BIM技術(shù)在高速公路施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

謝曲波

摘 要：本文提出了將BIM技術(shù)用于高速公路施工進(jìn)度管理，闡述了傳統(tǒng)高速公路施工進(jìn)度管理方式中存在的問題，得出了基于BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，建立了基于BIM技術(shù)進(jìn)度管理實(shí)施流程，為高速公路施工進(jìn)度管理提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;施工進(jìn)度管理;BIM技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U415.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

近年來，伴隨著BIM、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)的興起，在高速公路施工過程中的智慧化已成為國內(nèi)外交通發(fā)展的必然趨勢(shì)。利用BIM技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化施工管理工作，顯著提升高速公路施工管理的工作效率。為了更好地保障BIM技術(shù)的應(yīng)用效果，必須制定具有可行性的應(yīng)用策略，注重提升工作人員對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)水平，以求發(fā)揮BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使項(xiàng)目工程取得更好的效果，施工進(jìn)度和質(zhì)量也可以大幅度提高。尤其是高速公路工程施工周期較長，同時(shí)施工又會(huì)受到多方面的影響，譬如雨雪天氣、國家政策、環(huán)保要求等等，傳統(tǒng)方式下的進(jìn)度管理，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前高速公路工程施工階段的需求，為尋求新的出路，將BIM技術(shù)與高速公路工程施工階段的進(jìn)度管理進(jìn)行結(jié)合是必然的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要探討B(tài)IM技術(shù)在高速公路施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用，從而為土木工程行業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 傳統(tǒng)高速公路施工進(jìn)度管理方式中存在的問題

調(diào)查得知，工程的施工進(jìn)度延誤率竟然過了半數(shù)，約占60%。由此可知依靠傳統(tǒng)方式進(jìn)行施工階段的進(jìn)度管理存在著許多問題，工期拖延，不能按時(shí)完工就是工程項(xiàng)目管理中存在的最大問題，其次資源的配置情況也值得去探討。因此，我們應(yīng)該分析一下工程的狀態(tài)，尋找到施工中產(chǎn)生的疑難問題，對(duì)產(chǎn)生的這些情況做出更正舉措。由相關(guān)分析數(shù)據(jù)可得知，傳統(tǒng)方式下高速公路工程施工階段進(jìn)度管理中存在著一下缺陷：

（1）信息曲解。工程施工階段是最為核心的環(huán)節(jié)，能否提交給業(yè)主一份滿意的產(chǎn)品，就取決于此。在進(jìn)行進(jìn)度管理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生許多信息，每個(gè)人對(duì)信息的理解程度不同，就產(chǎn)生了曲解和遺漏的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是工程不滿足要求。

（2）計(jì)算復(fù)雜。傳統(tǒng)模式下的進(jìn)度計(jì)劃編制大多是采用人工手動(dòng)導(dǎo)入的方式，涉及到的數(shù)據(jù)計(jì)算，一般都需要人員自己進(jìn)行復(fù)核、驗(yàn)算，嚴(yán)重影響工作效率與工作熱情。

（3）施工隱藏沖突容易忽視。從現(xiàn)在的高速公路工程施工情況來看，編制進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，往往只注意工序之間的邏輯順序，卻忽視了現(xiàn)場各種外部因素的作用，可能會(huì)導(dǎo)致某項(xiàng)工序嚴(yán)重滯后，按著進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行執(zhí)行的下一道工序，與滯后的工序間就出現(xiàn)了作業(yè)面沖突。

（4）進(jìn)度管理不能實(shí)施調(diào)控。依靠傳統(tǒng)方式編制的進(jìn)度計(jì)劃，信息表達(dá)太不直觀，采集到的現(xiàn)場信息不能及時(shí)與進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，影響進(jìn)度調(diào)整。使信息的跟蹤分析與糾偏措施實(shí)施缺乏整體性，施行進(jìn)度時(shí)會(huì)遇到很大的麻煩。

（5）主觀因素影響嚴(yán)重。進(jìn)度優(yōu)化時(shí)大多根據(jù)人員閱歷推算系數(shù)，使優(yōu)化數(shù)據(jù)缺少精準(zhǔn)度，無法進(jìn)行有效判斷。

（6）資料管理雜亂無序。傳統(tǒng)方式下進(jìn)行施工階段進(jìn)度計(jì)劃編制時(shí)，一般情況下，大多采用橫道圖或者網(wǎng)絡(luò)圖手工編制，或者是借助進(jìn)度軟件來編制計(jì)劃。再進(jìn)行進(jìn)度管理時(shí)，施工各方產(chǎn)生的進(jìn)度資料一般都以紙質(zhì)檔形式進(jìn)行收集整理，眾多的數(shù)據(jù)資料使得各方信息交流雜亂無章。

