淺析BIM技術(shù)在市政工程改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

石定峰 張 咪

寧波市產(chǎn)城生態(tài)建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江 寧波 315000

自1980年代以來(lái)，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)發(fā)展迅速，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在工程建設(shè)領(lǐng)域，CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率。但是如今，工程項(xiàng)目變得越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越完備，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，規(guī)模越來(lái)越大，審美要求也越來(lái)越高，僅僅依靠想象力是極其困難的。 CAD設(shè)計(jì)無(wú)法滿足各方之間的協(xié)調(diào)，為了有效提高生產(chǎn)效率，建筑業(yè)開發(fā)了BIM技術(shù)。

1、 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具。

（1）全生命周期

基于BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，在初始設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段都有相同的模型，實(shí)際施工有時(shí)要對(duì)初始模型進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)全面、全過(guò)程設(shè)計(jì)和建模。

（2）可視化

BIM建立的空間模型，可以實(shí)現(xiàn)組件可視化。對(duì)于工作人員，無(wú)論是否專業(yè)，他們都能看到公享平臺(tái)上的組件模型，從而使溝通更加高效。

（3）更好的協(xié)調(diào)

每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)都需要幾方的合作，甚至參與設(shè)計(jì)的部門也不盡相同。各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)思考的出發(fā)點(diǎn)通常是不同的，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生不必要的返工。借助BIM技術(shù)，可以立即生成各專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙，并且可以同步所有專業(yè)的設(shè)計(jì)和圖紙。

（4）建模與優(yōu)化

BIM可用于執(zhí)行多方向施工過(guò)程建模，包括施工布局建模，施工進(jìn)度計(jì)劃建模，組件安裝建模，甚至相關(guān)的后期建造建模?；谟嘘P(guān)項(xiàng)目的更多信息，可以更準(zhǔn)確地進(jìn)行建模以管理項(xiàng)目，優(yōu)化特殊設(shè)計(jì)，控制成本和工期等。

2、市政工程改造項(xiàng)目的特點(diǎn)

市政工程改造項(xiàng)目主要指城市基礎(chǔ)工程在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造建設(shè)，是城市快速發(fā)展的重要前提，其中市政道橋是其中最主要的組成部分，還包括給水管道、雨水管道、污水管道、電力排管、通信光纜、燃?xì)夤芫€，以及景觀園林、綠化、景觀亮化工程等等。由于市政工程改造項(xiàng)目施工一般在城區(qū)，市政工程改造項(xiàng)目有以下特點(diǎn)。

（1）工期緊

施工過(guò)程中會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響，根據(jù)政府的管理目標(biāo)、道路交通限制以及方便市民的要求，施工工期越短越好，為此搶工期對(duì)于施工企業(yè)是家常便飯，容易造成為了工期而減少質(zhì)量的控制。在較短的時(shí)間內(nèi)完成合同約定的進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)，必須在各個(gè)專業(yè)作業(yè)隊(duì)伍的配合下，加大資源投入，以多個(gè)作業(yè)面的立體施工的方式才可能實(shí)現(xiàn)。

（2）施工周邊環(huán)境復(fù)雜

在市政改造項(xiàng)目施工中，施工范圍紅線周邊往往有許多構(gòu)筑物，包括老百姓的住宅、公用建筑、各種管線、已有道路、電力鐵塔等，在施工中不可避免對(duì)其他構(gòu)筑物有一定的影響，同時(shí)周邊環(huán)境也對(duì)施工進(jìn)度、安排有很大的干擾。

（3）協(xié)調(diào)單位眾多

市政工程改造項(xiàng)目施工經(jīng)常要面對(duì)高空架設(shè)以及地下已有管線的處理，一般改造項(xiàng)目中，涉及的管線都是比較多，在協(xié)調(diào)解決過(guò)程中，存在一定的困難。

（4）配套單位比較多

在施工過(guò)程中，包括原有道路橋梁的處理、新老道路交接處理、道路、排水、河道、電力排管、給水、交通設(shè)施、路燈、交通科技設(shè)施、綠化、景觀等配套設(shè)施施工等，參建的單位多，常有多家單位不同時(shí)間段進(jìn)場(chǎng)施工。相互協(xié)調(diào)、交底困難。各方配合工作是工程順利開展的關(guān)鍵。

（5）地下管線復(fù)雜

施工時(shí)對(duì)原有地下管線的保護(hù)也是項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。土方開挖時(shí)注意對(duì)現(xiàn)狀地下管線的保護(hù)，運(yùn)輸用的車輛進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，選擇合適的路徑，避免重車壓壞現(xiàn)狀地下管線?；娱_挖時(shí)，要小心開挖，避免挖到、碰到電纜線路、通信光纜等地下管線。

