BIM 技術(shù)在高速公路施工管理中的應(yīng)用

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BIM 技術(shù)對(duì)于提升工程效率和保障施工安全方面具有積極的促進(jìn)作用，在全面考察施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、將現(xiàn)場(chǎng)信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)后，構(gòu)建施工現(xiàn)場(chǎng)的三維模型，直觀展示施工現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)細(xì)節(jié)，在遇到與設(shè)計(jì)意圖不符的情況后能夠及時(shí)制訂處理方案，增強(qiáng)管理的時(shí)效性。

1 高速公路工程施工管理概述

社會(huì)的不斷進(jìn)步使得人們?cè)絹?lái)越關(guān)注高速公路工程施工問(wèn)題，作為高速公路工程中重要的組成部分，高速公路工程施工管理也成為了人們的關(guān)注點(diǎn)。關(guān)于高速公路工程施工管理的概念，我們可以從兩方面進(jìn)行論述，分別從廣義概念和狹義概念來(lái)說(shuō)明。高速公路工程施工的廣義概念是指相關(guān)的施工企業(yè)在高速公路工程施工的全過(guò)程進(jìn)行良好的控制和管理，其過(guò)程包括高速公路工程項(xiàng)目的施工準(zhǔn)備，施工建設(shè)以及工程建成的驗(yàn)收等過(guò)程。狹義上的高速公路工程施工管理指的是對(duì)高速公路工程建設(shè)施工的過(guò)程進(jìn)行管理，其中主要是對(duì)施工前的準(zhǔn)備工作，施工過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度工作等進(jìn)行管理。高速公路工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在工程施工過(guò)程中，不僅有大量的人力物力的調(diào)動(dòng)，還需要對(duì)施工人員的行為進(jìn)行規(guī)范，總得來(lái)說(shuō)，整個(gè)工程的施工管理內(nèi)容多，具有一定的難度。這主要體現(xiàn)在高速公路工程施工的跨區(qū)域性、工程工期長(zhǎng)、地理環(huán)境因素的影響等。所以說(shuō)，為了保證高速公路工程施工的有效開(kāi)展，保證整個(gè)工程在工期內(nèi)完工，并保證整個(gè)工程的質(zhì)量和安全，就必須采取科學(xué)合理的高速公路工程施工管理，而且高速公路工程施工管理也要隨時(shí)代的發(fā)展不斷的更新優(yōu)化[1]。

2 高速公路施工管理中存在的問(wèn)題

2.1 高速公路施工方案的多變性和嚴(yán)重浪費(fèi)問(wèn)題

由于每一個(gè)高速公路施工項(xiàng)目的位置和區(qū)域是不同的，所以高速公路的施工方案是隨著區(qū)域和地理?xiàng)l件的變化而不斷變化的，這就使得相關(guān)企業(yè)的高速公路施工方案具有多變性。但是修建高速公路對(duì)施工條件的要求很高，并且相關(guān)施工條件是隨著施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和氣候條件是不斷變化的。所以這就使得高速公路方案制定的時(shí)候很容易受到外部環(huán)境的干擾，這就會(huì)造成相關(guān)施工工程的難度加大，尤其是路基施工過(guò)程中受到外部環(huán)境的影響使得已經(jīng)確定的施工方案不能按照原有方案中的計(jì)劃進(jìn)行，使得企業(yè)在施工過(guò)程中不得不再次修改相關(guān)計(jì)劃，這就導(dǎo)致了施工過(guò)程中人力和財(cái)力的大大浪費(fèi)，有時(shí)甚至?xí)鱿嚓P(guān)施工項(xiàng)目的前期工程預(yù)算，造成許多不必要的負(fù)面影響。

2.2 管理問(wèn)題

高速公路施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，其涵蓋的內(nèi)容較多，由此使得現(xiàn)場(chǎng)管理難度較大，管理方面的問(wèn)題主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）管理制度不健全。高速公路施工具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)等特點(diǎn)，人員流動(dòng)大，不利于現(xiàn)場(chǎng)管理。同時(shí)，由于施工單位將過(guò)多的精力放在質(zhì)量、安全、進(jìn)度等方面，從而使得管理制度不夠完善，采用的管理方法不先進(jìn)，制約了管理水平的提升，各種與管理有關(guān)的問(wèn)題隨之出現(xiàn)，對(duì)工程的正常開(kāi)展造成不利影響。

（2）安全管理不到位。安全是高速公路工程施工過(guò)程中永恒不變的話題，質(zhì)量、進(jìn)度全都建立在安全的基礎(chǔ)上，由此使得安全管理的重要性隨之凸顯[2]。但從高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)看，安全管理工作仍然存在一些問(wèn)題，比如，未懸掛安全警示牌、安全檢查形式化、消防設(shè)備不齊全等，由此給安全事故的發(fā)生埋下隱患。

（3）管理方式不合理。高速公路施工管理是一項(xiàng)專業(yè)性比較強(qiáng)的工作，為達(dá)到預(yù)期的效果，必須采取合理可行的管理方式和方法。但是部分管理人員由于經(jīng)驗(yàn)不足，采用的管理方式不合理，導(dǎo)致管理的有效性下降，對(duì)施工質(zhì)量、進(jìn)度造成影響。

