BIM技術在市政工程施工管理中的應用研究

文｜福建省晉江市工業(yè)園區(qū)開發(fā)建設有限公司 許文質(zhì)

BIM 技術又稱為建筑信息模型技術，主要指的是基于虛擬三維立體模型進行的可視化工程設計與協(xié)調(diào)管理工作。相關市政工程項目管理人員需要針對BIM 技術在市政工程進度管理當中的應用進行更加細致深入地研究和分析，有效解決施工過程當中出現(xiàn)的問題和沖突，盡可能縮減市政工程施工工期，促進市政工程施工水平與質(zhì)量的全面發(fā)展。

1.BIM 技術的特點及其優(yōu)勢

一般來說，將BIM 技術應用到市政工程建設與管理過程當中主要具備以下幾方面優(yōu)勢。首先是顯著的可視化特點。項目管理人員能夠通過三維虛擬建模，更加直觀地了解到市政工程項目涉及到的基本信息以及建設要求，從而能夠按需采取相應的管理手段以及管理策略，保障工程能夠按期完成。其次，基于BIM 技術能夠在正式進場施工之前進行模擬施工，針對市政工程當中可能存在的問題進行及時預判和處置，減少施工風險與施工隱患。最后，利用BIM 技術還能夠有效降低參建各單位之間的協(xié)調(diào)難度。參建單位可基于BIM 模型信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸與共享，為進一步強化施工質(zhì)量與施工效率奠定了更加堅實的基礎。

2.現(xiàn)階段市政工程施工管理存在的主要問題

2.1 施工流程與計劃相脫節(jié)

市政工程建設規(guī)模大，涉及到的參建單位范圍較為廣泛，因此施工過程當中可能出現(xiàn)的不確定性因素也較多，一些項目的施工流程往往會與預定施工設計規(guī)劃產(chǎn)生一定的脫節(jié)現(xiàn)象，進而嚴重影響了市政工程施工進度，對保障項目現(xiàn)場管理水平，提升資源調(diào)配效率也產(chǎn)生了一定的限制和阻礙[1]。

2.2 工程質(zhì)量控制難度較大

作為影響市政工程建設水平的關鍵性因素之一，如何保障工程質(zhì)量已成為項目管理人員面臨的關鍵性挑戰(zhàn)。一些市政項目時間緊，任務重，未能給項目管理人員以及建設人員留下足夠的調(diào)整與優(yōu)化空間，工期、建設質(zhì)量以及成本支出等三方面內(nèi)容之間未能形成充分有效地平衡，制約了市政工程項目的持續(xù)健康發(fā)展。

2.3 城市環(huán)境限制因素較多

隨著我國城市化水平的不斷提升，城市內(nèi)部環(huán)境日趨復雜，其內(nèi)部的交通環(huán)境需求同樣也給市政工程建設帶來了一定的挑戰(zhàn)。例如在一些城市舊路改造項目當中，可能會影響城市內(nèi)部居民的正常出行，從而使項目工期與質(zhì)量之間的平衡管控受到嚴重影響。另外，在給排水、綠化等市政工程項目的建設過程當中，還可能會對城市環(huán)境造成一定的沖擊，進而也加大了施工管理的難度和成本，延長了施工周期。

2.4 管理策略與手段缺乏整體性

現(xiàn)階段的市政工程項目管理模式受到技術手段的影響，其信息匯集與整合的能力較為有限，項目管理人員很難站在更加宏觀整體的角度針對工程施工進度以及工程質(zhì)量做出精準可靠地研判，后續(xù)推出的相關項目管理措施和方案同樣也缺乏針對性，未能基于市政工程項目的相關特點建立起一套更加完備有序的管理體系，給市政工程項目質(zhì)量與進度的管理工作帶來了一定的困難和挑戰(zhàn)。

3.依托BIM 技術優(yōu)化工程進度管控的措施

本文針對當前市政工程施工進度管理存在的主要問題，在模型創(chuàng)建、規(guī)劃編訂、信息集成、偏差分析、流程優(yōu)化等方面提出了基于BIM 技術優(yōu)化市政工程進度管控的措施。

3.1 施工模型創(chuàng)建

為進一步優(yōu)化市政工程施工進度管控工作，提升BIM 技術在市政工程項目當中的應用水平，相關技術人員以及管理人員應基于工程實際情況進行三維模型的創(chuàng)建，為后續(xù)項目規(guī)劃和管理提供更加明確的方向引領與指導。具體來說，在進行三維工程模型的創(chuàng)建過程當中，技術人員應遵循以下步驟和流程。

