淺析BIM技術(shù)在高速公路施工管理中的應(yīng)用

陳俊

摘要：BIM是以信息技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字化新型管理模式，其工程項(xiàng)目管理相關(guān)基礎(chǔ)理論已日趨成熟;BIM技術(shù)在工程領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用也越來(lái)越具有價(jià)值。本文針對(duì)BIM技術(shù)的自身特點(diǎn)以及在工程各方面的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，為BIM在公路工程領(lǐng)域的推廣應(yīng)用提供基礎(chǔ)和參考。

關(guān)鍵字：BIM;高速公路;施工;工程管理

高速公路工程是國(guó)家基礎(chǔ)性工程之一，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了對(duì)高速公路設(shè)施的需求，使得更多大型高速公路項(xiàng)目投入建設(shè)。文章以BIM技術(shù)為主線，研究其在高速公路施工管理中的應(yīng)用，明確BIM技術(shù)在施工過(guò)程管理方面的優(yōu)勢(shì)，分析其具體的應(yīng)用措施，旨在強(qiáng)化高速公路施工管理的技術(shù)水平，通過(guò)技術(shù)手段確保施工順利，實(shí)現(xiàn)高速公路項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)述

建筑信息模型（Building Information Modeling），簡(jiǎn)稱BIM。BIM技術(shù)是一種針對(duì)建筑物實(shí)體的三維數(shù)字化信息模型展示。BIM在建筑物規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)中為參建各方提供了一個(gè)信息交互、協(xié)作的平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)包含建筑項(xiàng)目全部參數(shù)信息的三維數(shù)字化模型，在可視化的條件下，各參建方可以通過(guò)BIM技術(shù)在權(quán)限允許的范圍內(nèi)提取、修改、更新相關(guān)信息，使項(xiàng)目各參建方透明、準(zhǔn)確、及時(shí)的獲取所需信息，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參建方的信息交換和共享，強(qiáng)化其之間的溝通協(xié)作，提高項(xiàng)目管理效率和質(zhì)量。

BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外工程領(lǐng)域受到極大歡迎，其發(fā)展和應(yīng)用使得工程施工管理領(lǐng)域迎來(lái)第二次信息化革命。作為一種應(yīng)用在工程項(xiàng)目各個(gè)階段的新型數(shù)字化建設(shè)技術(shù)，其主要特點(diǎn)在于以下幾個(gè)方面：（1）可視化;可視化是指各相關(guān)構(gòu)件之間的互動(dòng)聯(lián)饋性;BIM技術(shù)可以使構(gòu)件圖形通過(guò)三維立體實(shí)物圖展現(xiàn)出來(lái)，并且顯示出構(gòu)件的全部自然屬性和物理特征。（2）協(xié)調(diào)性;各施工部門共同運(yùn)用BIM模型進(jìn)行施工過(guò)程模擬，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)整矛盾點(diǎn)而在后續(xù)施工過(guò)程中避免返工，運(yùn)用BIM技術(shù)的及時(shí)溝通協(xié)調(diào)性提高管理效率。（3）模擬性;在施工階段，運(yùn)用BIM技術(shù)的4D（空間性+時(shí)間）展示功能進(jìn)行施工模擬，以確定場(chǎng)地布置和施工工序、機(jī)械、人員組織安排的合理性，從而進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化施工組織方案，指導(dǎo)施工。（4）優(yōu)化性;通過(guò)對(duì)施工平面布置、施工方案進(jìn)行模擬建造，運(yùn)用BIM技術(shù)可以提前發(fā)現(xiàn)并避免沖突點(diǎn)，從而進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，選擇合理的施工工藝和應(yīng)對(duì)措施，有效減少施工經(jīng)濟(jì)成本、提高生產(chǎn)效率。（5）可出圖性，利用BIM技術(shù)不僅可以出具相關(guān)施工設(shè)計(jì)圖，還可以獲得相關(guān)檢測(cè)報(bào)告和改進(jìn)建議。BIM出圖具有綜合性強(qiáng)、可靠性高、可操作性好等特點(diǎn)。（6）精準(zhǔn)可控性，BIM三維信息模型包含建筑物的全部真實(shí)信息，運(yùn)用魯班等管理軟件選擇相應(yīng)的選項(xiàng)模塊可以方便、直接得出結(jié)構(gòu)的材料用量，進(jìn)而進(jìn)行指導(dǎo)施工，有效地提高了建筑工程預(yù)算的精準(zhǔn)性、時(shí)效性。