2 高速公路施工過程中BIM技術(shù)應(yīng)用的政策背景

BIM技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)施智慧高速的基本支撐，其中交通運(yùn)輸部印發(fā)的《關(guān)于打造公路水運(yùn)品質(zhì)工程的指導(dǎo)意見》（交安監(jiān)發(fā)〔2016〕216號(hào)）文件明確要求：推進(jìn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)，積極推廣工藝監(jiān)測、安全預(yù)警、隱蔽工程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等設(shè)施設(shè)備在施工管理中的集成應(yīng)用，提升項(xiàng)目管理信息化水平。交通運(yùn)輸部印發(fā)的《推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2017-2020年）》（交辦規(guī)劃〔2017〕11號(hào)）文件，明確要求：在公路領(lǐng)域鼓勵(lì)企業(yè)在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維等階段開展BIM技術(shù)應(yīng)用;到2020年，逐步實(shí)現(xiàn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)在重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、運(yùn)營、檢測維護(hù)管理全生命周期的應(yīng)用，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理水平大幅度提升。

3 基于BIM技術(shù)的含義及優(yōu)勢(shì)

3.1 BIM技術(shù)的含義

BIM并不是像大家像的那樣是一種建筑行業(yè)中使用的工具，而是一種新型的理念。BIM技術(shù)最大的特點(diǎn)就是建筑模型內(nèi)攜帶了大量的信息，傳統(tǒng)的建筑繪圖技術(shù)大多是記錄一些幾何信息，比如點(diǎn)、線、面、體等元素，而BIM技術(shù)則是透過參數(shù)化的塑膜過程把幾何信息構(gòu)成參數(shù)組件。一項(xiàng)工程需要很多人的參與，各單位之間頻繁的交流與溝通，不僅可以激發(fā)出創(chuàng)意而且還可以及早地發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的一些問題，而高速公路工程項(xiàng)目使用BIM技術(shù)雖然在前期設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)中增加成本，但是在建設(shè)管理階段，就會(huì)因?yàn)樽詣?dòng)化的圖文產(chǎn)出而減少大量的人力與時(shí)間成本。

3.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

基于BIM技術(shù)的施工階段進(jìn)度管理是在傳統(tǒng)方式進(jìn)度管理內(nèi)容的基礎(chǔ)上，融合新興的理念和技術(shù)手段。由于通過BIM建立的模型是高度仿真的，工程中的每一個(gè)參與者都能從自己的角度出發(fā)，詳細(xì)觀察BIM模型。站在設(shè)計(jì)方的立場上，使得設(shè)計(jì)質(zhì)量有更大的進(jìn)步，盡量減少設(shè)計(jì)缺漏的出現(xiàn);對(duì)于施工方，能夠從模型中看出此次工程的施工過程，及時(shí)想出應(yīng)對(duì)方法，對(duì)提前出現(xiàn)的影響施工的因素盡早消除或者是規(guī)避。另外，根據(jù)實(shí)地調(diào)研成果，對(duì)BIM模型周圍的情況也進(jìn)行模擬，譬如模擬周遭的自然與社會(huì)環(huán)境，從各種不同的角度對(duì)影響因子做出預(yù)測與評(píng)價(jià)分析，采用不同情況的應(yīng)對(duì)措施，從而優(yōu)化與充實(shí)道路工程施工階段中涉及到的進(jìn)度管理。

高速公路建設(shè)項(xiàng)目具有路線長、范圍廣、投資大、工期長、技術(shù)復(fù)雜及工程參與者眾多等特點(diǎn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用到高速公路工程進(jìn)度管理的過程中，可以極大地增強(qiáng)工程相關(guān)信息數(shù)據(jù)的共享原則性與高效處理性，掃除各方因?yàn)橘Y料不完善和溝通不順暢引起的“盲點(diǎn)”。并且由于BIM模型的直觀表達(dá)性、可視化操作和施工方案虛擬施工特點(diǎn)，可直接幫助管理人員節(jié)約時(shí)間，減少審查、閱覽工程中出現(xiàn)的施工、變更圖紙與清晰明白地了解進(jìn)度計(jì)劃圖的時(shí)間，同時(shí)清除工期落后引起的工程影響，工期落后這種現(xiàn)象的出現(xiàn)離不了導(dǎo)致出現(xiàn)工期落后這一現(xiàn)象。能夠大大減弱信息多次傳達(dá)發(fā)生的誤解幾率，使施工準(zhǔn)備時(shí)間在施工開始之前就已經(jīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)，進(jìn)一步提升工作管理的效率和精準(zhǔn)程度，在確保施工進(jìn)度和質(zhì)量的前提下，順利完成項(xiàng)目的規(guī)定目標(biāo)。與BIM技術(shù)相結(jié)合，使得高速公路施工階段進(jìn)度管理過程中所有涉及到的幾何、物理信息，進(jìn)度實(shí)際、計(jì)劃信息，資源配置信息等相關(guān)信息都存儲(chǔ)到一個(gè)平臺(tái)空間中，使信息集中分析管理，便于各方隨時(shí)采用，有效解決高速公路建設(shè)項(xiàng)目傳統(tǒng)管理過程中存在的現(xiàn)場查看不方便、信息記錄不全面、質(zhì)量進(jìn)度管理不直觀等問題，加快項(xiàng)目施工速度，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的管控能力。