（6）原有路面、建筑物拆除

路面拆除施工前，對(duì)老路沿線的管線及設(shè)施進(jìn)行摸底，凡需要進(jìn)行遷移的管線或設(shè)施，上報(bào)業(yè)主，與相關(guān)單位協(xié)調(diào)，及時(shí)進(jìn)行遷移。老路拆除時(shí)，加強(qiáng)作業(yè)區(qū)的安全管理。并對(duì)管理作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)措施交底。原有建筑物拆除，需要事前進(jìn)行技術(shù)交底，找到原建筑物的圖紙及相關(guān)資料，并切斷和封堵通往被拆除區(qū)域內(nèi)的水、電等線路及各種管道。

（7）改造施工需考慮保通措施

市政改造項(xiàng)目在施工前要做好保通方案，施工時(shí)做好臨時(shí)圍護(hù)，滿足施工要求，保證安全暢通，增設(shè)指示標(biāo)志、夜間燈光照明、臨時(shí)護(hù)欄隔離、臨時(shí)疏導(dǎo)等，臨時(shí)圍護(hù)方案需經(jīng)相關(guān)部門同意后方可實(shí)施。

（8）新舊路交接問(wèn)題及處理

新舊路交接問(wèn)題及處理在利用舊路作新路路基時(shí)，寬度通常不足，舊路單邊或雙邊擴(kuò)寬，這時(shí)就存在新舊路交接問(wèn)題，包括路基和路面的交接，設(shè)計(jì)及施工中均應(yīng)慎重處理。

針對(duì)上述市政工程改造項(xiàng)目在施工過(guò)程中的特點(diǎn)難點(diǎn)，充分發(fā)揮企業(yè)在管理和技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，采用BIM技術(shù)，精心組織施工，確保項(xiàng)目按工期、質(zhì)量、安全目標(biāo)完成。

3、基于BIM技術(shù)在市政工程更新項(xiàng)目中的應(yīng)用

市政工程改造項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜，因此存在許多不同類型的工程交叉作業(yè)。 BIM技術(shù)用于組織施工以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的施工管理。項(xiàng)目參與者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作以協(xié)商和協(xié)調(diào)項(xiàng)目，以管理施工質(zhì)量，安全性，成本和進(jìn)度。 BIM技術(shù)在施工組織中的主要應(yīng)用如下：

（1）設(shè)計(jì)交底

設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)模型，對(duì)施工方進(jìn)行可視化交底，讓施工方清晰地了解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路，熟悉設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

（2）技術(shù)交底

使用該模型，員工可以直觀地了解他們需要滿足的條件以及對(duì)他們的技術(shù)要求。

（3）施工進(jìn)度

該模型可以生動(dòng)地反映項(xiàng)目主體的實(shí)際情況。通過(guò)分配工作的每個(gè)階段，可以準(zhǔn)確計(jì)算每個(gè)步驟的工作量，然后將其與工作面分析和資源分析相結(jié)合，可以精確地組織施工資源以進(jìn)行物理施工。

（4）工程量統(tǒng)計(jì)

施工管理人員可以根據(jù)施工進(jìn)度快速計(jì)算所需工程材料的數(shù)量，并根據(jù)時(shí)間表實(shí)現(xiàn)實(shí)際的定額選料和合理的運(yùn)輸。

（5）工廠化生產(chǎn)

這些組件可以根據(jù)BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行分解，附上二維碼。在工廠對(duì)其進(jìn)行處理后，它們可以非常準(zhǔn)確地被運(yùn)送到組裝地點(diǎn)。

（6）碰撞檢查

通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用于三維管道碰撞測(cè)試，不僅可以完全消除重碰撞和軟碰撞，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少施工階段錯(cuò)誤損失和返工的可能性，還可以優(yōu)化管道布局。

（7）虛擬施工

實(shí)施虛擬施工，在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行施工過(guò)程，虛擬模型可以在實(shí)際施工之前預(yù)測(cè)潛在問(wèn)題，包括施工方法、施工模擬和施工優(yōu)化。在施工過(guò)程中，直觀地了解計(jì)劃以及實(shí)際的進(jìn)度。這樣，使用BIM技術(shù)將施工計(jì)劃、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控相結(jié)合，可大大降低施工質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題，以及避免返工。

