BIM 技術(shù)在山嶺高速公路工程施工管理中的應(yīng)用

馬蕾

（云南交投公路建設(shè)第二工程有限公司，云南 昆明 650000）

BIM 技術(shù)指的是借助信息模型，通過三維的方法構(gòu)成一種關(guān)于建筑工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)模型，這種模型是對(duì)實(shí)體以及特定功能的一種數(shù)字化的表達(dá)。而在具體的使用過程中，這種技術(shù)可以有相當(dāng)高的可視性、數(shù)據(jù)化和可優(yōu)化性等特性，讓許多技術(shù)項(xiàng)目可以在管理的過程中實(shí)現(xiàn)更加高效的管理，從而不斷地降低成本。雖然國內(nèi)對(duì)于BIM 的發(fā)展是比較晚的，但是發(fā)展的速度極快，尤其是近年來受到了國家很大的重視，從而投入了大量的資金進(jìn)行研究。從BIM 基礎(chǔ)理論到數(shù)據(jù)交換，一直到相關(guān)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，都受到了國內(nèi)外綜合研究的大力支持，從而使我國能夠建立起相對(duì)完善的BIM 應(yīng)用平臺(tái)，為山嶺高速公路施工管理提供相對(duì)完善的技術(shù)支持。

1 BIM 技術(shù)的基本原理

BIM 在工程施工管理中受到了很大的重視，甚至被行業(yè)內(nèi)稱為一次徹底的革命。它最主要的功能，是使用三維數(shù)字技術(shù)來對(duì)具體的項(xiàng)目信息進(jìn)行詳細(xì)的模擬，從而通過立體的方式來展現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)體以及其相應(yīng)的功能。因此，BIM 是一個(gè)將數(shù)據(jù)庫3D 化的模式，它可以將數(shù)據(jù)具體到某一個(gè)構(gòu)件。因此，通過BIM 所建立的數(shù)據(jù)模型，可以在施工管理中避免任何問題，導(dǎo)致成本上升或者是工期延遲。這樣讓公路項(xiàng)目建設(shè)中整體管理有著明顯的提升，大大降低了因?yàn)橥獠恳蛩囟鴮?dǎo)致的各種風(fēng)險(xiǎn)。

2 BIM 運(yùn)用前期準(zhǔn)備及技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 應(yīng)用前期準(zhǔn)備

（1）團(tuán)隊(duì)的組建要針對(duì)具體的項(xiàng)目，這樣才可以具體地明確成員每個(gè)人的職責(zé)以及分工。對(duì)整體的目標(biāo)以及工作計(jì)劃，也需要進(jìn)行定期的召開工作會(huì)議，才可以進(jìn)行詳細(xì)的確定，便于更好地布置工作以及協(xié)調(diào)每個(gè)員工的任務(wù)。

（2）在軟硬件配置上，一定要選擇專用的電腦來作為整體的服務(wù)器，通過不斷升級(jí)硬件條件，使調(diào)研能夠配合進(jìn)行各種道路的建模，模擬或者是路基的工程建模。此外，還需要對(duì)橋梁等等進(jìn)行建模整合，從而實(shí)行整體的施工模擬，搭建一個(gè)較為合理和完善的協(xié)作平臺(tái)。

（3）需要確定協(xié)同工作的方式。在項(xiàng)目開始前，一定要對(duì)于整體進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，并健全相關(guān)的規(guī)范。這樣就可以在具體的應(yīng)用過程中確定建模計(jì)劃。在建模時(shí)，小組成員中應(yīng)該根據(jù)不同的分工對(duì)不同的環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的建模。在這個(gè)階段，要經(jīng)常組織工作例會(huì)，這樣才可以使各個(gè)技術(shù)人員能夠相互交流。并且對(duì)于具體的施工人員和各部門人員，都應(yīng)該展開詳細(xì)的討論。這樣可以對(duì)于模型進(jìn)行理解，從而使工程中的可視化方案能夠更加地優(yōu)化。

