BIM技術在高速公路改擴建中的應用探索

禚錦鑫 尹新秀 馬德運

摘 要： BIM技術已成為工程行業(yè)信息技術的發(fā)展趨勢，BIM技術面向工程全生命周期，實現(xiàn)基礎設施的可持續(xù)發(fā)展。用于工程項目管理不僅可以提高建設項目的管理質(zhì)量，而且可以在極大程度上有效控制項目的建設成本。因此，本文從BIM技術特點、BIM技術在高速公路改擴建中的應用模型以及BIM技術在高速公路改擴建中的應用等方面對本課題進行了分析，最后希望通過本文的研究，對今后的專家學者研究與此相關的課題有一定的參考價值。

關鍵詞： 高速公路;改擴建;BIM技術

【中圖分類號】U416 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.066

1 引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，這些建設時間較早的高速公路由于技術指標低、路況差等，無法很好地滿足經(jīng)濟和交通發(fā)展需求，服務水平持續(xù)下降，成為了制約貴州高速公路網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。針對這樣的情況，應做好高速公路改擴建工作，以先進的施工技術為支撐，對現(xiàn)有的通道進行拓展，以更好地適應交通運輸行業(yè)的發(fā)展需求。

2 BIM技術特點

2.1 可視性

應用之間數(shù)據(jù)互用、關聯(lián)，專業(yè)協(xié)同設計，統(tǒng)一的信息載體DGN/i-model，保證不同人員、不同階段之間的信息傳遞/協(xié)同，基于PW建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，版本、歷史、權限管理，強大的異地協(xié)同，項目級和企業(yè)級的協(xié)同，基于eB的數(shù)字化移交及建設單位與運維商間之間的協(xié)同。解決了設計師僅憑經(jīng)驗和想象力無法獲得完美的模型圖，所以我們可以通過引入BIM技術建立設計道路施工的可視化模型。通過創(chuàng)建此3D模型，可以公路項目的建設變得更加通透、明朗化。

2.2 協(xié)調(diào)性

BIM技術支持各階段的應用工具：規(guī)劃/設計/施工/運維及支持各階段的管理平臺。即如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)實施出現(xiàn)偏差，那么相關的員工必須及時集中探討分析，從而發(fā)現(xiàn)項目問題的根源并及時進行調(diào)整。將BIM技術應用于道路工程項目管理可以及時發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的問題，并提出解決問題的對策，從而有效確保公路項目的開發(fā)和施工的質(zhì)量。

2.3 優(yōu)化性

BIM技術能夠在一定程度上優(yōu)化公路項目建設中的設計內(nèi)容。通過優(yōu)化項目計劃，我們可以科學地分析項目建設并獲得理想的投資回報。因此，使用BIM技術能夠使公路項目管理變得更加科學有效，從而提高公路項目的建設質(zhì)量。

3 工程概況

某高速公路建成于2005年，全長23.4km，受當時經(jīng)濟和技術條件的影響，公路本身的建設標準相對較低，設計車速僅有80km/h，雖然在推動周邊區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)建設中發(fā)揮出了非常積極的作用，但在新的發(fā)展環(huán)境下，一定程度上阻礙了當?shù)啬酥廉數(shù)馗咚俟肪W(wǎng)絡的發(fā)展。對此，相關主管部門決定對該高速公路項目進行改擴建施工。為減少交通影響、提高施工效率，在傳統(tǒng)的改擴建項目實施的基礎上，借助BIM相關技術進行改擴建設計和交通組織模擬，進而優(yōu)化施工設計，保證施工質(zhì)量。

4 BIM技術在工程中的應用

4.1 交通導行模擬

為了保障標段施工期間車輛正常通行，通過BIM+GIS技術提前模擬車流量和項目所處的環(huán)境，給交通組織方案提供數(shù)據(jù)支持。鑒于本路段工作日交通需求與非工作日交通需求差別較大，故選擇本標段的薄弱點項目特定路口進行工作日和非工作日的交通流量分析。根據(jù)數(shù)據(jù)分析在項目特定路口橋梁施工時采取臨時燈控方式。工程作業(yè)區(qū)周邊根據(jù)施工需求安排交通協(xié)管人員組織交通。路口設置2名交通協(xié)管，路段流動指揮設置4名交通協(xié)管，采用全天候值班，三班倒工作模式，并根據(jù)施工工期及節(jié)假日等需要，適當增減交通管理人員數(shù)量。模擬結果顯示工作日該模擬路口北路段交通流量大于南路段交通流量，其中在早、晚高峰時段最為明顯。需要強調(diào)的是北路段、南路段服務等級分別為四級、三級。而非工作日北路段整體交通流量和工作日相差不大、早晚高峰不明顯;南路段整體交通流量大于工作日且表征為旅游通過性交通特性;在三維模型上進行交通模擬組織與演練，能更加直觀形象的展現(xiàn)和分析出人、車、路、環(huán)境等適用性和存在的關聯(lián)性，不僅能管理人員輔導編制施工組織方案、為管理人員提供決策依據(jù)，也能直接指導施工現(xiàn)場，避免人員、物資、時間等浪費。

4.2 幫助構建三維模型

高速公路建設施工要考慮到公路自身和兩側(cè)環(huán)境的施工要求，由于公路屬于直線結構，且施工距離較長，工程周期長，可能跨越多個季節(jié)，要求設計人員在充分了解施工現(xiàn)場環(huán)境的前提下合理設計施工圖紙。傳統(tǒng)的二維目標圖主要依靠文字信息和紙質(zhì)圖紙內(nèi)容呈現(xiàn)施工要點和尺寸要求，施工人員難以通過文字信息直觀感受設計意圖，并且有些管理人員未能及時管控施工效果，容易造成安全隱患，影響工程進度。BIM技術建立的可視化模型，屬于精度高于二維模型的曲面結構，系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)化為曲面參數(shù)，幫助管理人員掌握工程量和施工安全等級，對高危和輕度危險的區(qū)域準確劃分。

4.3 過渡階段

建設公司結合建設項目的實際需求，以收集和組織基本信息，將這部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒植紨?shù)據(jù)庫中的管理器中，并且依賴于模型的組件，以獲得更準確地結果。使用BIM技術可以對公路建設項目執(zhí)行3D建模，并準確計算項目量。為了提高建模的準確性，我們建議使用視覺輔助工具開發(fā)4D模型，并科學地應用施工設施和材料。例如，在一個醫(yī)院建設項目中，建筑行業(yè)在設計外墻和使用干墻方法時使用了技術來構建垂直彎曲的墻簾模型。這就像一個三維視圖，可以充分展示此業(yè)務流程。與傳統(tǒng)方法相比，其操作相對比較簡單，可減少工期20天。

5 結束語

綜上所述，BIM技術在高速公路改擴建方面起到積極的促進作用，幫助施工人員理解設計意圖，利用三維動畫模型，提前對施工中可能存在的安全隱患準確預估，提升工程的整體安全水平，確保施工的順利進行。

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