淺淡BIM技術(shù)在山嶺地區(qū)高速公路工程管理中的應(yīng)用

于建

摘 要：近年來國內(nèi)建筑信息模型（Building Information Modeling）技術(shù)發(fā)展迅速，被大量的應(yīng)用到房建以及綜合管廊項目，但在山區(qū)高速公路中的應(yīng)用研究較少。本文結(jié)合云南華麗高速項目對BIM技術(shù)在山區(qū)高速公路中的應(yīng)用方向進(jìn)行了分析，山區(qū)高速公路面對的是更復(fù)雜多變的地形及地質(zhì)條件，施工難度遠(yuǎn)大一般平原地區(qū)的公路，利用BIM技術(shù)可以針對性解決一些建設(shè)難題如棄土場選址問題。BIM技術(shù)的應(yīng)用能極大的提高工程建設(shè)管理效率，提升工程質(zhì)量、安全水平，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

中圖分類號：U471.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0188-02

1 前 言

隨著國家級頂層戰(zhàn)略“一帶一路”的提出，中國再一次掀起了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮，近年來，國家先后投入數(shù)萬億資金用于基礎(chǔ)設(shè)施如鐵路、高速的建設(shè)，且主要集中于中西部地區(qū)，其中又屬四川、云南、貴州三省地形最為復(fù)雜多變、地質(zhì)情況不穩(wěn)定，建設(shè)難度大，如貴州杭瑞高速中的北盤江大橋，成為世界上最高的橋梁；云南大瑞鐵路大柱山隧道從2008年施工至今共計9年，由于地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜，全長14.5km的隧道仍未貫通。隨著高速公路項目規(guī)模及復(fù)雜程度不斷提高，傳統(tǒng)項目的管理方法已很難滿足當(dāng)前工程建設(shè)的要求，如何針對建設(shè)項目投資大、工期緊、參建方多、技術(shù)要求高、信息量大、協(xié)調(diào)困難等特點進(jìn)行有效管理，成為項目管理者的難題。對復(fù)雜地區(qū)高速公路建設(shè)引入BIM技術(shù)，通過可視化、協(xié)同共享、模擬優(yōu)化等一系列在傳統(tǒng)項目管理中無法實現(xiàn)的功能來提高施工質(zhì)量、降低項目成本，縮短項目工期、減少重復(fù)工作，為項目管理的提升提供有力支持。

2 國內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用概述

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，它就是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，再通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，為建筑項目生命周期中的不同階段、不同參與方提供及時、準(zhǔn)確、足夠的信息，支持不同項目階段之間、不同項目參與方之間以及不同軟件之間的信息交流與共離，以實現(xiàn)項目設(shè)計、施工、維護(hù)效率和質(zhì)量持續(xù)不斷的提高[1]。

在國家及地方政府的大力推動下，目前國內(nèi)大型建筑施工企業(yè)基本上都已經(jīng)用上了BIM技術(shù)，但使用BIM技術(shù)的工程項目大部分還是房建及城市綜合管廊，路橋施工還相對較少，尤其是山區(qū)高速公路施工中BIM技術(shù)應(yīng)用方面的研究還很少，因此本文主要探究BIM技術(shù)在山區(qū)高速公路施工中的應(yīng)用方向。

3 結(jié)合云南華麗高速項目，BIM在山區(qū)高速施工的應(yīng)用

3.1 項目背景

項目位于云南省西北部，起點位于云南省麗江市華坪縣，經(jīng)永勝縣，終點為麗江市古城區(qū)，項目采用雙向四車道高速標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80km/h，路基寬度采用25.5m，橋梁寬度采用11m，隧道寬度采用10.25m。項目經(jīng)過的區(qū)域范圍內(nèi)主要地方公路有S220和S308。

