基于BIM的公路工程項目施工質(zhì)量管理策略研究

田昀，蘇巖

（1.慶陽市西峰區(qū)公路局，甘肅 慶陽 745000；2.慶陽市公共資源交易中心，甘肅 慶陽 745000）

0 引言

質(zhì)量管理工作是公路工程施工管理的重難點，需要從多個方面采取措施，如加強制度建設(shè)、注重人力資源建設(shè)、強化施工過程監(jiān)管等。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，越來越多的技術(shù)手段在公路工程建設(shè)與管理中逐漸得到應(yīng)用，為公路工程施工質(zhì)量管理提供了新的方向[1]?，F(xiàn)階段，BIM 技術(shù)在工程設(shè)計、工程施工、裝飾裝修、造價管理等諸多方面已得到應(yīng)用，且顯示出了較好的應(yīng)用效果?；诖?，結(jié)合公路工程施工管理經(jīng)驗，對基于BIM 的公路工程項目施工質(zhì)量管理提升策略進行研究，以期為公路工程項目施工質(zhì)量管理提供參考。

1 BIM 技術(shù)概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，在BIM 技術(shù)應(yīng)用中，通過收集與建筑工程項目相關(guān)的信息，能夠建立與工程規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行管理相關(guān)的模型。與常規(guī)建筑模型相比，BIM 模型具備可協(xié)調(diào)性、可模擬性、可出圖性、可視化及可優(yōu)化等特點，不同的管理者可根據(jù)自身需求，對數(shù)字信息模型進行優(yōu)化、調(diào)整，得到所需要的相關(guān)信息，進而利用相關(guān)信息指導(dǎo)項目建設(shè)與管理工作。

基于BIM 的公路工程項目施工質(zhì)量管理模式具有建筑信息高度集成的優(yōu)勢，將BIM 技術(shù)合理應(yīng)用于公路工程項目質(zhì)量管理，能夠有效提高管理效率、降低施工風(fēng)險。通過三維模型、四維模擬等指導(dǎo)具體的項目施工，可以提前預(yù)判與應(yīng)對施工中可能出現(xiàn)的問題，進而保證公路工程項目質(zhì)量。此外，BIM 技術(shù)有助于施工方案優(yōu)化、指導(dǎo)施工組織設(shè)計，科學(xué)使用建筑材料，控制項目建設(shè)成本與造價，多角度指導(dǎo)建筑工程管理工作。

綜合不同學(xué)者關(guān)于BIM 的應(yīng)用分析，BIM 技術(shù)較常規(guī)施工質(zhì)控管理技術(shù)有更多優(yōu)勢。BIM 技術(shù)與常規(guī)技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用對比如表1 所示。

表1 BIM 技術(shù)與常規(guī)技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用對比

2 公路工程項目常見施工質(zhì)量問題

公路工程在當前的工程建設(shè)中占比較高，盡管在公路工程施工中會采取一定的質(zhì)量控制措施，但在具體施工中依然存在部分施工質(zhì)量問題，了解公路工程相關(guān)施工質(zhì)量問題才能更好地運用BIM 技術(shù)并指導(dǎo)相關(guān)施工質(zhì)量問題的預(yù)防與處理。

2.1 路基施工質(zhì)量問題

在公路工程施工中，路基施工質(zhì)量問題發(fā)生率較高，且會對后續(xù)公路使用安全產(chǎn)生直接影響。如果路基質(zhì)量問題得不到有效處理，會增加后續(xù)路面施工質(zhì)量和附屬設(shè)施施工質(zhì)量問題的發(fā)生風(fēng)險。常見的路基施工質(zhì)量問題包括路基強度不足、水穩(wěn)定性差以及整體穩(wěn)定性不足等，可能導(dǎo)致后續(xù)公路投入使用后出現(xiàn)路基下沉、局部破壞等問題。

此外，特殊地區(qū)（如軟土地區(qū)、滑坡地段、巖坍與巖堆地段以及泥石流地區(qū)）的路基更容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，這些特殊地區(qū)對公路工程的施工質(zhì)量控制要求更高，如果不能保證施工質(zhì)量將產(chǎn)生嚴重后果，如軟土地區(qū)路基可能出現(xiàn)路堤失穩(wěn)或沉降過大等問題[2]。因此，在公路工程施工中，必須采取有效措施保證路基施工質(zhì)量，確保后續(xù)公路的使用安全。