2.2 應(yīng)用研究

對(duì)于山嶺高速公路的施工條件來講，大多數(shù)都處于一種高山峽谷地區(qū)，因此，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)山勢(shì)陡峭、雨季時(shí)間，并且有洪水、泥石流等等各種自然災(zāi)害。而對(duì)于隧道來講，也因?yàn)楫?dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件較差而難以實(shí)行；路基段經(jīng)常為一些泥石流的堆積體，容易產(chǎn)生移動(dòng)等現(xiàn)象；而且在建設(shè)橋梁的時(shí)候，多橫跨在河道上，當(dāng)出現(xiàn)暴雨天氣時(shí)，那么難度會(huì)不斷地提升。

因此，針對(duì)這些問題一定要運(yùn)用BIM 協(xié)同管理平臺(tái)，從而對(duì)于線路項(xiàng)目中線路較長(zhǎng)、站點(diǎn)較為分散的問題進(jìn)行高質(zhì)量的信息化管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的精準(zhǔn)控制。對(duì)于那些隧道所在的山體，如果出現(xiàn)斷層、暗河等不良情況，那么，應(yīng)該應(yīng)用技術(shù)對(duì)于隧道進(jìn)行提前預(yù)報(bào)，全方面的檢查地質(zhì)情況，對(duì)于不良的地段進(jìn)行及時(shí)的處理，避免在施工過程當(dāng)中出現(xiàn)突發(fā)情況；而對(duì)于橋梁來講，需要對(duì)于圖紙進(jìn)行反復(fù)的核查，避免因?yàn)檎`差而導(dǎo)致正常的施工；在對(duì)于一些存在泥石流堆積體的路基來講，應(yīng)該通過相關(guān)技術(shù)對(duì)該路基進(jìn)行模型建立，從而詳細(xì)地分析其地質(zhì)性質(zhì)，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的措施。

3 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

3.1 BIM 協(xié)同管理平臺(tái)

很多山嶺高速公路在施工過程中都出現(xiàn)路線較長(zhǎng)、工點(diǎn)較為分散的情況，因此，為了更好地應(yīng)用BIM 系統(tǒng)管理平臺(tái)，就必須對(duì)其模型中的過程進(jìn)行高質(zhì)量的信息化管理，從而實(shí)現(xiàn)有效的溝通。

（1）進(jìn)度管理。進(jìn)度管理是施工過程中最主要的內(nèi)容之一，因此，當(dāng)工程在進(jìn)行過程中，應(yīng)該與BIM 管理平臺(tái)進(jìn)行緊密的結(jié)合，從而對(duì)于整體進(jìn)行精細(xì)化的管理。當(dāng)進(jìn)度流程展開的時(shí)候，應(yīng)該分為兩個(gè)部分來進(jìn)行實(shí)施：首先，應(yīng)該對(duì)整個(gè)計(jì)劃工程進(jìn)行編制，從而將其導(dǎo)入相應(yīng)的平臺(tái)中，并且建立模型，這樣就可以通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)際的信息以日志的方式來進(jìn)行錄入，并且進(jìn)行模型管理。而平臺(tái)也會(huì)根據(jù)具體的進(jìn)度與實(shí)際的進(jìn)度來進(jìn)行對(duì)比，從而生成分析表，對(duì)于項(xiàng)目決策以及及時(shí)掌握工程情況有著相當(dāng)有利的情況。而當(dāng)出現(xiàn)計(jì)劃延誤的時(shí)候，還可以通過模型進(jìn)行分析其具體產(chǎn)生的原因，并且對(duì)進(jìn)度進(jìn)一步的改善，從而保證各個(gè)施工點(diǎn)都能達(dá)到預(yù)期的完成效果。

（2）質(zhì)量安全管理。在對(duì)BIM 協(xié)同管理平臺(tái)中，最大的作用還在于將安全隱患也放置在相關(guān)的模型中。這樣如果出現(xiàn)這種情況，就可以積極實(shí)施處理辦法，從而對(duì)各個(gè)單位的溝通提高了高效化的基礎(chǔ)。這樣就對(duì)各種安全質(zhì)量問題進(jìn)行詳細(xì)的解決，并且在完成后還可以進(jìn)行歸檔，對(duì)于相關(guān)的信息能進(jìn)行追溯。

