BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用障礙及對(duì)策研究

段占立+謝洪濤

摘要：BIM技術(shù)是以3D模型為載體，賦予其相關(guān)屬性信息，而形成的一種多維信息管理技術(shù)，主要應(yīng)用于建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期管理，是未來數(shù)字城市的應(yīng)用基礎(chǔ)。本文以某地鐵工程為例，介紹了BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)BIM適用性、應(yīng)用障礙因素進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上，積極探索BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的成功模式，為BIM技術(shù)推廣應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；施工階段；障礙因素；信息管理

0引言

住房建設(shè)部發(fā)布的《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》文件中，明確提出：“十三五”期間，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動(dòng)通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。

BIM技術(shù)是以3D模型為載體，賦予其相關(guān)屬性信息，而形成的一種多維信息管理技術(shù)，能夠?yàn)槎鄬I(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營提供一個(gè)可視化的工作平臺(tái)，為建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期管理提供有力的技術(shù)支撐。BIM技術(shù)作為一種新興信息管理技術(shù)，在推廣應(yīng)用過程中，其廣度、深度卻不盡人意。

本文結(jié)合某地鐵工程實(shí)例，從BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中的技術(shù)、組織管理、社會(huì)應(yīng)用環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的阻礙因素進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況給出對(duì)策建議，從而為BIM技術(shù)推廣應(yīng)用提供參考。

1 BIM應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題

1.1工程概況

某地鐵車站位于民院路與小菜園立交橋之間，北側(cè)為某所大學(xué)，車站為地下二層明挖順作島式車站，主體結(jié)構(gòu)長度為298.1m（含渡線長56.55m），主體結(jié)構(gòu)內(nèi)含C出入口：附屬結(jié)構(gòu)在主體結(jié)構(gòu)南側(cè)，包含A、B出入口及1、2號(hào)風(fēng)亭，如圖1所示。

主體標(biāo)準(zhǔn)段分二層，地下一層為站廳層、地下二層為站臺(tái)層，站臺(tái)寬度為10.25m，車站結(jié)構(gòu)高度為13.33m，底板埋深為17.0m，基坑開挖深度17.221m，頂板覆土厚度為2.69～3.69m：渡線段56.55m（寬度為5.9m-9.75m）同標(biāo)準(zhǔn)段，車站兩端各設(shè)一只端頭井，東端頭井平面內(nèi)凈尺寸為12.5m*23.1m，東端為因渡線段，左右線端頭井平面內(nèi)凈尺寸分別為8.6m*12.3m、9.1m*12.5m，基坑開挖深度為18.4m。

地鐵車站工程施工設(shè)計(jì)范圍起訖里程為：北側(cè)YCK8+271.750～YCK8+517.7：南側(cè)YCK8+271.750～YCK8+221.2。

1.2工程特點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

根據(jù)本車站的周邊環(huán)境，交通狀況、地下管線埋設(shè)及車站設(shè)計(jì)情況，概括起來有如下幾方面的問題：①水：在場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水豐富、地下水位線位于地表下3～4m，給施工造成很大的安全隱患。②多：地下管線較多，施工區(qū)域內(nèi)需改移、保護(hù)多種管線。③難：車站附屬結(jié)構(gòu)距建筑物過近且地處城市繁華地區(qū)、施工空間狹窄、意外事故發(fā)生率較大，由于地鐵車站整體均處于民院路與小菜園立交橋之間的米軌下，為保障施工，還需拆除米軌長度300m，保證車站施工進(jìn)度與對(duì)建筑物的保護(hù)是難點(diǎn)。

1.3本工程項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用的主要工作內(nèi)容

①對(duì)整個(gè)施工項(xiàng)目的平面布置進(jìn)行三維建模，優(yōu)化場(chǎng)地布置。

②對(duì)盾構(gòu)井、車站進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)精確建模，如圖2所示，并對(duì)施工工序進(jìn)行結(jié)構(gòu)碰撞檢查和動(dòng)態(tài)模擬。

③對(duì)盾構(gòu)井、車站進(jìn)行精細(xì)化鋼筋建模，實(shí)現(xiàn)鋼筋的精確算量、施工放樣、下料的信息化管理。運(yùn)用基于BIM的信息化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的隨時(shí)隨地快速查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)按時(shí)間、區(qū)域多維度檢索與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