2 BIM技術(shù)在高速公路施工生產(chǎn)中的準(zhǔn)備工作

2.1 前期分工準(zhǔn)備

在進(jìn)行高速公路施工生產(chǎn)之前，就要開始設(shè)立BIM技術(shù)項(xiàng)目組，對(duì)所有人員進(jìn)行責(zé)任分工，并制定出整體的工作計(jì)劃，工作內(nèi)容細(xì)分到個(gè)人。另外，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地理位置，做好現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，制定出科學(xué)有效的施工方案，保證施工建設(shè)的順利進(jìn)行。

2.2 配套設(shè)施準(zhǔn)備

對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用，需要具有較高配置的軟硬件設(shè)備，通常情況下都會(huì)建立一個(gè)獨(dú)立服務(wù)器，選用IntelCorei7處理器;用Infraworks 2020 工程軟件配合 Civil

3D2020對(duì)高速公路施工項(xiàng)目的路基、橋梁、隧道等進(jìn)行模型構(gòu)建;使用 Navisworks

2020 進(jìn)行模擬演示;使用Revit2020建立場(chǎng)站模型;使用UC瀏覽器 UCExplorer8.5.0作為BIM的管理平臺(tái)。

2.3 協(xié)同工作準(zhǔn)備

在高速公路施工前期，BIM技術(shù)項(xiàng)目組要進(jìn)行建模工作，在此項(xiàng)工作開展的過(guò)程中，BIM組人員分工明確，聽從指揮，協(xié)同建模，各專項(xiàng)技術(shù)人員要集中開展對(duì)BIM建模的研討會(huì)，不斷地將其進(jìn)行優(yōu)化，制定出科學(xué)合理的施工方案。協(xié)同工作的有序開展，能夠有效的提高 BIM 技術(shù)的運(yùn)用效率，使建模達(dá)到要求和標(biāo)準(zhǔn)，從保證施工的順利開展。

3? BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)施工階段管理的重點(diǎn)在于有效促進(jìn)施工進(jìn)度、嚴(yán)抓工程質(zhì)量、保障施工安全、減少施工成本。使用全新管理模式和技術(shù)手段在高速公路項(xiàng)目建設(shè)階段使用BIM技術(shù)，應(yīng)用價(jià)值在于實(shí)現(xiàn)成本、質(zhì)量、進(jìn)度、安全的優(yōu)化平衡，在加快工程進(jìn)度的同時(shí)確保工程安全質(zhì)量并保障項(xiàng)目收益。

3.1? BIM技術(shù)在高速公路施工中質(zhì)量管理方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建設(shè)過(guò)程中質(zhì)量管理方面應(yīng)用BIM技術(shù)，總包單位通過(guò)打造貫穿項(xiàng)目全生命周期管理過(guò)程的材料管理平臺(tái)，來(lái)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工材料的跟蹤查詢、監(jiān)控、檢測(cè)，從而確保實(shí)體工程質(zhì)量;在現(xiàn)場(chǎng)施工中運(yùn)用3D-BIM參數(shù)化信息模型，模擬施工方案和重點(diǎn)工序的施工過(guò)程，對(duì)施工管理、技術(shù)人員進(jìn)行可視化信息交底，避免因領(lǐng)會(huì)不足出現(xiàn)施工偏差影響施工質(zhì)量，還可以對(duì)施工場(chǎng)地布置進(jìn)行模擬分析和調(diào)整;運(yùn)用基于BIM技術(shù)的碰撞檢測(cè)技術(shù)在施工前對(duì)施工方案進(jìn)行檢測(cè)和優(yōu)化，避免因方案錯(cuò)誤導(dǎo)致施工質(zhì)量問題的發(fā)生;基于BIM的綜合信息管理平臺(tái)，提高了信息交換和溝通協(xié)作能力，提升了質(zhì)量管控水平。

