BIM技術(shù)在船閘施工中的應(yīng)用研究

陳亮

摘? 要：本文分析了船閘工程施工特點(diǎn)，對(duì)BIM技術(shù)特征進(jìn)行了探討，從施工工藝模擬與可視化交底技術(shù)、施工進(jìn)度管理、工程量統(tǒng)計(jì)與核對(duì)等方面對(duì)BIM技術(shù)在船閘施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，旨在為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);船閘工程;施工項(xiàng)目管理

船閘工程施工具有一定的復(fù)雜性，包含不同專業(yè)、不同工種之間的交叉工作比較多，施工持續(xù)時(shí)間長，工程安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理等工作難度大，對(duì)管理人員的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力要求較高。在具體施工過程中，施工人員要與不同部門之間建立良好的聯(lián)系，才能推動(dòng)工程項(xiàng)目的進(jìn)展，保證施工質(zhì)量。傳統(tǒng)模式下，以人力為主的管理方式無法滿足船閘工程的發(fā)展需求，現(xiàn)階段在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐下，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了建筑工程的創(chuàng)新發(fā)展。

1、船閘工程施工的特點(diǎn)分析

船閘工程是一種大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，專業(yè)性強(qiáng)，投資規(guī)模大，工程持續(xù)時(shí)間比較長，施工環(huán)境復(fù)雜，包含不同專業(yè)、不同工種、不同部門之間的交叉工作比較多，工程質(zhì)量管理、安全管理難度大。對(duì)設(shè)計(jì)人員、施工人員的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力、專業(yè)能力要求較高，項(xiàng)目建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化要求較高。在設(shè)計(jì)階段，要保證閘位與總體布置的合理性。閘位的布置受到已建水工、通航建筑物等方面的影響比較大，約束條件比較多，在有些船閘工程中，船閘所處的地理地質(zhì)環(huán)境惡劣，在設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮地震斷裂帶的分布與走向，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性和安全性，同時(shí)要盡量降低船閘工程施工對(duì)相鄰水利設(shè)施產(chǎn)生的影響，滿足船閘工程所在區(qū)域的防洪設(shè)計(jì)要求。

2、BIM技術(shù)相關(guān)概述

建筑信息模型（building information model—ing，BIM）技術(shù)是融合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展而來的建筑信息管理技術(shù)。在建筑施工管理中的應(yīng)用，以BIM技術(shù)為核心，利用BIM集成平臺(tái)，可以將機(jī)電、土建、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)的內(nèi)容高度集中，融入到BIM建筑模型中，提高建筑設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。同時(shí)也可以將建筑工程的設(shè)計(jì)、工藝、進(jìn)度、安全管理、質(zhì)量管理、施工材料、勞動(dòng)力、工程建設(shè)成本等工作內(nèi)容集中到同一平臺(tái)中。傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目管理模式無法實(shí)現(xiàn)高度同一的標(biāo)準(zhǔn)化，項(xiàng)目建設(shè)周期、成本控制、質(zhì)量管理和安全管理工作難度大，有些技術(shù)圖紙的關(guān)鍵點(diǎn)不清晰，有些情況下，施工人員無法準(zhǔn)確、全面、形象、直觀的理解設(shè)計(jì)圖紙的關(guān)鍵內(nèi)容。利用BIM集成模型作為載體，可以加強(qiáng)不同參與單位之間的有效聯(lián)系，通過整合各類數(shù)據(jù)信息，利用BIM模型形象、直觀、可統(tǒng)計(jì)、可計(jì)算的特點(diǎn)，提高項(xiàng)目技術(shù)管理、工程量管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理和安全管理之間的聯(lián)系，提高建設(shè)工程管理效率，降低管理人員的工作量和工作難度。船閘工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，將BIM技術(shù)應(yīng)用于船閘工程施工中，利用其可視化的優(yōu)點(diǎn)對(duì)重點(diǎn)、要點(diǎn)、難點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行可視化交底，進(jìn)而提高施工設(shè)計(jì)方案的合理性、針對(duì)性，避免因施工人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容理解不清晰導(dǎo)致二次返工問題的出現(xiàn)。

3、BIM技術(shù)在船閘施工中的應(yīng)用

3.1施工工藝模擬與可視化交底技術(shù)研究

船閘工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，利用BIM技術(shù)的可視化性能可以對(duì)項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行可視化交底，以三維立體模擬的形式更加直觀的展現(xiàn)出設(shè)計(jì)工作的要點(diǎn)內(nèi)容，保證施工設(shè)計(jì)圖紙能為項(xiàng)目的建設(shè)提供全面的支撐，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工情況不符的問題。此外，利用BIM技術(shù)可以構(gòu)建三維立體模型，建立起集成建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的模型，在工程準(zhǔn)備階段和設(shè)計(jì)階段對(duì)實(shí)際施工情況進(jìn)行高度模擬，通過碰撞實(shí)驗(yàn)深入分析不同專業(yè)的交叉工作，優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)的問題和難題，避免因施工一段時(shí)間之后發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案不合理的地方，出現(xiàn)二次返工問題，增加沒必要的施工成本，浪費(fèi)施工材料、人力、物力的同時(shí)還會(huì)影響工期和施工質(zhì)量。對(duì)于一些設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的工藝，可以利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維可視化模型，展現(xiàn)出具體的施工工藝，以視覺化的形式指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)，協(xié)調(diào)不同專業(yè)的工序，減少人、機(jī)械待工問題的出現(xiàn)。結(jié)合現(xiàn)階段船閘工程的實(shí)際施工情況來看，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)比較多，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)位置處的異形結(jié)構(gòu)會(huì)增加施工過程中模板設(shè)計(jì)和工序的難度，在傳統(tǒng)施工模式下，在該環(huán)節(jié)施工時(shí)候需要人為在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工人員開展模板的制作與安裝工作。利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維可視化模型，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，在施工過程中按照模擬流程對(duì)實(shí)際施工狀態(tài)進(jìn)行對(duì)照，結(jié)合相關(guān)技術(shù)文件和質(zhì)量要求、施工進(jìn)度要求形成相應(yīng)文件并制作相關(guān)交底的三維模型和三維施工交底動(dòng)畫。有助于提前展示出船閘工程的施工難點(diǎn)、要點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)內(nèi)容，將復(fù)雜的施工工藝和流程變得更加簡單、可理解，這種工作模式可以避免施工人員和管理人員因?qū)υO(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范理解不同產(chǎn)生的施工錯(cuò)誤。