④通過應(yīng)用智能移動(dòng)終端APP軟件，與BIM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、安全、施工等工作的可視化管理，形成結(jié)構(gòu)化現(xiàn)場(chǎng)圖片數(shù)據(jù)庫，并方便核對(duì)和管理。如圖3所示，將現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題與BIM系統(tǒng)相結(jié)合，提升現(xiàn)場(chǎng)協(xié)作效率。

⑤運(yùn)用后處理軟件，實(shí)現(xiàn)工程概況的可視化展示，制作施工工藝動(dòng)畫，制作施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急處理方案動(dòng)畫。

1.4本文結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用地鐵車站項(xiàng)目的過程及調(diào)查研究提出的幾點(diǎn)問題

1.4.1部分企業(yè)“為BIM而用BIM”

部分企業(yè)為了響應(yīng)國家的號(hào)召，為BIM而用BIM，充當(dāng)門面，在一些沒有必要使用BIM技術(shù)的項(xiàng)目上使用，不以解決實(shí)際問題為先導(dǎo)，造成了資源的浪費(fèi)。

1.4.2適用范圍不明確

BIM技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該是建立在多種需求的基礎(chǔ)之上，不是所有項(xiàng)目都有必要運(yùn)用BIM，若能夠用更省時(shí)、高效的傳統(tǒng)技術(shù)解決工程中出現(xiàn)的問題，相比運(yùn)用BIM技術(shù)花費(fèi)的成本也更低，此時(shí)運(yùn)用BIM技術(shù)沒有任何意義。

1.4.3企業(yè)單位組織管理系統(tǒng)與BIM技術(shù)組織管理系統(tǒng)存在沖突

傳統(tǒng)的信息交流方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交流，BIM技術(shù)信息交流方式是信息集中存儲(chǔ)并共享，顯然傳統(tǒng)的信息交流方式已不能滿足現(xiàn)在的大型公共建筑的管理要求，BIM技術(shù)組織管理系統(tǒng)要求企業(yè)單位改善或改變傳統(tǒng)的組織管理系統(tǒng)。

1.4.4施工單位領(lǐng)導(dǎo)，工作人員積極性不高

在BIM運(yùn)用過程中，部分施工單位領(lǐng)導(dǎo)只注重表面，而不會(huì)深入了解運(yùn)用的廣度和深度，導(dǎo)致新技術(shù)的應(yīng)用流于表面形式。施工人員學(xué)習(xí)BIM技術(shù)需要花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢，本身工作強(qiáng)度較大，多數(shù)人不愿意學(xué)習(xí)。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用障礙因素分析

2.1技術(shù)因素

近年來，國內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度不斷加強(qiáng)，大部分軟件都來源于國外，如Revit、civil 3d、navisworks等，國外軟件功能雖然強(qiáng)大，但是國外BIM技術(shù)軟件與國內(nèi)多數(shù)工程軟件不能對(duì)接，沒有考慮到國內(nèi)設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)規(guī)范、管理模式、法律法規(guī)等，大多數(shù)工程軟件需要軟件公司的二次開發(fā)，一定程度上影響了BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)程。

BIM技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用起步較晚，BIM技術(shù)的二次開發(fā)缺乏個(gè)性化設(shè)計(jì)，針對(duì)于軌道交通設(shè)計(jì)的軟件還沒有開發(fā)出來。目前多使用Revit進(jìn)行建模，建筑規(guī)范與軌道交通規(guī)范存在很大不同，不能完全適用，BIM軟件缺乏彈性，不能滿足企業(yè)個(gè)性化需求。endprint

國內(nèi)BIM軟件的開發(fā)是基于各家軟件公司獨(dú)自開發(fā)的，軟件兼容性差，沒有統(tǒng)一的文件格式和應(yīng)用接口，且數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化率并不能保證達(dá)到100%，對(duì)于BIM技術(shù)在全壽命周期推廣應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。

2.2社會(huì)應(yīng)用環(huán)境因素

BIM技術(shù)起始于美國，并最先對(duì)BIM做了較為完整的定義。在美國、日本、德國、英國及中國香港地區(qū)，學(xué)者們更加注重BIM技術(shù)的全壽命周期、跨學(xué)科、跨專業(yè)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)更深層次的應(yīng)用，例如，國外學(xué)者在軌道交通工程領(lǐng)域，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于運(yùn)營、維護(hù)階段。

