試論高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

王文海

摘 要： 如今，我國高速公路工程建設(shè)發(fā)展迅速，以往高速公路建設(shè)已經(jīng)落后現(xiàn)代高速公路建設(shè)發(fā)展要求，存在諸多問題，有待進(jìn)一步優(yōu)化。隨之而來的是：BIM技術(shù)的應(yīng)用，為高速公路建設(shè)提供了新的發(fā)展契機(jī)。就此，筆者結(jié)合實(shí)踐研究，就高速公路工程建設(shè)中對BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞： 高速公路；工程建設(shè)；BIM技術(shù)；應(yīng)用實(shí)踐

BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了高速公路工程建設(shè)資源分享，提高公路建設(shè)管理信息程度，提升工程質(zhì)量。BIM技術(shù)是三維數(shù)字技術(shù)條件下集成高速公路建設(shè)內(nèi)不同施工時期的數(shù)字化模型品；同時，融合數(shù)字化技術(shù)代表施工功能特點(diǎn)。另一方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠建立建筑信息模型，立足于方案優(yōu)化、數(shù)據(jù)搜集、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等多方面展開施工，有助于提高公路建設(shè)施工質(zhì)量。

一、BIM技術(shù)在高速公路建設(shè)中的優(yōu)勢

（一）施工設(shè)計(jì)的應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路施工設(shè)計(jì)中，能夠確保施工投標(biāo)計(jì)劃科學(xué)且為工程交接提供便利條件，為高速公路建設(shè)提供清晰、簡單的公路施工計(jì)劃，有助于增加施工效益。另一方面，工程建設(shè)中融入BIM技術(shù)使工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了可視化，能夠?qū)こ谈鳝h(huán)節(jié)精細(xì)化分析，尤其是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化分析，提高了工程質(zhì)量。從而確保施工設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理，為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。

（二）施工過程的應(yīng)用

高速公路施工能夠把施工的三維信息和具體建筑資料融合構(gòu)建模型，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場施工資源信息的有效融合，模擬施工全過程確保設(shè)計(jì)師結(jié)合模型設(shè)計(jì)施工流程，確保施工規(guī)范化并及時發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題。另一方面，公路施工時通過BIM技術(shù)把四維的拌合站模擬與模型資料融合，避免重復(fù)施工。這樣一來，有效節(jié)省了人力資源、物力資源，節(jié)約了安裝時間。

（三）施工協(xié)調(diào)管理

公路施工階段，利用BIM技術(shù)可以將各工區(qū)管理有效的連接，便于施工人員交流。BIM技術(shù)的應(yīng)用完善施工管理內(nèi)的進(jìn)度設(shè)置，防止施工交錯與影響施工的順利進(jìn)行，提高管理效率，提高施工協(xié)調(diào)管理效率。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用也便于施工人員、技術(shù)人員了解施工狀態(tài)，從而做好各類安全設(shè)計(jì)與管理，模擬現(xiàn)場施工提升現(xiàn)場施工安全性。

二、BIM技術(shù)建設(shè)高度公路的應(yīng)用

筆者以某高速公路施工為例，該項(xiàng)目在AK800+AK1250段，隧道襯砌段2000m，層高低于1.5m，各層最佳窗口數(shù)量為4個，凈空不可低于45cm*45cm。拱頂位置留出2--4個注漿孔。在隧道襯砌施工時選擇BIM技術(shù)且根據(jù)具體施工組織特征選擇BIM技術(shù)，借助BIM的CATIA建模系統(tǒng)設(shè)計(jì)隧道3D設(shè)計(jì)平臺。同時，編訂簡單的隧道襯砌設(shè)計(jì)流程，凸顯BIM技術(shù)作用影響，提升施工質(zhì)量與效率。

（一）完善高速公路BIM技術(shù)思路

BIM技術(shù)和隧道工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以通過BIM技術(shù)進(jìn)行公路隧道3D設(shè)計(jì)，模擬隧道模型展開結(jié)構(gòu)、碰撞研究。施工企業(yè)經(jīng)過對BIM技術(shù)分析展開動態(tài)控制且根據(jù)模型引導(dǎo)施工、對可能出現(xiàn)的問題預(yù)設(shè)、研究經(jīng)濟(jì)投入，完善施工管理。在后續(xù)運(yùn)行與保護(hù)中經(jīng)過BIM技術(shù)設(shè)計(jì)從而為模型提供借鑒，分析后續(xù)施工可能會發(fā)生的問題制定解決方法。

（二）公路施工設(shè)計(jì)

公路建設(shè)與BIM技術(shù)融合在隧道施工設(shè)計(jì)中便于掌握隧道周圍圍巖狀態(tài)，同時結(jié)合施工現(xiàn)場斷面狀態(tài)規(guī)劃支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工狀態(tài)。具體施工過程中通過現(xiàn)場圍巖承載力提高襯砌施工強(qiáng)度，確保穩(wěn)固性，為后續(xù)高速公路施工奠定基礎(chǔ)。結(jié)合隧道應(yīng)用要求與材料，襯砌斷面可以分為直強(qiáng)式與曲墻式襯砌斷面。