3.2施工進(jìn)度管理

施工進(jìn)度管理是船閘工程的重要工作內(nèi)容，在進(jìn)度管理中，要根據(jù)具體工程項(xiàng)目的實(shí)際情況制定BIM技術(shù)施工進(jìn)度控制協(xié)作流程，對(duì)不同專業(yè)、不同工藝特征進(jìn)行整合，分析影響施工進(jìn)度的主要因素，對(duì)材料供給、人力分配、工序安排、機(jī)械設(shè)備等方面的因素進(jìn)行整合，以BIM技術(shù)為核心，通過相應(yīng)的調(diào)整，構(gòu)建工作分解結(jié)構(gòu)（work breakdown structure，WBS）和施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的內(nèi)在關(guān)系，進(jìn)而完成工程構(gòu)件模型和施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)鏈接。在船閘工程施工開始之后，通過錄入實(shí)際施工進(jìn)度，與原計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比，通過對(duì)各類進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行全面對(duì)比、分析之后，對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行調(diào)整，利用構(gòu)建的BIM 三維可視化模型對(duì)施工過程進(jìn)行模擬，實(shí)施查詢施工動(dòng)態(tài)信息。在船閘工程中應(yīng)用基于BIM技術(shù)可視化模型，再與傳統(tǒng)施工進(jìn)度控制模式相互結(jié)合，在進(jìn)度信息反饋、可視化模擬分析和動(dòng)態(tài)控制等方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。從信息反饋的角度來看，船閘工程進(jìn)度的控制要依賴于及時(shí)、有效的信息，利用信息采集系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)讓管理人員在一定時(shí)間內(nèi)了解項(xiàng)目開展的具體情況，現(xiàn)階段常用的船閘工程信息采集主要通過日?qǐng)?bào)的方式收集各類信息。

3.3工程量統(tǒng)計(jì)與核對(duì)

利用BIM技術(shù)構(gòu)建算量模型可以準(zhǔn)確計(jì)算工程量，船閘工程中的很多施工環(huán)節(jié)應(yīng)用的是異形構(gòu)件，結(jié)合BIM技術(shù)構(gòu)建算量模型可以詳細(xì)記錄這些構(gòu)件的規(guī)格、尺寸和具體的參數(shù)信息，利用系統(tǒng)里的具體算法和公式，可以將模型切割分塊不斷細(xì)化，以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性。工程量的計(jì)算是船閘工程的重點(diǎn)工作內(nèi)容，該項(xiàng)工作與施工計(jì)劃調(diào)整、施工質(zhì)量控制、施工工藝選擇等工作內(nèi)容息息相關(guān)，BIM技術(shù)工程量計(jì)算中的應(yīng)用也可以將工程造價(jià)人員所構(gòu)建的基本模型時(shí)間信息、工程成本等關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，多種因素集合的方式有助于施工單位控制工程成本，也能有效解決因工程量計(jì)算不準(zhǔn)確導(dǎo)致的工程糾紛、工程造價(jià)失控、材料浪費(fèi)等問題。在計(jì)算工程量時(shí)，首先要根據(jù)船閘工程的具體特征構(gòu)建BIM算量模型，船閘工程中很多構(gòu)件都是不規(guī)則的，要根據(jù)這種不規(guī)則的特點(diǎn)構(gòu)建相互獨(dú)立的模型，這在一定程度上會(huì)加大算量軟件的選擇和應(yīng)用難度，要根據(jù)施工要求、工程特點(diǎn)選擇與之對(duì)應(yīng)的算量軟件才能提高工程量計(jì)算的準(zhǔn)確度。

4、結(jié)語

綜上所述，船閘工程施工項(xiàng)目復(fù)雜，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化要求較高，施工節(jié)奏緊湊，包含的參建單位比較多，所涉及的信息數(shù)據(jù)量大、信息種類多、信息數(shù)據(jù)更新速度快。要想保證施工進(jìn)度、施工安全和施工質(zhì)量，必須要提高管理模式，傳統(tǒng)的工程管理手段無法滿足船閘工程的發(fā)展要求。在此背景下，建設(shè)單位要結(jié)合工程特征和建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)新技術(shù)的應(yīng)用，將BIM技術(shù)應(yīng)用于船閘工程施工中，結(jié)合BIM技術(shù)和相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建相應(yīng)的三維模型可以加強(qiáng)不同部門之間的有效協(xié)調(diào)，推動(dòng)工程項(xiàng)目進(jìn)展。

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