首先，應針對項目樣板進行創(chuàng)建。在BIM 技術的應用過程當中，項目樣板不僅能夠使模型的軸網(wǎng)構建更加便捷，還能夠進一步加快常用族的加載時間，使模型運行性能得到有效提升[2]。技術人員應當基于市政工程項目相關要求針對項目樣板進行創(chuàng)建，確保樣板內(nèi)容與項目實際相契合，為后續(xù)建模工作以及信息填充提供相應的支持和鋪墊。

其次，應針對工程標高、軸網(wǎng)等基準圖元進行建立。技術人員可結合市政工程物探相關信息，將數(shù)據(jù)匯集到BIM 圖元當中，使三維虛擬建模的基本參數(shù)以及具體形態(tài)與市政工程項目實際建設要求相吻合，從而使后續(xù)工程建設具備更加精準的參照。

最后，基于圖元內(nèi)容進行工程三維設計模型的最終建構，并由施工方針對BIM設計模型進行進一步深化，使三維設計模型與施工方技術水平相匹配，為提升BIM模型的價值和作用奠定更加良好的基礎。

3.2 進度規(guī)劃編訂

在市政工程項目管理的過程當中，基于工程建設要求以及施工流程對進度規(guī)劃進行編訂具有關鍵性作用，合理完善科學的工程項目進度規(guī)劃能夠為施工進度管理提供更加重要的依據(jù)，因此技術人員應當著力運用BIM 技術實現(xiàn)對進度規(guī)劃的合理編訂，并將其直觀地展現(xiàn)在可視化三維模型當中，有效提升進度管理水平與質(zhì)量。相關技術人員應當按照以下環(huán)節(jié)和要求進行進度規(guī)劃的編訂（如圖1）。

圖1 利用BIM 三維模型進行的進度規(guī)劃編訂流程

首先，技術人員應當因地制宜針對市政工程項目開展工程量的提取與統(tǒng)計工作。作為工程進度規(guī)劃與管理的重要基礎和前提，準確的工程量統(tǒng)計能夠確保進度管理與規(guī)劃的合理性，盡可能避免由于工程量偏差而造成的工期延誤現(xiàn)象[3]?，F(xiàn)階段可采用的工程量提取與統(tǒng)計手段主要包括兩種主要類型。一是基于Revit 軟件進行直接統(tǒng)計，作為BIM 技術應用過程當中最關鍵的一項應用軟件，Revit 軟件能夠?qū)⒘炕瘮?shù)據(jù)直接轉化為可視化三維模型，其應用流程較為便捷，因此在進行三維可視化模型的建設過程當中，BIM 設計與管理人員即能夠結合模型參數(shù)構建出內(nèi)容較為可靠完備的工程量明細，從而為進度管理與規(guī)劃提供參考依據(jù)。二是通過第三方插件進行統(tǒng)計和提取。由于市政工程項目類型較為多元，因此一些項目與Revit 軟件自帶的工程量統(tǒng)計功能可能會存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象，不利于統(tǒng)計與提取工作的有效開展。BIM技術人員可利用第三方插件將三維可視化模型映射到計算模型當中，再由計算模型進行最終地統(tǒng)計與核算，從而得出相關項目的工程量。這兩種方式在統(tǒng)計便捷度、統(tǒng)計準確性等方面各具優(yōu)勢，BIM 技術人員以及市政項目管理人員可結合實際進行合理選定。

其次，工程量提取與統(tǒng)計工作完成之后，還應當依托BIM 建模進行項目流程的分解與協(xié)調(diào)，從而便于后續(xù)展開相應的管理工作。由于市政工程項目涉及到的參建單位較為眾多，傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理模式難度較大，因此技術人員可基于WBS 分解理念進行流程梳理與規(guī)劃，具體的任務分解過程如圖2所示。

圖2 依托BIM 三維模型進行的WBS 任務分解流程

最后，為使施工進度規(guī)劃設計更加細致，技術人員還可以利用Project 等應用軟件實現(xiàn)任務的具體部署，將WBS 任務分解過程當中所產(chǎn)生的各項環(huán)節(jié)和信息按照進度要求進行預計和估算，實現(xiàn)可視化施工進度網(wǎng)絡圖的繪制，使市政工程的施工進度管理更加高效。在運用Project 軟件進行進度規(guī)劃的估算過程當中，項目管理人員以及工程設計人員還應當做好各施工環(huán)節(jié)以及施工流程之間的關系安排工作，避免在實際施工當中出現(xiàn)順序問題影響施工質(zhì)量以及施工進程。

3.3 施工信息集成

基本進度規(guī)劃完成后，項目管理人員需要結合市政工程項目實際情況以及實地勘探相關內(nèi)容信息集成到三維可視化模型當中，進一步拓展模型內(nèi)容，使施工各環(huán)節(jié)能夠更加細致地表現(xiàn)在三維立體化模型當中。技術人員需要利用Navisworks 軟件對Project 工程進度規(guī)劃進行導入和匯集，并按照項目管理要求以及市政工程實際情況采用自動附著（如圖3）、手動添加等技術手段實現(xiàn)三維可視化模型與Project 進度規(guī)劃之間的相互對應，從而提升進度規(guī)劃與三維模型之間的契合度，使施工進度的管控工作得以落到實處。