3 BIM 技術(shù)在高速公路施工管理中的具體應(yīng)用形式

3.1 幫助構(gòu)建三維模型

高速公路建設(shè)施工要考慮到高速公路自身和兩側(cè)環(huán)境的施工要求，由于高速公路屬于直線結(jié)構(gòu)，且施工距離較長(zhǎng)，工程周期長(zhǎng)，可能跨越多個(gè)季節(jié)，要求設(shè)計(jì)人員在充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的前提下合理設(shè)計(jì)施工圖紙。傳統(tǒng)的二維目標(biāo)圖主要依靠文字信息和紙質(zhì)圖紙內(nèi)容呈現(xiàn)施工要點(diǎn)和尺寸要求，施工人員難以通過(guò)文字信息直觀感受設(shè)計(jì)意圖，并且有些管理人員未能及時(shí)管控施工效果，容易造成安全隱患，影響工程進(jìn)度。BIM 技術(shù)建立的可視化模型，屬于精度高于二維模型的曲面結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)化為曲面參數(shù)，幫助管理人員掌握工程量和施工安全等級(jí)，對(duì)高危和輕度危險(xiǎn)的區(qū)域準(zhǔn)確劃分。施工模擬在公司內(nèi)部平臺(tái)即可展現(xiàn)，無(wú)須依靠外部人員解釋，即使一般施工人員也能夠理解設(shè)計(jì)意圖。通過(guò)可視化內(nèi)容，管理人員可提前對(duì)可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題充分預(yù)判，便于制訂應(yīng)對(duì)方案，縮短問(wèn)題的解決時(shí)間。

3.2 預(yù)判高速公路施工的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

對(duì)高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)造成影響的因素包含：開(kāi)挖技術(shù)、加固方式、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)等，涵蓋于多個(gè)施工環(huán)節(jié)中。高速公路的邊坡位置較高，容易因高度差造成土體松動(dòng)影響邊坡牢固度，利用模型顯示的具體情況，合理選擇邊坡加固的方式，保障其使用的安全性。BIM 技術(shù)也可對(duì)施工構(gòu)件信息集中處理，整體控制構(gòu)建適用標(biāo)準(zhǔn)，有利于隨時(shí)更換構(gòu)建信息，保證信息內(nèi)容的精準(zhǔn)度。根據(jù)施工工期和階段的不同，所需要滿足的施工要求也不盡相同，BIM 技術(shù)為不同階段的安全管理提供針對(duì)性意見(jiàn)，規(guī)范質(zhì)量和安全管控的方法，構(gòu)建安全預(yù)警機(jī)制[3]。

3.3 基于BIM 技術(shù)的精益建造

精益建造成果多集中在大型復(fù)雜橋梁、隧道工程，施工前開(kāi)展BIM 審圖、三維技術(shù)交底、施工場(chǎng)地布置，施工過(guò)程中開(kāi)展土石方開(kāi)挖計(jì)算、基于BIM 的三維算量、施工模擬，BIM 方案比選優(yōu)化等，在大型復(fù)雜橋梁建設(shè)項(xiàng)目，管理低效造成施工單位利潤(rùn)不高，利用BIM 技術(shù)改造材料采購(gòu)、入庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)耗用階段的管理，且用碰撞檢測(cè)、虛擬施工及工程算量等手段，有效降低成本，提高了企業(yè)利潤(rùn)。目前受限于能夠用于高速公路工程精益建造應(yīng)用軟件的制約，BIM技術(shù)發(fā)展受到很大阻力，很多應(yīng)用點(diǎn)實(shí)施效率難以適應(yīng)于施工進(jìn)度，從而失去了實(shí)際價(jià)值。

3.4 預(yù)估施工安全事故

BIM 技術(shù)能夠?qū)Π踩鹿拾l(fā)生的源頭進(jìn)行追蹤，優(yōu)化模板查詢工作，在完全了解施工過(guò)程和項(xiàng)目建設(shè)大體流程的基礎(chǔ)上，由安全等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建預(yù)警保護(hù)機(jī)制，引導(dǎo)劃分施工中出現(xiàn)安全事件的等級(jí)。制定好安全等級(jí)后，對(duì)于事故出現(xiàn)的原因和事故名稱進(jìn)行記錄，向上級(jí)部門報(bào)備，防止安全隱患轉(zhuǎn)化為安全事故。尤其關(guān)注土方塌陷等基礎(chǔ)性事故發(fā)生的原因，精準(zhǔn)定位可控事故的方式，融入施工人員管理辦法，對(duì)于違反規(guī)定的作業(yè)內(nèi)容定責(zé)到個(gè)人，完成安全管理的全部操作流程。BIM 技術(shù)在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防方面發(fā)揮重要作用，結(jié)合結(jié)構(gòu)的安全性能，給出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的安全事件及時(shí)預(yù)測(cè)。施工中，隨著施工進(jìn)程的深入，開(kāi)挖深度逐漸增加，施工難度相應(yīng)提升，對(duì)人員施工水平和設(shè)備使用的安全意識(shí)要求更為嚴(yán)格，BIM 技術(shù)給出施工人員在滿足施工要求的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)著重注意的問(wèn)題，主要集中在空間沖突和機(jī)械設(shè)備使用規(guī)范的內(nèi)容上。根據(jù)不同安全等級(jí)，提出可行性意見(jiàn)，提供原始資料支持。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)在高速公路施工管理方面起到積極的促進(jìn)作用，幫助施工人員理解設(shè)計(jì)意圖，利用三維動(dòng)畫(huà)模型，提前對(duì)施工中可能存在的安全隱患準(zhǔn)確預(yù)估，提升工程的整體安全水平，確保施工的順利進(jìn)行。