（3）圖紙管理。在應(yīng)用BIM 管理平臺(tái)前，大多數(shù)對(duì)于施工管理的圖紙都是進(jìn)行紙質(zhì)化的管理。因此，就會(huì)受到很多外界因素的影響，尤其是當(dāng)管理人員對(duì)圖紙管理不善的時(shí)候，容易造成圖紙無法及時(shí)更新，甚至出現(xiàn)破壞的情況。而應(yīng)用BIM 協(xié)同管理平臺(tái)，就可以實(shí)現(xiàn)高效化的管理，從而使圖紙真正地信息化。這樣就可以將其分類陳設(shè)，不僅有利于及時(shí)的更新圖紙，而且還可以在極短的時(shí)間內(nèi)，將這些圖紙全部下發(fā)給各個(gè)相關(guān)人員。同時(shí)，在圖紙的建立過程中，還可以應(yīng)用到模型里。這樣針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)比較長(zhǎng)的情況，可以通過平臺(tái)迅速地查看相應(yīng)部位的施工具體情況，這樣有利于對(duì)施工中具體的信息進(jìn)行比對(duì)。

（4）河道水位監(jiān)控。大多數(shù)的過程中，橋梁的建設(shè)都需要穿過一些河流，如果雨季頻發(fā)，那么就會(huì)導(dǎo)致一些自然災(zāi)害發(fā)生，不僅會(huì)對(duì)施工人員產(chǎn)生危害，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成很大的損失。因此，必須在河流上游建立相應(yīng)的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這樣就可以對(duì)雨量以及河道進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而運(yùn)作在平臺(tái)中。如果河道水位超過預(yù)警值，那么，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒下游的相關(guān)人員緊急做出響應(yīng)，快速撤離，避免因?yàn)楸┯甓鴮?dǎo)致人員或者是機(jī)械受到損失。

3.2 隧道工程BIM 應(yīng)用

（1）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)優(yōu)化。對(duì)于隧道的勘察過程中如果僅僅限于鉆孔，那么，并不能準(zhǔn)確反映周圍地質(zhì)的情況。因此，在工程之前，應(yīng)該對(duì)于地質(zhì)預(yù)報(bào)進(jìn)行相關(guān)的重視，通過結(jié)合BIM 技術(shù)利用其模擬化的功能，這樣就可以對(duì)地質(zhì)的具體鉆孔進(jìn)行三維模擬，從而提高了地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。并且更加全面地對(duì)隧道進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)結(jié)果，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，通過三維能更加直觀地呈現(xiàn)，并且對(duì)不良的地段進(jìn)行及時(shí)的處置。

（2）隧道涌水不良地段處置。如果在地質(zhì)檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)存在暗河，那么，就應(yīng)該將模型已經(jīng)建立好的隧道進(jìn)行統(tǒng)一結(jié)合方法，看到在隧道中可能存在的地下暗河、裂縫帶等的位置關(guān)系，從而對(duì)這一些地段進(jìn)行處理的過程中，充分的考慮其基礎(chǔ)信息，進(jìn)行有效的、成本低的解決方案。

（3）基于BIM 隧道監(jiān)控測(cè)量。隧道監(jiān)控測(cè)量是隧道施工中最重要的一環(huán)，然而，在傳統(tǒng)的方法中，因?yàn)槭艿酵饨绲囊蛩睾艽?，所以?huì)造成極大的誤差，從而對(duì)工作量進(jìn)行不必要的增加。在使用BIM 技術(shù)的時(shí)候，可以通過激光掃描，利用三維的方式獲取整個(gè)隧道的數(shù)據(jù)，經(jīng)過實(shí)體處理后建立起相應(yīng)的三維模型。這樣可以達(dá)到精度較高、效率較高等各種各樣的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 橋梁工程BIM 應(yīng)用