通過BIM技術(shù)能夠做到先試后建，提前發(fā)現(xiàn)預(yù)定的各項(xiàng)計(jì)劃在時(shí)間、空間上的不易看見的矛盾和破綻，用主動(dòng)自動(dòng)管理來取代以前的被動(dòng)管理，減去現(xiàn)存的管理中大部分的成本與風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)在高速公路工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用還未進(jìn)入高級(jí)階段，仍需要更多的實(shí)踐和探索來完善其應(yīng)用方式、方法，但基于BIM技術(shù)實(shí)施工程項(xiàng)目施工進(jìn)度管理不僅是理論與技術(shù)上的可行，而且還會(huì)對(duì)我國各類工程項(xiàng)目管理的發(fā)展具有深遠(yuǎn)積極的影響。

4 基于BIM技術(shù)進(jìn)度管理實(shí)施流程

目前，隨著BIM技術(shù)的日益成熟和積極推行，眾多單位也積極配合實(shí)施BIM技術(shù)，基于BIM技術(shù)的高速公路工程施工階段的進(jìn)度管理也還沒有形成完整研究體系。針對(duì)目前進(jìn)度管理問題和BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出基于BIM技術(shù)的高速公路工程施工階段進(jìn)度管理實(shí)施流程。如圖1所示，其中基于BIM的進(jìn)度優(yōu)化主要包括：工期資源優(yōu)化、工期費(fèi)用優(yōu)化、虛擬施工;基于BIM的進(jìn)度控制：進(jìn)度跟蹤、進(jìn)度調(diào)整和偏差分析。

4.1 基于BIM技術(shù)的模型構(gòu)建

國內(nèi)應(yīng)用的BIM軟件很多，若要順利進(jìn)行道路模型的構(gòu)建，首先是要在軟件的選擇應(yīng)用方面下功夫，了解相關(guān)軟件的具體操作步驟，導(dǎo)入、輸出的文件格式是否正確、是否能成功與其他軟件進(jìn)行溝通，這是構(gòu)建模型的前提;其次是BIM建模應(yīng)按道路、橋涵、交通工程和附屬設(shè)施工程等的不同專業(yè)、不同系統(tǒng)進(jìn)行劃分，應(yīng)用的模型精細(xì)度建議不低于LOD300，模型應(yīng)當(dāng)包括構(gòu)建屬性和參數(shù)等信息，滿足成本估算、施工協(xié)調(diào)等需求，能夠使適用于全生命周期各階段。

4.2 基于BIM技術(shù)的施工階段進(jìn)度管理應(yīng)用分析

依照完成的BIM模型，結(jié)合傳統(tǒng)方式下的高速公路工程施工階段進(jìn)度管理理念，將BIM技術(shù)與高速公路工程聯(lián)系起來，基于BIM建立三維動(dòng)態(tài)可視化集成平臺(tái)，采用直觀的方式表達(dá)工程建設(shè)的全過程;對(duì)所有單位工程的形象進(jìn)度進(jìn)行綜合預(yù)覽或詳細(xì)進(jìn)度信息查看，識(shí)別各單位工程的進(jìn)度狀態(tài)，對(duì)單位工程進(jìn)度滯后進(jìn)行警告提示;對(duì)單位工程的形象進(jìn)度圖的詳細(xì)構(gòu)件進(jìn)度、滯后原因等信息進(jìn)行查看;對(duì)重點(diǎn)工序進(jìn)行可視化輔助交底和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工工藝模擬，通過BIM技術(shù)對(duì)高速公路工程的施工方案提前模擬、直觀分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，盡量避免返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，有利于施工階段的進(jìn)度管理。

5 結(jié)論

闡述了施工階段進(jìn)度管理與BIM技術(shù)基本內(nèi)容，總結(jié)了傳統(tǒng)方式下施工階段進(jìn)度管理和基于BIM技術(shù)施工階段進(jìn)度管理的技術(shù)方法，剖析兩者的差別，找出基于BIM技術(shù)的施工階段進(jìn)度管理的優(yōu)越性。根據(jù)以上理論研究，制定出將BIM技術(shù)引入高速公路工程施工階段的進(jìn)度管理中的具體實(shí)施流程。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈倩.BIM技術(shù)在土木工程施工管理中的應(yīng)用分析[J].居舍，2021（14）：53-54.