2.2 路面施工質(zhì)量問題

路面需要直接與荷載接觸，現(xiàn)階段在路面施工中瀝青混凝土使用率較高，但是因為在質(zhì)量管理方面存在一定的不足，使得路面施工存在一定的質(zhì)量問題，如瀝青混凝土原材料質(zhì)量不達標、拌和溫度不達標、級配不合理、攤鋪操作流程簡化或者執(zhí)行不規(guī)范、碾壓不到位等，這些均可能造成公路在后續(xù)出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響行車舒適性與安全性。瀝青路面常見的質(zhì)量問題包括沉降、車轍、坑槽、離析松散、裂縫等，任何質(zhì)量問題都會增加交通安全隱患，因此需要加強對路面質(zhì)量問題的防范。

3 BIM 技術(shù)在公路工程項目施工質(zhì)量管理中的優(yōu)勢

BIM 技術(shù)在公路工程項目施工質(zhì)量管理方面的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 有助于質(zhì)量管理信息的共享

BMI 技術(shù)在公路工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)全過程管理，通過三維建模、三維渲染演示、數(shù)據(jù)信息整合、快速算量等功能，可獲取更多與公路工程相關(guān)的信息。大量的數(shù)據(jù)信息可借助計算機以及相關(guān)軟件完成信息共享，保證不同單位結(jié)合自身責任做好公路工程管理。

此外，借助BIM 技術(shù)，還能確保設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位、分包單位等及時了解公路工程的地形、航照、地質(zhì)、土地使用、環(huán)境保護等信息，進而更科學(xué)地進行公路工程質(zhì)量管理[3]。

3.2 保證公路工程施工相關(guān)信息的準確性

在公路工程施工與質(zhì)量控制管理過程中，必然會涉及大量數(shù)據(jù)信息，由于數(shù)據(jù)信息量較大，人工處理容易出現(xiàn)誤差。

例如，在一些復(fù)雜地形中進行公路工程設(shè)計與施工時，為了更清楚地掌握地形與公路結(jié)構(gòu)的關(guān)系，需要根據(jù)樁號繪制多幅公路橫斷面圖，不僅耗時較多，且容易出現(xiàn)誤差。

而使用BIM 技術(shù)，可借助數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)計算等功能，提高數(shù)據(jù)計算的準確性與速度，導(dǎo)入BIM 相關(guān)信息，即可根據(jù)相關(guān)里程樁號快速生成相應(yīng)的公路橫斷面圖，不僅能提高工作效率，且能有效降低誤差，進而更有效地指導(dǎo)公路工程的施工進度、質(zhì)量管理等工作。

3.3 可有效提升管理效果

公路工程施工質(zhì)量問題是多種因素共同作用的結(jié)果，因此在具體施工過程中需要從多方面加強質(zhì)量管理，保證最終公路施工質(zhì)量合格。在公路工程項目施工質(zhì)量管理中合理應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效提升管理效果。

例如，可利用BIM 技術(shù)進行設(shè)計圖紙優(yōu)化，利用BIM 技術(shù)中的3D 視覺仿真功能，形成地形和公路結(jié)構(gòu)3D 模型，立體、直觀地展示不同路線方案，有助于施工方案的優(yōu)化。

此外，還可以利用BIM 技術(shù)進行公路工程進度規(guī)劃模擬分析，保證施工進度的合理性，提升公路工程施工管理的科學(xué)性，進而達到預(yù)期的公路工程施工質(zhì)量控制目標，確保公路工程項目滿足各方面技術(shù)要求。

4 基于BIM 的公路工程項目施工質(zhì)量管理策略

4.1 利用BIM 進行大體積混凝土施工測溫

公路工程建設(shè)涉及大體積混凝土施工問題，為了減少混凝土裂縫，保證公路工程大體積混凝土施工質(zhì)量，混凝土測溫與控溫成為施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在公路工程大體積混凝土施工及溫度監(jiān)控過程中，應(yīng)重視對工業(yè)自動化溫度數(shù)據(jù)監(jiān)測與管理軟件的應(yīng)用。通過無線方式完成現(xiàn)場測溫數(shù)據(jù)的上傳與匯總，并利用溫度數(shù)據(jù)分析管理平臺及時評估施工中不同區(qū)域的溫度變化，這些測溫數(shù)據(jù)可以為公路工程中大體積混凝土的溫度管理與質(zhì)量控制提供參考。