我國BIM技術(shù)應(yīng)用還處在初級(jí)階段，整體應(yīng)用水平不高，大多應(yīng)用在房屋建筑項(xiàng)目中，主要以設(shè)計(jì)公司為主，就本文提到的地鐵項(xiàng)目主要應(yīng)用在施工階段，并未發(fā)揮BIM技術(shù)全壽命周期管理的作用。近年來，國家行政主管部門及行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)BIM標(biāo)準(zhǔn)體系的編制工作更加重視，目前，已處在征稿編制過程中，完整BIM規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)布，各企業(yè)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可供參考，適用范圍沒有強(qiáng)制性規(guī)定，大大阻礙了BIM技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。

國家“十三五”規(guī)劃提到，全面提高建筑業(yè)信息化水平，增強(qiáng)信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。國家行政主管部門及行業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)BIM技術(shù)信息化管理越來越重視，也在不斷積極探索BIM技術(shù)應(yīng)用，但是BIM技術(shù)的應(yīng)用主要還只是靠國內(nèi)軟件開發(fā)商來推廣，國家沒有強(qiáng)制性的要求，明顯動(dòng)力不足，就目前而言，國內(nèi)BIM應(yīng)用的大環(huán)境還不成熟，一定程度上阻礙了BIM技術(shù)在建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)的應(yīng)用。

2.3組織管理因素

BIM技術(shù)信息管理系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)，傳統(tǒng)的信息交流方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交流，BIM技術(shù)信息交流方式是信息集中存儲(chǔ)并共享，傳統(tǒng)的信息溝通與儲(chǔ)存方式顯然已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在大型公共建筑信息管理的要求，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)、施工成果一般以紙質(zhì)檔案在城建館備案，一旦丟失，將對(duì)后期的運(yùn)營維護(hù)產(chǎn)生極為不利的影Ⅱ向，尤其是城市繁華地區(qū)建筑，涉及的專業(yè)多，地下管線排布復(fù)雜，BIM信息管理系統(tǒng)完全可以解決這些問題，通過建立三維信息模型，賦予其相關(guān)屬性信息，這些信息能夠隨時(shí)隨地被調(diào)用，服務(wù)于建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)共享。主要問題是施工階段信息來源于施工現(xiàn)場(chǎng)，而這些信息需要相關(guān)施工人員上傳到信息模型，增加了施工人員的工作量。

在國內(nèi)，職能式組織結(jié)構(gòu)是多數(shù)企業(yè)所采用的組織結(jié)構(gòu)模式，在工作中常出現(xiàn)交叉和矛盾的指令關(guān)系，公司各職能部門對(duì)各項(xiàng)目部決策具有一定的影Ⅱ向，項(xiàng)目部是否用BIM技術(shù)，怎么用，都要與各職能部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一，BIM信息管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)存在沖突，要求各工作部門改變工作方式，適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展要求，這也是阻礙BIM技術(shù)應(yīng)用因素之一。

我國的項(xiàng)目常用的承發(fā)包模式以及項(xiàng)目管理模式會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)與施工階段的分離，導(dǎo)致設(shè)計(jì)單位與施工單位信息溝通存在偏差，這種模式下，BIM技術(shù)應(yīng)用很難完成全壽命周期信息管理，只是應(yīng)用于某一階段，工程建設(shè)項(xiàng)目各階段統(tǒng)籌管理不足，各項(xiàng)目參與方統(tǒng)籌管理以及各參與方傳統(tǒng)的內(nèi)部組織管理方式都將影響B(tài)IM技術(shù)的推廣應(yīng)用。

2.4經(jīng)濟(jì)因素

日前，上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)為推廣BIM，擬定了分階段鼓勵(lì)并最終強(qiáng)制使用BIM的推行政策。根據(jù)BIM技術(shù)應(yīng)用深度不同，政府實(shí)行不同的獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼政策，這一鼓勵(lì)機(jī)制促進(jìn)了BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣，而現(xiàn)實(shí)情況并不如人意，部分企業(yè)單位為拿到補(bǔ)助款，而在項(xiàng)目中刻意去運(yùn)用BIM技術(shù)，應(yīng)用的范圍和深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