3.2 路基施工BIM技術(shù)應(yīng)用

3.2.1 三維地形模型的建立

山區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，高速公路施工線長，施工難度較平原地區(qū)大，一個人在現(xiàn)場以及平面圖中很難全面、直觀的觀察到項目地形條件，而建立三維地形模型將現(xiàn)場原地面情況整體、直觀的展示給項目管理人員，因此，山區(qū)高速公路建立三維模型很有必要。

3.2.2 路基工程土石方量計算

山區(qū)高速公路路基土石方工程填挖方量往往較大，施工過程中需要不斷進(jìn)行方量的核算，利用原始地形模型以及施工后的地形模型可以很快計算出路基土石方工程量。施工后地形可以利用無人機(jī)在空中對地面進(jìn)行掃描，自動生成點云文件，即可導(dǎo)入BIM軟件中形成地表模型；也可利用GPS儀器進(jìn)行人工采集高程點坐標(biāo)，利用高程點坐標(biāo)生成地表模型。前者需要購買無人機(jī)等設(shè)備，需要對操作人員進(jìn)行相關(guān)專業(yè)技能培養(yǎng)，前期投入較大，但采集效率高；后者人工采集技術(shù)要求低，可充分利用現(xiàn)有資源完成地形采集工作，但效率較低。隨著科技的發(fā)展，利用機(jī)械帶替人工提高工作效率是不可抵擋的趨勢。

3.2.3 工程進(jìn)度及施工模擬

根據(jù)項目啟動初期編制好的總體施工進(jìn)度計劃及節(jié)點目標(biāo)，建立總體施工模型，對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，展示不同的進(jìn)度控制節(jié)點，將進(jìn)度計劃精確到每天，同時導(dǎo)入每日實際完成工程量，與計劃進(jìn)行對比，及時發(fā)現(xiàn)并糾正進(jìn)度偏差。

利用模型制作施工動畫，輔助進(jìn)行技術(shù)交底，動畫能直觀展現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量控制細(xì)節(jié)，內(nèi)容生動有趣，幫助被交底人快速的理解交底內(nèi)容，能有效提高交底效率，提升工程技術(shù)人員及工人質(zhì)量控制意識。

3.3 橋梁施工BIM技術(shù)應(yīng)用

3.3.1 建立結(jié)構(gòu)物模型

BIM技術(shù)是以三維模型為基礎(chǔ)，建立結(jié)構(gòu)的三維模型是最基礎(chǔ)的應(yīng)用，將結(jié)構(gòu)物模型準(zhǔn)確的放置在地形模型上。

3.3.2 輔助圖紙會審及設(shè)計變更

在地形模型及橋梁結(jié)構(gòu)模型建立完成后，可利用BIM技術(shù)對圖紙進(jìn)行輔助會審及深化設(shè)計?？梢酝ㄟ^BIM模型進(jìn)行快速的工程量計算，與設(shè)計圖紙中的工程量進(jìn)行對比。也可以快速的找出一些設(shè)計中錯誤的地方，如圖3，按設(shè)計圖紙建立完成地形及橋梁下部結(jié)構(gòu)之后發(fā)現(xiàn)，該墩位處一個承臺遠(yuǎn)高于原地面，需要進(jìn)行設(shè)計變更，降低其標(biāo)高。

利用BIM技術(shù)輔助圖紙會審能大大的提高審核效率，以便超前進(jìn)行設(shè)計變更，利用三維模型將錯誤的地方直觀的展現(xiàn)出來，也增強(qiáng)了與業(yè)主、設(shè)計的溝通效率，最大化的減少因設(shè)計變更而耽誤的工期。

3.3.3 工程量統(tǒng)計

利用BIM軟件建立的實體模型能直接計算出結(jié)構(gòu)物工程量，能幫助商務(wù)人員快速制定出材料計劃，計算產(chǎn)值等。Revit軟件根據(jù)建立的三維模型自動計算出相應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的工程量。

