分析工程測量結(jié)合BIM技術(shù)在工程項目上的應(yīng)用

魏小明，郭為義

（中交二航院工程咨詢監(jiān)理有限公司，武漢 430060）

1 引言

在20世紀90年代期間，BIM技術(shù)的概念逐漸被明確下來，其后開始被引進國內(nèi)得到應(yīng)用與開發(fā)，直至目前，BIM技術(shù)在國內(nèi)已然具有長達十幾年的應(yīng)用歷史。BIM技術(shù)在起初得到應(yīng)用時，大部分使用對象為規(guī)模較大的設(shè)計公司。而在最近幾年的持續(xù)發(fā)展下，BIM技術(shù)的應(yīng)用價值得到了進一步的展現(xiàn)，也開始慢慢拓寬了其應(yīng)用范圍。為了使得工程產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢更為明顯，政府有關(guān)部門也開始在設(shè)計工作和施工作業(yè)環(huán)節(jié)提出了應(yīng)用BIM技術(shù)的要求。

2 BIM技術(shù)的概述

BIM全稱為Building Information Modeling，中文譯名為建筑信息模型。其本質(zhì)上是一個具有高專業(yè)性和高程度綜合化特征的數(shù)據(jù)庫，有著明了直觀、可視化程度高等優(yōu)勢。BIM技術(shù)通過建筑信息模型，采取協(xié)同合作和共享共進的工作方法，把模型做技術(shù)化處理，可以充分地同建筑生產(chǎn)運行的各項流程進行連接，從而使得一些規(guī)模大、復(fù)雜程度高的工程項目完成效率得到大幅度提升。

BIM技術(shù)具有兼容能力強、數(shù)據(jù)共享便利等優(yōu)勢，在工程項目實施的任何階段，BIM技術(shù)都具有獨特的應(yīng)用價值。主要體現(xiàn)在其能夠為工程項目全方位數(shù)字化工作提供有效的技術(shù)措施[1]。最近幾年，BIM技術(shù)得到了很好的發(fā)展，其由3D的表達模式逐漸發(fā)展成4D、5D。而在未來，毋庸置疑的是，BIM技術(shù)的應(yīng)用重要性也會持續(xù)提升。

3 BIM技術(shù)在不同工程測量工程項目的應(yīng)用情況

3.1 BIM技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

工程測量是一項基礎(chǔ)性工作，所測得結(jié)果的準確性和精確度將直接決定其后工程任務(wù)能否順利完成。BIM技術(shù)這項工程領(lǐng)域新型技術(shù)的應(yīng)用，使得工程測量工作的完成更加具有保證，不但能夠促進測量工作數(shù)字化進程加快，將測量結(jié)果更好地納入信息模型之中，也能在工程的設(shè)計規(guī)劃、施工作業(yè)、運維管理等工作中調(diào)用更多的數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)。

工程測量是工程設(shè)計前勘察工作的主要環(huán)節(jié)，工程施工過程中，測量放樣與監(jiān)測是控制工程實體建造過程準確與穩(wěn)定的核心工具，BIM技術(shù)在工程測量工作中的應(yīng)用不僅可以提升工作的效率，還能夠有效提升測量準確性。例如，以往的放樣操作是以二維關(guān)系為主，針對放樣的位置信息需要做出重點標注才能表達清楚，這為放樣操作帶來很多不必要的操作，一旦位置坐標記錄出錯就會使整體測量數(shù)據(jù)受到嚴重影響。而BIM技術(shù)則是以三維模型為主要表現(xiàn)形式，可以將坐標信息在放樣的過程中以三維模型的形式進行直觀展現(xiàn)，相應(yīng)的位置信息也無需重點記錄，這樣不僅優(yōu)化了放樣工作流程，還可以有效避免數(shù)據(jù)出錯的現(xiàn)象，對放樣工作水平提升具有較大幫助。

3.2 在地形信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

在地形地物測繪方面，當前國內(nèi)使用較多的為RTK技術(shù)，而一些規(guī)模較大的項目則使用無人機技術(shù)，大型復(fù)雜的項目則會把這2種技術(shù)進行結(jié)合應(yīng)用，從而能夠展現(xiàn)各自的測量優(yōu)勢，并在不足之處上互相彌補。而隨著BIM技術(shù)的日趨成熟、應(yīng)用范圍逐漸擴大，業(yè)內(nèi)開始將無人機技術(shù)、GIS技術(shù)以及BIM技術(shù)三者聯(lián)合起來，一同用于信息傳遞開發(fā)，將具體的建筑體信息與地形數(shù)據(jù)融合于BIM技術(shù)內(nèi)，從而構(gòu)建綜合性的虛擬信息模型，而這也是BIM技術(shù)在工程測繪項目中的高級應(yīng)用方式[2]。

例如，無人機傾斜攝影三維建模方法，是先使用無人機來收集和處理測量區(qū)域的航測信息；然后使用GIS軟件實行地理信息的集成，構(gòu)建出三維GIS模型；其后再對地理空間數(shù)據(jù)和建筑信息數(shù)據(jù)實行整合處理，得到核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。將此數(shù)據(jù)庫廣泛應(yīng)用于智慧型城市建設(shè)工程中，各個行業(yè)所需要的地理信息數(shù)據(jù)便都能夠在同一平臺內(nèi)調(diào)用獲得，而不同專業(yè)的工作任務(wù)也能夠在同一平臺完成。