3.2 BIM技術(shù)在高速公路施工中進(jìn)度管理方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建設(shè)過(guò)程中進(jìn)度管理方面基于BIM技術(shù)的高速公路工程項(xiàng)目施工進(jìn)度管理模式和技術(shù)手段，通過(guò)賦予時(shí)間信息的3D-BIM模型，把總體進(jìn)度施工計(jì)劃按照分部分項(xiàng)和施工工序劃分為若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，并在節(jié)點(diǎn)中插入時(shí)間信息形成4D的進(jìn)度管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)加強(qiáng)了參建各方的信息溝通、傳遞、交流和協(xié)作能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。該進(jìn)度管理系統(tǒng)可根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃模擬施工過(guò)程，找出影響因素，優(yōu)化施工進(jìn)度計(jì)劃;根據(jù)施工計(jì)劃計(jì)算分析得出所需要的人員、機(jī)械、設(shè)備、資金等，當(dāng)進(jìn)度計(jì)劃有所改動(dòng)時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新相關(guān)資源配置;通過(guò)該進(jìn)度管理系統(tǒng)，施工管理人員及責(zé)任班組可以隨時(shí)查詢每一個(gè)分項(xiàng)工程的施工周期、工程量、施工工藝及施工單位等工程信息;當(dāng)實(shí)際施工進(jìn)度和計(jì)劃不符時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新施工進(jìn)度信息、調(diào)整資源配置和相關(guān)進(jìn)度數(shù)據(jù)并通過(guò)4D三維立體圖形展示出來(lái)。

3.3 BIM技術(shù)在高速公路施工中成本管理方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)在建設(shè)過(guò)程中成本管理方面的應(yīng)用基于BIM技術(shù)的信息化管理模式和技術(shù)手段融入到高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)階段的成管控中，建立了包含項(xiàng)目實(shí)體信息、工程進(jìn)度時(shí)間信息以及各施工工序信息的5D-BIM成本管理控制系統(tǒng)。通過(guò)該控制系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)成本管理模式中的問題，做到項(xiàng)目成本管理精細(xì)化。通過(guò)模擬施工，暴露出方案缺陷和施工過(guò)程中可能遇到的問題，避免返工從而有效節(jié)約施工成本;運(yùn)用成本管理控制系統(tǒng)，項(xiàng)目管理人員可以快速的提取出某一結(jié)構(gòu)物和施工段落的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和施工信息，方便制定精確的人、材、機(jī)等施工資源配置計(jì)劃，避免了不必要的損耗和浪費(fèi)，有效了控制了項(xiàng)目成本的支出;在項(xiàng)目竣工結(jié)算方面，5D-BIM成本管理系統(tǒng)內(nèi)含有項(xiàng)目各個(gè)階段的全部工程信息，縮短了結(jié)算數(shù)據(jù)的復(fù)核時(shí)間和避免了相關(guān)不確定量造成的爭(zhēng)議，提高了結(jié)算效率和周期，節(jié)省了成本支出;根據(jù)施工進(jìn)度，5D-BIM成本控制系統(tǒng)可以對(duì)多過(guò)程中的收入和支出進(jìn)行動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存和控制，方便過(guò)程中的檢查和核算。

3.4 BIM技術(shù)在高速公路施工中安全管理方面的應(yīng)用

BIM系統(tǒng)自帶安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及等級(jí)評(píng)定工具，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，找出安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，將其以不同的符號(hào)或顏色進(jìn)行標(biāo)記，并自動(dòng)給出相應(yīng)的處理意見。安全管理人員在制定安全風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃時(shí)，結(jié)合系統(tǒng)給出的結(jié)果進(jìn)行一定的調(diào)整和優(yōu)化，即可對(duì)具體工作進(jìn)行指導(dǎo)。

在施工前，可利用BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行3D建模，并模擬施工方案的行進(jìn)過(guò)程。方案的合理性可在模擬中得到充分驗(yàn)證，存在的問題和不足可被提前發(fā)現(xiàn)并做出處理，以免因方案問題導(dǎo)致操作過(guò)程中出現(xiàn)坍塌、滑坡等安全事故。

在BIM技術(shù)背景下，可對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行仿真模擬，建立起真實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，配合完成人員培訓(xùn)。此外，BIM技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急演練。將其與VR技術(shù)相結(jié)合，虛擬安全風(fēng)險(xiǎn)情境并進(jìn)行角色模擬，使相關(guān)人員身臨其境經(jīng)歷從發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)到處理的整個(gè)過(guò)程，深入掌握安全風(fēng)險(xiǎn)的處理技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)的應(yīng)用給高速公路施工管理水平的提升帶來(lái)更大的發(fā)展空間。在施工準(zhǔn)備階段，利用BIM技術(shù)做好安全管理規(guī)劃工作，能提前明確重點(diǎn)監(jiān)管對(duì)象，制定安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防、處理和應(yīng)急方案;施工中，借助BIM系統(tǒng)的部門間的協(xié)同關(guān)系對(duì)項(xiàng)目的成本、質(zhì)量、進(jìn)度、安全方案的合理性進(jìn)行優(yōu)化，能不斷提高項(xiàng)目整體運(yùn)作管理的能力，推動(dòng)我國(guó)高速公路建設(shè)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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