淺談BIM技術(shù)在船閘工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用

李善超，楊 森

(江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司,常州 211631)

1 船閘傳統(tǒng)質(zhì)量控制方式及缺點(diǎn)

1.1 傳統(tǒng)質(zhì)量控制方式

船閘項(xiàng)目建設(shè)初期，建設(shè)單位根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)制定質(zhì)量目標(biāo)及質(zhì)量管理方案。項(xiàng)目整體的質(zhì)量控制主要在于設(shè)計(jì)和施工階段，這兩個(gè)階段的質(zhì)量控制均對(duì)項(xiàng)目的整體質(zhì)量有重要影響。設(shè)計(jì)階段需要制定項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，控制項(xiàng)目原始質(zhì)量；施工階段需要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施方案的不同，制定具有針對(duì)性的質(zhì)量控制計(jì)劃，在過(guò)程中控制以達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)。針對(duì)船閘工程施工中的分包現(xiàn)象，施工前還應(yīng)根據(jù)分包工程各部分質(zhì)量控制點(diǎn)及管理要點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量責(zé)任的劃分，以此來(lái)明確分包過(guò)程中各施工單位的質(zhì)量責(zé)任，便于施工質(zhì)量的管理[1]。監(jiān)理單位根據(jù)建設(shè)單位的要求，對(duì)船閘項(xiàng)目施工過(guò)程情況進(jìn)行督查、監(jiān)管。監(jiān)理單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)完成情況與設(shè)計(jì)方案符合程度的檢查是施工階段質(zhì)量控制的重要步驟。船閘項(xiàng)目的傳統(tǒng)質(zhì)量控制就是建立在建設(shè)單位、施工單位與監(jiān)理單位之間，建設(shè)單位肩負(fù)統(tǒng)領(lǐng)項(xiàng)目整體質(zhì)量的職責(zé)，結(jié)合監(jiān)理單位的信息反饋，再對(duì)施工進(jìn)行間接指導(dǎo)和控制。

1.2 傳統(tǒng)質(zhì)量控制的缺點(diǎn)

1.2.1 施工單位未參與設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)單位在船閘設(shè)計(jì)時(shí)忽略施工的難度，設(shè)計(jì)的深度與細(xì)度達(dá)不到施工要求，會(huì)導(dǎo)致施工障礙。施工單位在施工時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙與原設(shè)計(jì)理念的理解差異也會(huì)造成質(zhì)量問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)與施工溝通不到位，未能形成團(tuán)隊(duì)合作，往往會(huì)導(dǎo)致返工及資源成本的浪費(fèi)。

1.2.2 注重質(zhì)量控制結(jié)果，忽略質(zhì)量控制過(guò)程

在船閘質(zhì)量控制過(guò)程中，施工單位比較重視能否通過(guò)監(jiān)理及建設(shè)單位的驗(yàn)收。因此，施工單位為了能在短工期情況下完成驗(yàn)收，往往會(huì)造成高能耗、高成本的浪費(fèi)，這與精益管理的可持續(xù)管理理念是完全相悖的。

1.2.3 管理不到位，質(zhì)量問(wèn)題追責(zé)難

由于船閘是大型綜合體單項(xiàng)項(xiàng)目，參與施工的單位多，各施工單位內(nèi)部的任務(wù)分配也無(wú)法精細(xì)到個(gè)體，加之現(xiàn)場(chǎng)管理人員本身的技術(shù)水平良莠不齊，施工規(guī)范意識(shí)模糊等因素，均會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。而在出現(xiàn)質(zhì)量不合格時(shí)，施工單位又難以確定到責(zé)任個(gè)體，質(zhì)量責(zé)任無(wú)法深入追究，即使返工處理了，存在質(zhì)量問(wèn)題的個(gè)人因素依舊未能消除。

2 依托BIM技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理

2.1 BIM的概念

BIM是Building Information Modeling的簡(jiǎn)稱，即建筑信息化模型。1975年，Chuck.M.Eastman首先提出這個(gè)詞的相關(guān)概念。美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)NBIMS對(duì)BIM的定義為“BIM是一個(gè)設(shè)施(建設(shè)項(xiàng)目)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程；在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)[2]。”

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用于質(zhì)量管理的背景

船閘工程質(zhì)量管理中，各管理單位既希望對(duì)項(xiàng)目整體情況有所了解，又能關(guān)注到某個(gè)局部或分項(xiàng)工程的質(zhì)量情況，從工作程序方面講求動(dòng)態(tài)管理和過(guò)程控制?；诖艘螅珺IM模型作為一個(gè)更直觀有效的載體，無(wú)論是整體還是局部都可以以特定的方式呈現(xiàn)在模型之上[3]。

2.3 基于BIM技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理的優(yōu)勢(shì)

船閘項(xiàng)目管理中，各管理單位的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有很大不同，BIM技術(shù)均能為其提供便利，如表1所示。

表1 BIM技術(shù)在質(zhì)量管理中的優(yōu)勢(shì)