3.3 在基坑監(jiān)測項目中的應(yīng)用

BIM技術(shù)所具備的虛擬建造功能能夠把設(shè)計人員提供的設(shè)計方案通過更為直觀的形式展現(xiàn)出來，這樣對于提高工作人員按圖施工質(zhì)量具有極大幫助?；贐IM技術(shù)平臺，設(shè)計人員和施工人員之間不用進行重復(fù)、繁瑣的溝通交流，便能相互理解對方的需求和意見。例如，在大型基坑項目施工作業(yè)時，按照設(shè)計方案進行施工工作，能夠有效確保工程具體三維坐標以及尺寸被控制在合理誤差范圍內(nèi)，設(shè)置特征點以及對其進行觀測，實時了解其變形情況，然后把觀測數(shù)據(jù)傳輸至建筑信息模型內(nèi)，具有全面監(jiān)測工程項目結(jié)構(gòu)安全的效果。

BIM技術(shù)應(yīng)用于大型基坑施工項目測量的主要方向如下：（1）把BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)模型功能用于模擬基坑變形狀況，顯示基坑成型狀態(tài)、變化形式，能夠為相關(guān)施工人員的施工、管理等工作提供有力的數(shù)據(jù)支持[3]；（2）在出現(xiàn)基坑設(shè)計問題時，可通過BIM技術(shù)對有關(guān)信息數(shù)據(jù)和基坑形式做二次調(diào)整，確保基坑施工能夠有序進行；（3）在研究基坑數(shù)據(jù)模型時發(fā)現(xiàn)，若是基坑施工作業(yè)難度較大且具有一定隱患，那么可以通過確定隱患與難點問題確切地得出合理的應(yīng)對措施，最終保障施工任務(wù)順利完成。

在大型施工項目中，基坑變形問題出現(xiàn)比較頻繁，只要出現(xiàn)基坑變形問題，便會導(dǎo)致工程質(zhì)量受到極大影響。BIM技術(shù)能夠顯著提高基坑變形的預(yù)測準確性，而工作人員也可以根據(jù)預(yù)測結(jié)果設(shè)計對應(yīng)的解決方案，從而有效減少基坑變形發(fā)生次數(shù)，從源頭上保證施工質(zhì)量和施工安全。

3.4 在長江航道整治項目中的應(yīng)用

由于受到水位變化、潮汐現(xiàn)象的干擾，長江航道整治項目主要處于中水位之下。如此一來，從設(shè)計工作到施工作業(yè)，以及運營維護工作，都必須使用水下測量方法，測量項目整治前后的變化情況，利用測量設(shè)備把水下不可視地形和物體轉(zhuǎn)換成可視的測量結(jié)果。BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于，工程項目信息模型能夠利用可視化虛擬技術(shù)，將不可視的工程調(diào)整為可視，可以把2類可視模型技術(shù)進行融合，構(gòu)成虛擬可視化，這給工程項目提供極大的便利，簡化了許多工作[4]。例如，航道整治工程中的動態(tài)管理原則，主要體現(xiàn)在工程項目的以下3大階段：

1）設(shè)計階段。設(shè)計施工圖紙是將某一時間段的地形信息數(shù)據(jù)當做參考依據(jù)實行設(shè)計的，按照工程河段的河床變化趨勢，在退水和施工期間，河床的地形勢必也會發(fā)生一定的改變，部分部位有可能發(fā)生沖刷，所以，必須要堅持“動態(tài)管理”原則，按照具體的河床變化情況，來合理調(diào)整改進施工流程和施工計劃，從而保障建筑物的穩(wěn)定安全性以及整體整治效果。

2）施工階段。施工方按照施工階段的觀測調(diào)查結(jié)果，了解水位、水速和流向、河床地形和整治建筑體的變動狀況，嚴格遵守“動態(tài)管理”原則進行適當?shù)募庸毯途S護處理。

3）運維階段。工程在其使用期間，部分區(qū)域會發(fā)生沖刷，按照“動態(tài)管理”原則，對工程項目實行加固與維護。

上述3個階段運用BIM技術(shù)，可有效展現(xiàn)“動態(tài)管理”的時效性與優(yōu)越之處。

對于航道整治項目而言，工程測量主要是通過使用單、多波束測深儀聯(lián)合RTK的方式，并結(jié)合無驗潮測深技術(shù)，從而得出地形數(shù)據(jù)結(jié)果，利用BIM技術(shù)軟體中的Civil 3D，將所測地形與變化情況進行三維可視化處理，然后形成工程信息模型，為其后的設(shè)計規(guī)劃、施工作業(yè)、運維管理工作及時、統(tǒng)一地提供有效信息，把動態(tài)地形與動態(tài)設(shè)計施工做動態(tài)可視化處理，有效實現(xiàn)“動態(tài)管理”原則的全面實施和融合[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，就目前發(fā)展形式來看，將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程測量之中，既是勢在必行，也是工程項目發(fā)展的迫切需求。只有將BIM技術(shù)深入、有效地應(yīng)用于工程測量，才能促進測量工作朝著技術(shù)水平更高、自動化效果更好的方向前進。