3.3.4 橋梁工程進(jìn)度

橋梁施工工程進(jìn)度控制與路基施工工程進(jìn)度控制是一樣的，首先建立起總體施工模型，對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，展示不同的進(jìn)度控制節(jié)點，將進(jìn)度計劃精確到每天，同時導(dǎo)入每日實際完成工程量，與計劃進(jìn)行對比，及時發(fā)現(xiàn)并糾偏。

3.3.5 輔助施工便道設(shè)計

山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)有一個極大的難題便是便道的修筑，橋梁下部結(jié)構(gòu)往往在一些比較陡峭的山坡上，如何規(guī)劃便道，將施工機(jī)械以及施工原材料安全、快速的運送到指定地點，是一個難題，而且如果便道設(shè)計不合理，加上工程所在地雨季時期雨量較大且容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，在陡峭的山坡上一旦出現(xiàn)安全、質(zhì)量事故，后果將極其嚴(yán)重。利用建立好的地形模型進(jìn)行便道路線規(guī)劃、橫斷面設(shè)計，制定多種技術(shù)方案，并進(jìn)行最終比選，能極大的提高便道設(shè)計的質(zhì)量、安全性。

3.3.6 三維交底

利用BIM技術(shù)制作三維模型及動畫進(jìn)行施工技術(shù)、安全、現(xiàn)場CI布置交底，可更加直觀的展現(xiàn)施工過程中，幫助交底人更好的表達(dá)出交底意圖，同時也讓被交底人更快的理解交底內(nèi)容，極大的提升交底效率（見圖4）。

3.4 利用BIM技術(shù)進(jìn)行綜合信息管理

BIM技術(shù)不僅僅只是建立三維模型，更重要的是I即inormation，信息，信息是包括信息的傳達(dá)、記錄及分析。

每一個工程項目承包商都有多個責(zé)任部門，通常有工程部、技術(shù)質(zhì)量部、商務(wù)部、安全部等，各自負(fù)責(zé)相關(guān)工作，但從眾多的部門往往會導(dǎo)致信息的交流出現(xiàn)了重重壁壘，各部門工作協(xié)調(diào)難度大。

將BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，利用BIM5D平臺，將各部門工作整合，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺及時更新各部門的信息并發(fā)布，與BIM模型結(jié)合，其它相關(guān)部門可以在平臺上查找需要的信息，提升工程項目的整體工作效率。

工程項目生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的管理模式僅僅是將所有的信息寫在紙上保存下來，往往一個工程做完后，所產(chǎn)生的文檔可以放下一整個辦公室。如此海量的信息在項目結(jié)束后放著也就放著了，起不了多大的作用，若是將有用的信息上傳到互聯(lián)網(wǎng)平臺中，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對所有信息綜合分析，能得出許多準(zhǔn)確可靠的結(jié)論，這些結(jié)論將遠(yuǎn)比個人的經(jīng)驗更有說服力，將為未來的工程項目解決相關(guān)問題時提供有說服力的依據(jù)。一個企業(yè)便可以依靠這些數(shù)據(jù)快速的成長起來。

4 結(jié) 語

本文針對山區(qū)高速公路特點和BIM技術(shù)實際應(yīng)用分析，對BIM在山區(qū)高速公路工程的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，可見BIM技術(shù)能提高該領(lǐng)域的工程建設(shè)管理的效率，提升工程質(zhì)量水平，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。但目前我國BIM技術(shù)在山區(qū)高速公路建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初級階段，相應(yīng)的復(fù)合型人才儲備還不足，一些有需求的BIM軟件功能還有待開發(fā)，但我相信隨著國家大力推動BIM技術(shù)的發(fā)展，目前BIM技術(shù)應(yīng)用中的問題都會逐步解決，創(chuàng)新越來越多，BIM技術(shù)終將成為工程建設(shè)領(lǐng)域的一大利器。

參考文獻(xiàn)

[1]清華大學(xué)BIM課題組.中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架研究[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011：4～7.

收稿日期：2018-6-25

作者簡介：于 建（1986-），男，工程師，本科，主要從事高速公路工程管路工作。