基于BIM的城市軌道交通項(xiàng)目施工協(xié)同管理研究

閆雄偉

（太原軌道交通集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

當(dāng)前，國內(nèi)軌道交通建設(shè)正處于一個(gè)上升發(fā)展階段，盡管各方面的技術(shù)水平，對(duì)應(yīng)的材料設(shè)備不斷在完善發(fā)展，但仍然存在一些方面有提高的空間。建筑工程中各個(gè)項(xiàng)目之間的協(xié)同關(guān)系影響著工程建設(shè)的質(zhì)量與效果。BIM技術(shù)相較于傳統(tǒng)的CAD繪圖，使得建筑行業(yè)從傳統(tǒng)的二維視圖進(jìn)步到三維視圖中來，可視化使得項(xiàng)目有得以更加直觀展現(xiàn)細(xì)節(jié)處的處理方案。通過BIM協(xié)同項(xiàng)目管理讓建筑項(xiàng)目中各個(gè)方面處于平衡狀態(tài)讓項(xiàng)目得以順利完成。

1 BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的價(jià)值

BIM技術(shù)最早由查克·伊斯曼博士提出，其最初僅是一種理想化概念而已，此后卻成為建筑能夠應(yīng)用的重要工具。BIM技術(shù)之所以能夠打破固有的技術(shù)思維模式是因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在建筑行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。BIM技術(shù)作為一種先進(jìn)的CAD技術(shù)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)而言有更加明顯的優(yōu)勢，BIM技術(shù)不僅把圖紙變成了三維，而且BIM技術(shù)還加入了時(shí)間這個(gè)參數(shù)，讓建筑工程隨著工程進(jìn)度從開始到結(jié)束都可以清晰地預(yù)測出來[1]。直觀的觀察模式相較于腦海中的苦思冥想無異于降低了整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)難度。極大地豐富了細(xì)節(jié)處的精細(xì)化處理。讓每一個(gè)施工過程都參數(shù)化，允許即時(shí)查看項(xiàng)目中諸如單個(gè)梁板柱墻的信息，以編碼和數(shù)字化的方式向我們展現(xiàn)了BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑行業(yè)的價(jià)值所在。

1.1 及時(shí)更新方案，保障施工過程的質(zhì)量與安全

施工過程中最重視的莫過于質(zhì)量和安全。這也是貫穿城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)過程的一條主線。BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一在于可以包攬所有信息數(shù)據(jù)。用其可以建立虛擬3D模型，通過模型觀察使得各參建主體更加簡潔全面地洞察整體設(shè)計(jì)的目的和意圖。在此基礎(chǔ)上風(fēng)險(xiǎn)源、漏洞更加易于觀察出來，進(jìn)一步保障質(zhì)量和安全。再者，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)整體有直觀了解的基礎(chǔ)上，可以建立模擬和現(xiàn)場實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)之間聯(lián)系。這對(duì)施工設(shè)計(jì)與實(shí)際間的誤差能夠起到一個(gè)及時(shí)調(diào)整的作用，做到及時(shí)更新方案。

1.2 優(yōu)化施工進(jìn)度

通過BIM技術(shù)建立3D模型來進(jìn)行模擬存在優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上添加施工進(jìn)度信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)，完善已建立的模型。由此，我們可以由已建立的模型所展示的進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度作比較。通過對(duì)比分析來對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行檢查，看其是否合理科學(xué)。同時(shí)，還可以對(duì)施工環(huán)境場地進(jìn)行分析，調(diào)整實(shí)施的進(jìn)度。基于BIM建立起來的模型，可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件自動(dòng)檢測出物體間的具體位置。即可以用其檢測碰撞點(diǎn)，來發(fā)現(xiàn)最初沒有觀測出來的漏洞。將這些缺陷之處加之以修改重新設(shè)計(jì)補(bǔ)充，完善整個(gè)施工體系。從而減少返工次數(shù)，確保整個(gè)施工及時(shí)甚至優(yōu)化完成。

2 BIM技術(shù)在建筑工程協(xié)同項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

準(zhǔn)確地把握施工細(xì)節(jié)，以及規(guī)劃良好的施工秩序，對(duì)現(xiàn)有的施工配置做到最大化的充分利用，是當(dāng)前施工需要解決的問題。BIM技術(shù)不僅是一個(gè)簡單的可視化三維模型，它還能夠?qū)η捌诘臏?zhǔn)備工作進(jìn)行分析，提升管理以及施工效率。所以要通過實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的動(dòng)態(tài)管理來加強(qiáng)施工以及項(xiàng)目的管理。