就目前的現(xiàn)實(shí)而言，BIM技術(shù)的應(yīng)用大環(huán)境還不夠成熟，在一個(gè)項(xiàng)目中，需使用不同的工程軟件才可以滿足技術(shù)要求，軟件使用周期長，軟件的使用成本高；對(duì)工程人員的專業(yè)知識(shí)、工作經(jīng)驗(yàn)要求較高，需要花費(fèi)大量精力學(xué)習(xí)不同的BIM軟件，還要聘請(qǐng)大量的BIM技術(shù)專家進(jìn)行指導(dǎo)，人工成本增加：我國的項(xiàng)目常用的承發(fā)包模式以及項(xiàng)目管理模式導(dǎo)致項(xiàng)目部運(yùn)用新技術(shù)動(dòng)力不足：例如，施工單位模板工程，鋼筋工程、多數(shù)是由施工隊(duì)來承包，施工隊(duì)節(jié)約成本跟項(xiàng)目部沒有直接利益關(guān)系，因此，項(xiàng)目部對(duì)于推進(jìn)BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用研究缺乏動(dòng)力來源，再者，制作施工動(dòng)畫的費(fèi)用較高，高清動(dòng)畫市場(chǎng)價(jià)在300-500元/秒不等，一般不低于300元/秒，而對(duì)于施工中的關(guān)鍵工序，施工單位則是能省就省，主要是作展示用，并沒有深入探究施工模擬帶來的方便之處。

3對(duì)策及建議

雖然BIM是未來建設(shè)工程領(lǐng)域的主流技術(shù)，但其在推廣應(yīng)用過程中還存在很多問題，針對(duì)上文提出的問題以及障礙因素分析，提出相關(guān)對(duì)策建議如下：

①針對(duì)BIM應(yīng)用出發(fā)點(diǎn)、適用范圍問題，政府和行業(yè)部門應(yīng)制定相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，制定BIM技術(shù)使用的準(zhǔn)入范圍、廣度和深度及竣工驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)等。例如上海市在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用推廣的通知》文件中提到的推廣應(yīng)用要求：按項(xiàng)目的規(guī)模、投資性質(zhì)和區(qū)域分類、分階段全面推廣BIM技術(shù)應(yīng)用。行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)加大BIM技術(shù)推廣宣傳力度，舉辦各種大型競(jìng)賽活動(dòng)，組織BIM應(yīng)用推廣研討會(huì)，進(jìn)行更深層次的應(yīng)用研究。

②軟件開發(fā)企業(yè)應(yīng)結(jié)合國內(nèi)的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)規(guī)范、信息管理模式、法律法規(guī)等進(jìn)行國外軟件的二次開發(fā)，或者自主研發(fā)更加先進(jìn)能夠適應(yīng)不同企業(yè)要求的工程軟件，注重軟件接口的統(tǒng)一，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化率等相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)：國內(nèi)軟件開發(fā)商應(yīng)注重企業(yè)間的合作，根據(jù)國內(nèi)工程企業(yè)單位需求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、組織管理模式、法律法規(guī)開發(fā)個(gè)性化BIM應(yīng)用軟件。

③企業(yè)單位應(yīng)積極參與BIM技術(shù)學(xué)習(xí)，以企業(yè)長遠(yuǎn)利益為出發(fā)點(diǎn)，積極參與BIM技術(shù)更深層次的應(yīng)用研究，與高校具備技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)的BIM團(tuán)隊(duì)合作，通過積極應(yīng)用BIM技術(shù)，企業(yè)單位培養(yǎng)有技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)的BIM團(tuán)隊(duì)，積極探索BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目的成功模式，積累經(jīng)驗(yàn)，建立項(xiàng)目試點(diǎn)，加以推廣。

④通過與企業(yè)單位的領(lǐng)導(dǎo)與員工訪談了解到，領(lǐng)導(dǎo)、員工的積極性在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中起到至關(guān)重要的作用，BIM技術(shù)的應(yīng)用增加了部分職能部門、項(xiàng)目部及基層施工人員的工作量，而工資并沒有上漲，因此沒有太高的積極性，針對(duì)人員積極性不強(qiáng)，可制定激勵(lì)措施，在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中注重工作人員的獎(jiǎng)懲。

4結(jié)論

本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)BIM技術(shù)在施工階段應(yīng)用過程中存在的問題進(jìn)行了歸納總結(jié)，并針對(duì)問題找出BIM技術(shù)更深層次應(yīng)用的阻礙因素，從技術(shù)、組織管理、社會(huì)應(yīng)用環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面著手，對(duì)BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用的阻礙因素進(jìn)行了深入分析研究，在此基礎(chǔ)上給出對(duì)策建議，為BIM技術(shù)更深層次的應(yīng)用提供參考。endprint