2.4 基于BIM技術(shù)的質(zhì)量管理應(yīng)用

2.4.1 圖紙審查

船閘施工過(guò)程中包含大量的工況工序，預(yù)埋件眾多。由于預(yù)埋件與鋼筋為分開(kāi)設(shè)計(jì)，故鋼筋與預(yù)埋件、鋼筋與鋼筋之間存在的碰撞問(wèn)題是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中難以解決的。通過(guò)BIM技術(shù)可以直觀地展現(xiàn)出鋼筋的實(shí)際體積，通過(guò)三維信息代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維圖紙，解決在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)時(shí)難想象、易遺漏、低效率等問(wèn)題，有效避免質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

2.4.2 技術(shù)交底

傳統(tǒng)的技術(shù)交底是通過(guò)二維CAD進(jìn)行的，需要被交底人有一定的空間想象能力和相關(guān)專業(yè)知識(shí)。當(dāng)人對(duì)空間理解產(chǎn)生誤差時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)技術(shù)方案的差異理解。BIM技術(shù)針對(duì)技術(shù)交底的處理方法是：利用BIM模型進(jìn)行三維可視化、虛擬施工模擬及三維漫游等多方面展示，完成技術(shù)交底，不管是業(yè)主單位還是一線工人，都可以更直觀地了解復(fù)雜的施工節(jié)點(diǎn)和工藝，有效提升了管理人員的協(xié)調(diào)溝通效率[4]。以九圩港二線船閘閘室墻的交底BIM模型為例，如圖1所示。

圖1 九圩港二線船閘閘室墻交底BIM模型

2.4.3 質(zhì)量檢查對(duì)比

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)、相關(guān)影像資料等現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量信息與BIM模型相關(guān)聯(lián)的方式，做到模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程質(zhì)量的實(shí)時(shí)對(duì)比，動(dòng)態(tài)地了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的工程質(zhì)量。根據(jù)出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，找到具體責(zé)任人按照相關(guān)質(zhì)量要求整改，并對(duì)整改結(jié)果記錄存檔[5]。以九圩港二線船閘閘首閘門(mén)施工的設(shè)計(jì)模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的對(duì)比為例，如圖2所示。

2.4.4 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)追蹤

BIM云平臺(tái)作為一個(gè)云端協(xié)同平臺(tái)，可以收集、統(tǒng)計(jì)、跟蹤多專業(yè)、多部門(mén)的多種數(shù)據(jù)，加強(qiáng)不同專業(yè)、不同部門(mén)之間的溝通交流，將BIM云平臺(tái)運(yùn)用到船閘工程質(zhì)量管理中可以有效提高管理效率，降低信息傳遞錯(cuò)誤。BIM云平臺(tái)在船閘工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用界面如圖3所示。

圖2 九圩港二線船閘閘首閘門(mén)施工設(shè)計(jì)模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)比

圖3 BIM云平臺(tái)在船閘工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用界面

(1) 通過(guò)云平臺(tái)的輕量化功能，可在手機(jī)或pad端安裝客戶端，方便現(xiàn)場(chǎng)管理人員隨時(shí)查看信息模型，核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息，并可以在平臺(tái)中實(shí)時(shí)錄入相對(duì)應(yīng)的天氣、時(shí)間等文字信息及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圖片信息。

(2) 出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員可通過(guò)掃描二維碼等方式及時(shí)在平臺(tái)上找到相關(guān)部位模型，并發(fā)出整改通知。在現(xiàn)場(chǎng)整改完畢后，施工管理人員可將整改完成時(shí)間及結(jié)果以圖片、文檔等形式錄入模型中發(fā)布，完成整改回復(fù)。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用于質(zhì)量管理的障礙分析

BIM技術(shù)在船閘工程質(zhì)量管理應(yīng)用中的障礙主要有：對(duì)建模所需的硬件要求高、適用于船閘項(xiàng)目的BIM軟件少、沒(méi)有完整的體系和價(jià)值鏈、前沿理念與研究深度不夠等。

與20年前推廣的CAD技術(shù)不同，BIM技術(shù)涉及到整個(gè)行業(yè)所有層次的人員以及專業(yè)，欲將BIM技術(shù)全面應(yīng)用到項(xiàng)目管理中，就需要對(duì)整個(gè)行業(yè)進(jìn)行滲透，這也給BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展帶來(lái)了巨大阻力，這些阻力來(lái)自方方面面，包括人、社會(huì)、文化、法律等。

4 總結(jié)

BIM技術(shù)憑借其獨(dú)特的可視化、智能化及可控化等特點(diǎn)，出現(xiàn)伊始便受到廣泛關(guān)注及應(yīng)用。船閘工程質(zhì)量管理一直是船閘項(xiàng)目管理中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是企業(yè)和研究人員著重關(guān)注的內(nèi)容。將BIM技術(shù)運(yùn)用到船閘工程質(zhì)量管理中是船閘項(xiàng)目管理的必然趨勢(shì)，如何保證其應(yīng)用效果，并及時(shí)完善各種相關(guān)技術(shù)手段，還需要進(jìn)一步的研究、驗(yàn)證。