上述也提到，BIM技術(shù)是收集基礎(chǔ)信息來建造模型，BIM技術(shù)還有一個(gè)重要特點(diǎn)就是根據(jù)建筑資源的位置信息，來進(jìn)行自動(dòng)定位，所以系統(tǒng)可以靠信息和數(shù)據(jù)來模擬施工人員和施工設(shè)備的定位。這樣就能準(zhǔn)確把握施工實(shí)況以及進(jìn)度。能夠更加科學(xué)地對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理，也會(huì)大大減少工作量，為施工方提供了很大的便利，提高了施工效率。安全是工程中的重中之重，BIM模型也可以用于分析質(zhì)量問題或者存在的工程安全隱患。對(duì)于各個(gè)建筑之間的距離監(jiān)督比較方便，可以有效避免生產(chǎn)事故。并且根據(jù)前期分析和后期施工的綜合考量，加強(qiáng)防范，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。成本預(yù)算也是影響現(xiàn)場施工進(jìn)度的一個(gè)重要因素。有時(shí)候預(yù)算超出了估計(jì)量，就會(huì)導(dǎo)致施工任務(wù)的停滯，影響工期。所以現(xiàn)場施工與BIM技術(shù)相結(jié)合，前期通過測量成本對(duì)預(yù)算有一個(gè)準(zhǔn)確計(jì)算，在以后的施工中就能夠有計(jì)劃地對(duì)成本充分利用，就可以根據(jù)預(yù)算計(jì)劃合理安排施工任務(wù)和進(jìn)度。

2.1 BIM技術(shù)在施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)施工中，建筑信息的修改和傳遞一般都是通過紙媒傳遞且單向的，這樣就容易造成信息傳遞不及時(shí)，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和施工工期的延長甚至返工。BIM技術(shù)提供給不同專業(yè)之間協(xié)同交流的平臺(tái)，信息的及時(shí)反饋更加方便，使得設(shè)計(jì)進(jìn)度得到了保證。在BIM技術(shù)的支持下協(xié)同管理保障了施工進(jìn)度的穩(wěn)步推進(jìn)。發(fā)現(xiàn)問題，解決問題確保信息傳遞通道暢通無阻。以往的建筑施工進(jìn)度的控制依靠的是經(jīng)驗(yàn)管理的方式，發(fā)現(xiàn)問題依靠的是經(jīng)驗(yàn)，那么出現(xiàn)紕漏概率即會(huì)增加，進(jìn)而影響到施工進(jìn)度的控制。但是在BIM技術(shù)的保障下可視化交底、施工模擬等方式讓施工進(jìn)度有了科學(xué)的保證。在充分的數(shù)據(jù)條件下，利用BIM技術(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行進(jìn)度控制極大降低了進(jìn)度控制的難度。

2.2 BIM技術(shù)在施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用

當(dāng)前施工質(zhì)量控制主要靠人工檢查難免會(huì)出現(xiàn)漏洞，質(zhì)量不合格返工現(xiàn)象不時(shí)發(fā)生。應(yīng)用BIM技術(shù)則會(huì)減少紕漏的產(chǎn)生，每一個(gè)項(xiàng)目在開始施工之前，都可以應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，用三維技術(shù)直觀地展現(xiàn)施工進(jìn)程中可能會(huì)出現(xiàn)的狀況，并交由相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行解決，有效預(yù)防了在施工中出現(xiàn)問題才匆匆忙忙尋找解決方法現(xiàn)象的發(fā)生。保證了施工過程中不會(huì)出現(xiàn)因時(shí)間和技術(shù)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.3 BIM技術(shù)協(xié)同部門間溝通應(yīng)用

建筑的施工運(yùn)行是多個(gè)部門間協(xié)同完成的結(jié)果，每個(gè)建筑工程都有因?yàn)閰f(xié)同不當(dāng)而造成的管理難題，BIM技術(shù)提供了這樣一個(gè)交流平臺(tái)，信息及時(shí)地反饋到各個(gè)部門之中，通過三維視圖，增加了溝通效率，減少了時(shí)間精力的浪費(fèi)，直觀的事實(shí)比口干舌燥的爭論更能表現(xiàn)方法的可行性，三維圖示促使了溝通效率的提高，BIM技術(shù)提供的協(xié)同交流的溝通渠道讓思想得到了統(tǒng)一，在事實(shí)面前更能集中力量明確目標(biāo)。各部門間良好的溝通精確的信息傳達(dá)是完成項(xiàng)目的必要條件。因?yàn)锽IM技術(shù)模擬的三維視圖是跟隨建筑施工進(jìn)程而不斷改變的，即使出現(xiàn)突發(fā)性的施工錯(cuò)誤也可以及時(shí)進(jìn)行改正，不會(huì)出現(xiàn)返工的發(fā)生。這樣不僅是保證了施工的進(jìn)度，更保證了工程項(xiàng)目施工質(zhì)量時(shí)刻處于監(jiān)督控制之下，讓部門之間的協(xié)同管理更加有效。