圖3 基于特定要求進行模型與規(guī)劃之間的附著與匹配

在基于BIM 技術進行模型信息的集成與整合的過程當中，技術人員以及項目管理人員還應當關注以下兩方面內(nèi)容。首先應確保進度規(guī)劃編訂內(nèi)容與模型架構之間的匹配程度。一些項目在進行模型架構命名或進度規(guī)劃的編訂過程當中，未能按照相關規(guī)范和要求進行，導致類別劃分出現(xiàn)問題，對應流程發(fā)生混亂，嚴重影響了市政工程項目進度管理工作的正常開展。其次，應做到因地制宜地選定模型關聯(lián)方式。在基于BIM 技術進行市政工程項目的管理過程當中，無論是自動附著還是手動添加等兩種主要形式都具有其自身的優(yōu)勢和短板，因此技術人員應當綜合考量市政工程項目規(guī)模、工程建設要求、進度規(guī)劃目標等多項內(nèi)容選定合適的模型關聯(lián)策略，使施工進度管理工作的質(zhì)量和水平得到更加顯著地飛躍與提升[4]。

3.4 進度偏差分析

受到市政工程項目建設特點、城市內(nèi)部施工環(huán)境等因素的影響和制約，一些項目的實際施工進度與施工狀態(tài)可能會與預期規(guī)劃之間產(chǎn)生較為顯著的偏差，進而對工期內(nèi)保質(zhì)保量地完成施工目標形成了一定的難度和挑戰(zhàn)。因此，及時發(fā)現(xiàn)施工流程與預期進度規(guī)劃之間產(chǎn)生的偏差，并予以有效修正已成為目前市政工程項目管理人員需要解決的關鍵性問題。具體來說，項目管理人員可基于以下兩方面角度對進度偏差進行分析和研究。

首先，可從工程項目的工期完成情況入手進行對比和分析。項目管理人員可基于Synchro 4D 進度管理軟件實現(xiàn)預期進度規(guī)劃與實際工程進度之間的相互對比（如圖4），并及時找到與規(guī)劃之間出現(xiàn)脫節(jié)的節(jié)點，采取針對性措施和手段予以強化和推進，從而保障施工進度能夠達到預期，推動進度管理工作的進一步發(fā)展。

圖4 Synchro 4D 軟件進度對比報告樣例

此外，可從資源調(diào)配的角度進行對比和分析。在某些市政工程項目當中，項目管理人員往往難以直觀地針對施工進展進行量化研判，在這種情況下，技術人員可從資源消耗的角度進行切入和思考，找到資源消耗過程當中出現(xiàn)的異常情況，并順藤摸瓜針對影響項目進度的相關內(nèi)容進行定位，保障進度控制工作的全面落實。

3.5 流程調(diào)整優(yōu)化

在確定施工實際進度與預期規(guī)劃目標之間產(chǎn)生的偏差過后，相關項目管理人員應針對相關流程和內(nèi)容進行針對性調(diào)整和優(yōu)化，從而使進度目標得到有效實現(xiàn)，市政項目施工成本得到更加有效地管控，減少施工對于城市交通運行以及城市環(huán)境產(chǎn)生的影響。在進行流程優(yōu)化以及進度控制的過程中，管理人員應遵循以下幾方面流程。

首先，針對優(yōu)化過后的流程信息以及進度規(guī)劃對三維可視化模型當中的參數(shù)進行調(diào)整。作為實時反映市政項目建設進程的關鍵所在，三維模型的形態(tài)及其內(nèi)部信息對于后續(xù)施工具有重要作用。管理人員應確保模型信息得到及時有效地更新，避免因信息滯后造成的管理問題。

其次，應結合更新后的可視化BIM 模型做好施工模擬工作，針對優(yōu)化后的項目進度方案當中可能出現(xiàn)的問題進行處置，提升資源配置以及環(huán)節(jié)銜接水平。

最后，項目管理人員還應當基于BIM可視化模型做好施工進度規(guī)劃的交底工作，使一線施工隊伍能夠明確項目進度要求，為后續(xù)的進場施工做好相應的鋪墊和支持。

4.結論

總而言之，在現(xiàn)階段的市政項目建設與管理工作當中，保障項目按期完成是提升建設水平，減少施工成本的重要前提。相關管理人員應當針對BIM 技術進行深層次分析和研究，將BIM 技術有機融入到市政工程進度管理當中，使工程建設能夠充分兼顧質(zhì)量和進度要求，促進市政工程管理的長效化發(fā)展。