)行過(guò)程模擬

將4D施工管理系統(tǒng)應(yīng)用在水利工程項(xiàng)目施工中，可以用動(dòng)態(tài)的三維模型將水利工程的實(shí)際施工情況以及進(jìn)度展現(xiàn)出來(lái)，使其形成4D動(dòng)態(tài)模擬。工程管理人員可以通過(guò)直接控制4D模擬過(guò)程，將具體的天、周、月設(shè)定為為時(shí)間單位［3］，并以此為依據(jù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行順序以及倒序模擬。三維視圖中不同的施工狀態(tài)用不同顏色的模型代表，用指定的WBS顏色顯示已完成的構(gòu)件。工程管理人員可以通過(guò)4D施工過(guò)程模擬，了解水利施工各個(gè)階段詳細(xì)施工情況。可以比較各種施工方案，最終選擇操作性較強(qiáng)的施工方案。

2.3 管理動(dòng)態(tài)資源

通過(guò)應(yīng)用4D施工管理系統(tǒng)可以將水利工程項(xiàng)目的資源需求、三維模型以及施工進(jìn)度相結(jié)合，從而在施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)消耗資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。動(dòng)態(tài)資源管理是指材料人力、以及器械的管理和工程量統(tǒng)計(jì)［4］。人力、材料以及器械的管理功能可以自動(dòng)計(jì)算水利工程項(xiàng)目的人力、材料以及器械的消耗量和成本，并可以將資源在不同的施工階段的需求計(jì)算出來(lái)。工程量統(tǒng)計(jì)功能可以通過(guò)施工的實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度準(zhǔn)確計(jì)算出施工單元、各個(gè)WBS節(jié)點(diǎn)以及整個(gè)工程的工程，最后采用統(tǒng)計(jì)圖的方式將其完成情況進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)。

2.4 查詢施工屬性

4D施工管理系統(tǒng)運(yùn)用在水利施工過(guò)程中可多個(gè)施工屬性進(jìn)行查詢，水利工程項(xiàng)目的管理人員可以通過(guò)其收集施工過(guò)程中的相關(guān)信息，比如資源、質(zhì)量、進(jìn)度等進(jìn)行綜合分析進(jìn)而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。其具體有以下幾個(gè)功能［5］:對(duì)于水利施工工段或者構(gòu)件，可先在建立的3D模型中選擇出來(lái)，并在視圖中進(jìn)行放大，并且可采用多視角進(jìn)行三維瀏覽;對(duì)于3D模型可以通過(guò)不同的角度和不同的試圖對(duì)進(jìn)行全方位查看;對(duì)于施工項(xiàng)目的詳細(xì)信息，可以通過(guò)分析WBS節(jié)點(diǎn)、施工段等，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，詳細(xì)信息具體包括資源用量和成本、質(zhì)檢表、施工單位、施工時(shí)間、施工工序、工程量以及結(jié)構(gòu)類(lèi)型等。通過(guò)對(duì)施工信息和工程構(gòu)件的實(shí)時(shí)查詢，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程項(xiàng)目施工的可視化管理。

3 結(jié)語(yǔ)

水利施工是關(guān)乎民生的重要工程，其建設(shè)過(guò)程不僅要關(guān)注其效率更要關(guān)注其質(zhì)量。隨著水利工程的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)施工管理方式已經(jīng)無(wú)法滿足其在質(zhì)量方面的額需要。將4D管理系統(tǒng)應(yīng)用到水利施工中，有助于時(shí)間對(duì)建筑施工全方位的管理與控制，保障水利工程的質(zhì)量。

［1］蘇麗萍，文龍，馬軍紅.論4D施工管理系統(tǒng)在水利施工中的應(yīng)用研究［J］.世界家苑，2013，6(13):13 －14.

［2］陳巍.4D施工管理系統(tǒng)在黑龍江水利施工中的應(yīng)用研究［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011，17(11):123 －124.

［3］溫麗春.水利施工管理中4D施工管理系統(tǒng)的應(yīng)用分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，6(16):231 －232.