2.4 BIM技術(shù)協(xié)同內(nèi)部的供求關(guān)系的應(yīng)用

建筑項(xiàng)目涉及內(nèi)容多，建設(shè)工期長，所以協(xié)同管理的工作量非常大。為了能順利地完成建筑項(xiàng)目，必須運(yùn)用協(xié)同管理方式協(xié)調(diào)好內(nèi)部的供求關(guān)系。施工進(jìn)度由許多因素影響，在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新下，每天使用的材料資源都會(huì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。就常規(guī)的質(zhì)量分析來說一般通過視覺進(jìn)行測量或?qū)嶋H操作進(jìn)行測量，這要求極高的經(jīng)驗(yàn)性，經(jīng)驗(yàn)不足的負(fù)責(zé)人很難進(jìn)行準(zhǔn)確的測量估計(jì)，BIM實(shí)時(shí)分析，對(duì)施工過程中建筑供求總量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)整，通過電子計(jì)算的方式讓每天消耗的資源有了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)體現(xiàn)，BIM技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，方便及時(shí)修改。若出現(xiàn)問題則會(huì)通知專門負(fù)責(zé)人保證施工項(xiàng)目中供求關(guān)系的穩(wěn)定，避免了資源分配不合理問題的發(fā)生。在針對(duì)項(xiàng)目內(nèi)部所用的材料之間的調(diào)配方案能夠提供參考，并制定預(yù)備方案保證項(xiàng)目穩(wěn)步進(jìn)行。

2.5 BIM技術(shù)協(xié)同業(yè)主和項(xiàng)目部門的應(yīng)用

業(yè)主和項(xiàng)目部門之間存在密切聯(lián)系，那么如何讓業(yè)主更加放心建設(shè)的項(xiàng)目呢？傳統(tǒng)方式的溝通不如三維視圖來得更加直觀精細(xì)，通過BIM控制施工進(jìn)度展示每一處施工工作中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的處理方案，讓業(yè)主做到施工過程的了然于胸，增加對(duì)項(xiàng)目部門的支持力度，直觀的了解項(xiàng)目動(dòng)態(tài)。

3 基于BIM技術(shù)的施工監(jiān)測與分析

BIM技術(shù)創(chuàng)建的模型能夠直觀地了解車站概況，在施工質(zhì)量管理方面主要包括質(zhì)量統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量管理目錄樹，檢驗(yàn)批劃分以及質(zhì)量驗(yàn)收。質(zhì)量統(tǒng)計(jì)能夠觀察每個(gè)月份各個(gè)工點(diǎn)的工程驗(yàn)收情況，包含質(zhì)量驗(yàn)收的總數(shù)、已完成和未完成的總數(shù)。通過驗(yàn)收情況，安排后續(xù)的施工任務(wù)，科學(xué)合理地安排施工進(jìn)度[2]。

3.1 在工程中的案例

質(zhì)量管理目錄樹簡稱工點(diǎn)樹，簡單說就是所有工點(diǎn)的概況，包括每個(gè)分項(xiàng)工程的內(nèi)容，在軌道交通工程建設(shè)管理平臺(tái)上都可以查看，還有檢驗(yàn)批的劃分，例如某個(gè)工程頂板及側(cè)墻的混凝土、鋼筋檢驗(yàn)批。日后巡檢或者歸檔就可以做到精確化，信息也不會(huì)丟失。施工質(zhì)量管理可以深化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，在前期規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；在準(zhǔn)備階段，還可以優(yōu)化施工方案，降低施工成本；對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行合理布置；后期還可以進(jìn)行可視化施工交底，減少偏差，在根源上對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，減少施工問題的產(chǎn)生?；贐IM技術(shù)的軌道交通建設(shè)管理平臺(tái)有效地做到了可視化、一體化、智慧化，能在施工過程中起到至關(guān)重要的作用。

3.2 基于BIM技術(shù)的施工監(jiān)測平臺(tái)的功能

這一平臺(tái)將所考察路段的BIM模型及其他信息重新進(jìn)行了處理。包括周邊環(huán)境的信息所建立的模型以及附近的建筑構(gòu)造新模型加以整合。有關(guān)作業(yè)人員可以直接對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行細(xì)致地觀察瀏覽。該平臺(tái)可以結(jié)合用戶瀏覽時(shí)所透露的信息，滿足用戶需要。采取定位點(diǎn)的形式，有助于在各個(gè)點(diǎn)間進(jìn)行切換，便于使用。此外，為了使用戶達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，平臺(tái)設(shè)置了空間測距功能。以便用戶掌握及時(shí)的空間距離信息。多視角功能的設(shè)定，有利于各平面圖紙細(xì)致的查看[3]。