（1）橋梁跨徑組合設(shè)計(jì)優(yōu)化。在對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)的最初途徑當(dāng)中，一般分為三種類型，而且結(jié)構(gòu)由于十分的復(fù)雜，因此在施工的時(shí)候會(huì)造成很大的阻礙。不過，通過BIM 技術(shù)，可以對(duì)整體施工進(jìn)模擬化建立，這樣就可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，其施工成本出現(xiàn)過高的情況。因此，可以具體對(duì)于橋梁跨徑組合以及橋墩結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的改革。經(jīng)過改革后，將橋墩設(shè)置為雙柱墩，這樣就可以大大減少經(jīng)費(fèi)的投入，并且可以進(jìn)一步地縮短工期。

（2）圖紙復(fù)核。在橋梁建設(shè)過程中，其構(gòu)件是相當(dāng)復(fù)雜的，因此，可以利用BIM 技術(shù)對(duì)于圖紙進(jìn)行仔細(xì)的復(fù)核。這樣就可以使得圖紙能更加精確，避免在施工中因?yàn)閳D紙的錯(cuò)漏而導(dǎo)致施工進(jìn)行延誤。并且需要及時(shí)地對(duì)那些出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方進(jìn)行改正，聯(lián)系相關(guān)單位，通過綜合討論來進(jìn)行解決。

（3）參數(shù)優(yōu)化。大多數(shù)山嶺地區(qū)，由于地質(zhì)復(fù)雜，因此，導(dǎo)致它的地形變化出現(xiàn)很快的情況。如果設(shè)計(jì)出來的相關(guān)圖紙與具體地形出現(xiàn)不符情況，那么，就無法進(jìn)行正常的施工。因此，可以通過BIM 技術(shù)，將具體的橋梁模型與地質(zhì)模型進(jìn)行結(jié)合，這樣就可以對(duì)其中的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化，從而使得橋梁更加符合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件。

3.4 路基工程BIM 應(yīng)用

大多數(shù)山嶺地區(qū)的路基都是建立在泥石流堆積體上，這種情況就會(huì)造成在施工過程中路基存在著緩慢、長(zhǎng)期的變行，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滑坡，而且會(huì)對(duì)附近的設(shè)施和建筑造成相當(dāng)大的破壞。因此，必須對(duì)滑坡進(jìn)行進(jìn)一步的防治，起到支護(hù)作用，才可以進(jìn)行下一步的工程。

而為了解決這個(gè)問題，首先，需要對(duì)相關(guān)地區(qū)進(jìn)行分層的了解，尤其是對(duì)于地質(zhì)特性進(jìn)行詳細(xì)的探測(cè)后，才可以進(jìn)行相應(yīng)的處置。傳統(tǒng)的檢測(cè)中，只能對(duì)具體的孔位地質(zhì)進(jìn)行分析，不能完整地分析當(dāng)時(shí)的情況。而通過BIM 技術(shù)，可以建立相應(yīng)的三維模型，通過全面、直觀地分析地表情況，以及地址內(nèi)部的信息。

首先，可以利用無人機(jī)對(duì)整體進(jìn)行逆向建模，這樣對(duì)提取的等高線來制作地表模型。再根據(jù)地址勘探，對(duì)地表內(nèi)部的情況進(jìn)行深入了解，從而建立起整體的三維模型。這樣就可以對(duì)于最終的處置方案進(jìn)行更加有力的數(shù)據(jù)支持，從而使得相關(guān)技術(shù)人員能設(shè)計(jì)出一種更經(jīng)濟(jì)、合理的處置方案。這樣在不影響整體施工的情況下，就可以對(duì)該路段不斷的增加抗滑樁，避免因?yàn)楫?dāng)?shù)氐刭|(zhì)問題而導(dǎo)致施工后出現(xiàn)滑坡等情況。

4 結(jié)語

雖然BIM 技術(shù)在我國發(fā)展是極其迅速的，但是，它所常用的領(lǐng)域只是在房屋建設(shè)中，在山嶺高速公路中還處于一種探索的階段。因此，在運(yùn)用的過程當(dāng)中，一定要與當(dāng)?shù)氐氖┕l件進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比，確保其安全、質(zhì)量有所保障，這樣才可以實(shí)施精細(xì)化的信息管理。此外，對(duì)于傳統(tǒng)圖紙也應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，大量地減少施工成本，并且取得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。