（三）BIM技術(shù)施工模型建立

BIM技術(shù)應(yīng)用在公路建設(shè)中有著重要作用，經(jīng)過調(diào)用BIM技術(shù)工具平臺CATIAVR21，利用VB6.0對CATIA V5R21展開二次研發(fā)，設(shè)計(jì)簡單的隧道襯砌模型。系統(tǒng)作用要求是在用戶搜集資料信息后獲得了隧道襯砌設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，隨后；將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)錄入從而獲得相關(guān)的三維模型，避免的繁瑣復(fù)雜的設(shè)計(jì)流程。同時，提高了設(shè)計(jì)效果且為后續(xù)設(shè)計(jì)更改創(chuàng)造條件。

（四）完善隧道施工襯砌

隧道襯砌斷面設(shè)計(jì)頁面中，相關(guān)人員把設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸進(jìn)文本格式中，建立襯砌。結(jié)合仿真模型得出隧道施工環(huán)境復(fù)雜，一般會應(yīng)用復(fù)合式襯砌，在直墻式襯砌、曲面襯砌構(gòu)建復(fù)合式襯砌從而提升隧道工程效果。鑒于此，在具體使用時僅需要調(diào)整模型庫資料信息就能夠達(dá)到復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，提高公路隧道襯砌施工效率，有著較強(qiáng)的應(yīng)用性特點(diǎn)。

（五）施工方案的設(shè)計(jì)

第一，工程管理人員借助BIM技術(shù)設(shè)計(jì)施工計(jì)劃，其過程中能夠清楚的看到公路施工時不同施工時間階段和施工流程的交錯，有助于提升公路施工質(zhì)量，增強(qiáng)施工穩(wěn)定性。BIM技術(shù)能夠?qū)⒕唧w公路施工展示出來，技術(shù)人員可以找出施工中存在的問題與關(guān)鍵階段，提前做好控制與處理。同時，編制精細(xì)化的公路建設(shè)施工目標(biāo)，確保公路隧道施工的有效進(jìn)行。

第二，施工時通過BIM技術(shù)也有助于現(xiàn)場全面檢查，避免出現(xiàn)遺漏，保證施工安全。模板安裝應(yīng)穩(wěn)定、連接密實(shí)不可有漏漿問題。末班臺車走行軌III級圍巖段，設(shè)施在底板墊層面中，V級圍巖段適合埋設(shè)在混凝土面中。

第三，BIM技術(shù)構(gòu)建隧道襯砌施工現(xiàn)場，具有可視性特點(diǎn)便于設(shè)計(jì)師掌握施工進(jìn)度狀態(tài)；同時掌握施工時易出現(xiàn)問題的影響因素制定解決對策。這樣一來，讓施工變得更加順暢，便于各部門交流。

三、BIM技術(shù)在高速公路建設(shè)的影響

高速公路設(shè)計(jì)時通過BIM技術(shù)可以把公路元素有效轉(zhuǎn)為數(shù)字化構(gòu)件，把公路施工的各環(huán)節(jié)拆分為不同單元建立虛擬化模型，為后續(xù)施工提供便利條件具有重要影響。BIM技術(shù)的融入也能夠構(gòu)件現(xiàn)實(shí)公路特征的虛擬數(shù)字化公路工程建設(shè)施工模型，同時在模型內(nèi)得出設(shè)計(jì)空間狀態(tài)，保證施工數(shù)據(jù)治療有效性。此外，BIM技術(shù)貫穿于整體工程，立足于工程設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)、運(yùn)行等多方面，能夠在各環(huán)節(jié)中處理信息段層問題，起到監(jiān)督與管理作用。高速公路建設(shè)使用BIM技術(shù)也能夠加快施工進(jìn)度、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證項(xiàng)目如期交工。另一方面，仿真公路隧道襯砌模型的建立促進(jìn)了各部門交流，通過直觀清晰的觀察避免重復(fù)施工，節(jié)省投入而降低工程造價。

結(jié)語：

綜合分析，高速公路建設(shè)中應(yīng)用BIM技術(shù)提高了公路建設(shè)效率、避免施工過程中出現(xiàn)問題而延誤施工，優(yōu)化隧道襯砌智能化建設(shè)。同時，BIM技術(shù)生成三維模型，讓施工協(xié)調(diào)管理更加便利，確保施工的如期完成。由此不難看出，BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路建設(shè)中有助于成本節(jié)約、擴(kuò)大使用范圍具有重要作用；在今后建設(shè)發(fā)展中，BIM技術(shù)將會不斷的擴(kuò)大適用范圍，確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

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