對(duì)施工進(jìn)行模擬的監(jiān)測平臺(tái)可以將一些基本的信息進(jìn)行集合處理，對(duì)于周邊信息整合便于用戶的查詢。具體包括各種信息，其中有檢索盾構(gòu)區(qū)間這塊的內(nèi)容。有加工時(shí)間，環(huán)號(hào)以及盾構(gòu)長度等。有管片的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，包含標(biāo)準(zhǔn)塊，鄰接塊，封頂塊等。還包括各方面的信息，也正是由于這些信息，可以進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行仿真以及監(jiān)測，為后期各項(xiàng)運(yùn)營工作打下基礎(chǔ)。

3.3 隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)管理功能

各種項(xiàng)目的施工過程中都存在一些著重關(guān)注的信息數(shù)據(jù)。其中區(qū)域隧道收斂變形，地層變形等數(shù)據(jù)又是重點(diǎn)。該平臺(tái)將各種監(jiān)測到的報(bào)表信息進(jìn)行集中上傳，并與相關(guān)模型聯(lián)立。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)一些監(jiān)測點(diǎn)的定位，使得相關(guān)人員實(shí)時(shí)關(guān)注最新動(dòng)態(tài)，把握重點(diǎn)位置的信息。獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，在很大程度上提高從業(yè)人員的工作質(zhì)量和效率。另外，平臺(tái)自身設(shè)置有相應(yīng)的閾值，一旦所監(jiān)測的數(shù)據(jù)達(dá)到閾值后便會(huì)形成一個(gè)反饋機(jī)制。平臺(tái)會(huì)主動(dòng)向從業(yè)相關(guān)人員發(fā)送警戒，類似于發(fā)送電子郵件，或者其他的警告性信息。無論最終采取何種形式都是為了提醒相關(guān)人員及時(shí)采取措施來制止，從而起到了一定的預(yù)防作用。最終為安全施工提供了一定的保障。

3.4 施工進(jìn)度管理

平臺(tái)會(huì)相應(yīng)的根據(jù)各單位分解整合的計(jì)劃并與已經(jīng)設(shè)定的模型進(jìn)行綁定。根據(jù)錄入的信息數(shù)據(jù)將計(jì)劃與現(xiàn)實(shí)對(duì)比，有關(guān)人員根據(jù)對(duì)比的信息進(jìn)行判斷。從而掌握整個(gè)施工的進(jìn)程。對(duì)進(jìn)度進(jìn)行合適的調(diào)整，從整體上抓住進(jìn)度。

3.5 移動(dòng)端信息錄入查詢及管理

開發(fā)移動(dòng)端，并且與平臺(tái)相結(jié)合。這一措施不僅方便了將施工信息進(jìn)行快速及時(shí)的填報(bào)，還便于各種已存信息的需要時(shí)的獲取。譬如，在需要時(shí)查看各種施工圖紙、各類相關(guān)報(bào)告、各種文檔信息等。也正如上文中提到過，還可以將實(shí)際的進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度相比較。當(dāng)然，這種監(jiān)管過程也可以用手機(jī)端來直接控制。所遇各種問題都可以通過上傳現(xiàn)場圖片到后臺(tái)來進(jìn)行整合處理，由相關(guān)人員進(jìn)行修改，保證了質(zhì)量和效率。

4 結(jié)語

總之，通過將BIM技術(shù)與各動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合有助于具體的工程實(shí)施。創(chuàng)建新型的管理系統(tǒng)，透過平臺(tái)，呈現(xiàn)的既可以是局部也可以是整體，既可以是過去，可以是將來。方便管理者各抒己見，個(gè)性化提供方案。由于平臺(tái)也能夠基于大數(shù)據(jù)分析，這些方面在很大程度上可以彌補(bǔ)個(gè)人計(jì)劃實(shí)施的缺陷。將之與城市軌道交通各項(xiàng)目相結(jié)合，在一定范圍內(nèi)可以控制施工質(zhì)量和效益。BIM技術(shù)在建筑工程協(xié)同項(xiàng)目管理中的應(yīng)用不僅涉及施工進(jìn)度、施工質(zhì)量還涉及施工中各部門之間的協(xié)調(diào)控管理及內(nèi)部供求關(guān)系的處理。使用BIM技術(shù)構(gòu)建和管理來支持操作和環(huán)境和管理項(xiàng)目的建設(shè)，得到優(yōu)化和提升，降低了整個(gè)施工建筑項(xiàng)目中的運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)。提高了監(jiān)視施工進(jìn)程中的容錯(cuò)率，不僅節(jié)省了大量的人力資源，時(shí)間上的控制也進(jìn)行了極大地提高，體現(xiàn)出了BIM技術(shù)在建筑工程協(xié)同項(xiàng)目管理中的應(yīng)用前景之廣大。