根據(jù)公路線形設(shè)計特點，確定相應(yīng)的測溫點，并合理布置電子式溫度傳感器。通過遠程實時動態(tài)監(jiān)測，可以了解公路施工中大面積混凝土施工后不同區(qū)域混凝土內(nèi)部溫度的變化[4]。根據(jù)內(nèi)部外部溫度變化情況，及時在混凝土施工后采取養(yǎng)護措施，以保證公路工程中大體積混凝土的施工質(zhì)量，減少因內(nèi)外溫差過大而引起的裂縫。

4.2 利用BIM 開展道路施工技術(shù)交底工作

公路施工方案和技術(shù)交底效果的嚴謹性對公路工程施工質(zhì)量有直接影響。常規(guī)的公路工程技術(shù)交底主要依據(jù)施工圖紙、技術(shù)規(guī)范及施工現(xiàn)場情況等。然而，可能存在工作人員審圖不清、施工經(jīng)驗不足或其他原因，導(dǎo)致公路工程施工中的技術(shù)交底文件編制存在不足。

此外，常規(guī)的技術(shù)交底多采用文字、圖紙等手段，容易出現(xiàn)交底不詳細、短期內(nèi)重復(fù)交底、技術(shù)交底后施工人員理解不夠深入等情況，導(dǎo)致公路施工過程中存在質(zhì)量隱患，從而影響公路工程施工質(zhì)量。

第一，借助BIM 技術(shù)，可全面、準確地展示公路施工細節(jié)，包括工程難點、重點和安全隱患等。通過可視化技術(shù)交底，可使施工人員更好地理解公路工程技術(shù)要求和細節(jié)，確保施工計劃的精確性、提高技術(shù)交底效果。

第二，應(yīng)用BIM 可視化模擬，可以系統(tǒng)地展示和模擬公路工程的分段工程（見圖1），展示重點施工環(huán)節(jié)和工藝，還可通過三維動畫模擬施工過程，幫助施工人員掌握技術(shù)要點并加深對重點施工工藝的理解，提高公路工程技術(shù)交底的準確性和科學(xué)性，有助于提高施工效率。

圖1 公路工程BIM 模型圖

第三，結(jié)合施工組織設(shè)計，利用BIM 技術(shù)可靈活確定機械配置、人力資源配置和相關(guān)施工內(nèi)容的順序，規(guī)范施工過程，避免重復(fù)作業(yè)，保證公路施工質(zhì)量[5]。

4.3 利用BIM 開展不同施工部門的協(xié)調(diào)工作

施工部門的協(xié)調(diào)性對公路工程的施工進度和質(zhì)量均有一定的影響。在公路工程中引入BIM 技術(shù)可以更好地協(xié)調(diào)各個施工部門，確保各部門合作順暢。在常規(guī)的公路工程施工中，由于不同部門間的協(xié)調(diào)性不足，可能會出現(xiàn)交叉作業(yè)、重復(fù)作業(yè)和延誤作業(yè)等問題。

而利用BIM 技術(shù)，可以依靠三維信息化模型模擬整個施工流程，確保每個部門都明確自己的作業(yè)時間和時機，有助于各部門進行更好的協(xié)作施工，以確保實際施工的科學(xué)性，提升公路工程施工質(zhì)量[6]。

5 結(jié)語

BIM 在公路工程項目施工管理方面有重要的應(yīng)用價值，結(jié)合公路工程的施工特點，在公路工程質(zhì)量管理的不同階段靈活使用BIM，有助于提升公路工程質(zhì)量管理效果。此外，公路施工單位需重視對技術(shù)人員與管理人員的培訓(xùn)，提升其對BIM 技術(shù)的應(yīng)用能力，進而更好地發(fā)揮該技術(shù)在公路工程項目施工管理中的作用。