（8）進(jìn)度保證

利用BIM技術(shù)，創(chuàng)建建筑信息模型，制定施工進(jìn)度計(jì)劃，加上時(shí)間軸，構(gòu)建4D模型，執(zhí)行項(xiàng)目施工建模，可視化各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的項(xiàng)目施工狀態(tài)，確定時(shí)間節(jié)點(diǎn)工程最優(yōu)施工計(jì)劃。對(duì)于大規(guī)模和內(nèi)容復(fù)雜項(xiàng)目，利用BIM進(jìn)行可視化作業(yè)建模，合理規(guī)劃施工平面、立體布置，對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行科學(xué)的安排調(diào)用，對(duì)物料進(jìn)行合理的運(yùn)輸和存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的時(shí)間和對(duì)項(xiàng)目資源進(jìn)行科學(xué)合理的分配。

（9）優(yōu)化工序

在開始施工之前，根據(jù)施工計(jì)劃準(zhǔn)備模型，以清晰地了解現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)。對(duì)于復(fù)雜的施工內(nèi)容，進(jìn)行施工模擬制定最優(yōu)工序。對(duì)于在工廠里進(jìn)行預(yù)制的板梁和其他組件，利用碰撞檢測(cè)，查出不符合要求的，及時(shí)調(diào)整，來(lái)有效地減少返工。

（10）優(yōu)化施工管理

通過(guò)模擬施工，可以提前發(fā)現(xiàn)并解決在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，從而大幅度地減少施工階段中的問(wèn)題的發(fā)生，并優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)管理活動(dòng)。對(duì)于復(fù)雜的作業(yè)內(nèi)容，利用建筑信息模型來(lái)促進(jìn)員工的理解和溝通。

（11）施工協(xié)調(diào)

在項(xiàng)目施工過(guò)程中，不只是跟業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理交流協(xié)調(diào)，還要跟各管線單位、交通部門、各配套工程施工單位之間等進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通，根據(jù)建筑信息模型，可以大幅度提高工作效率。

（12）運(yùn)維階段的應(yīng)用

運(yùn)維階段，利用BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)市政道路、橋梁、給水管道、雨水管道、污水管道、泵站、園林、景觀亮化工程等，進(jìn)行精準(zhǔn)管控，為實(shí)現(xiàn)智慧城市、生態(tài)城市、美麗城市，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)為未來(lái)的、有可能出現(xiàn)的再次的改造提升，建立了詳實(shí)的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，以及可以事先通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)與新設(shè)計(jì)建立的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞檢查，提前規(guī)避或進(jìn)行有效處理，避免在未來(lái)新一輪的改造施工的開挖過(guò)程中出現(xiàn)挖斷各類未知管線的情況，避免在施工時(shí)地表還有障礙物如電力鐵塔、其他建筑物或構(gòu)筑物等，有利工程順利開展，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，確保工程進(jìn)度。

4、 BIM技術(shù)在市政改造中的應(yīng)用遇到的問(wèn)題

當(dāng)今，BIM已廣泛用于市政工程項(xiàng)目建設(shè)，但也存在一些問(wèn)題。

（1）深度不夠

對(duì)于建筑公司而言，最常見是從設(shè)計(jì)院獲取CAD圖紙，然后創(chuàng)建模型，聲稱使用BIM，但實(shí)際并沒(méi)有利用BIM，許多BIM項(xiàng)目只是面子工程。

（2）沒(méi)有成熟軟件

市政工程改造項(xiàng)目中有內(nèi)容多、環(huán)境復(fù)雜，BIM應(yīng)用不能令人滿意，這主要是由于缺乏好的市政BIM軟件所致。市政行業(yè)的BIM軟件之間沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或接口，不利于廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品族庫(kù)不夠多，沒(méi)有足夠的支撐。

（3）人才不足

BIM人才不僅可以使用相關(guān)的軟件進(jìn)行建模，還可以將BIM與實(shí)際建造有機(jī)地聯(lián)系在一起。在建筑公司中，具有相關(guān)信息化和建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的員工數(shù)量相對(duì)較少。要充分利用BIM技術(shù)，工作量將非常高，所需的人員數(shù)量也將相對(duì)較高，使得現(xiàn)有人才很難滿足各種項(xiàng)目的需求。

5、結(jié)論

BIM是繼CAD之后的又一技術(shù)進(jìn)步，將改變整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。目前，BIM是處在市政工程改造項(xiàng)目中初級(jí)應(yīng)用階段，因有國(guó)家政策，以及主管部門及高校的支持，極大地鼓勵(lì)了BIM技術(shù)在市政項(xiàng)目中的發(fā)展。BIM在市政工程改造項(xiàng)目中的應(yīng)用可以更加有效地提高工作效率，同時(shí)更精準(zhǔn)地管理施工的各個(gè)階段，不斷提升施工技術(shù)和項(xiàng)目管理能力。