BIM技術(shù)在G5513長益高速公路擴(kuò)容工程中的應(yīng)用

王唯一 楊晨 王禮志 王越 邵杰

（1.湖南省長益高速公路擴(kuò)容工程建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 長沙 410000；2.上海魯班工程顧問有限公司，上海 200082）

一、項(xiàng)目簡介

長益高速公路擴(kuò)容項(xiàng)目起于湖南省長沙市望城區(qū)觀音巖，途經(jīng)寧鄉(xiāng)縣雙江口、朱良橋鎮(zhèn)，終于益陽市赫山區(qū)，與長張高速公路相接，對(duì)接益陽市繞城高速公路。路線全長約50.284公里，橋隧比為45.6%，采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)行車時(shí)速為120公里，路基寬度為33.5米，項(xiàng)目概算總投資約77.97億元。全線共設(shè)置8處互通立交，5個(gè)收費(fèi)站和1個(gè)綜合服務(wù)區(qū)。

圖1.烏山互通效果圖

二、BIM技術(shù)應(yīng)用的必要性分析及設(shè)計(jì)目標(biāo)

公路施工項(xiàng)目里程長、標(biāo)段眾多且類型不一，往往涉及各級(jí)單位達(dá)數(shù)十家，因而施工過程中要格外注意協(xié)同管理工作。傳統(tǒng)的工作模式下，各系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)均由基層項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)手工錄入，由于各基層機(jī)構(gòu)錄入的數(shù)據(jù)存在交換難題，導(dǎo)致項(xiàng)目部大量的數(shù)據(jù)無法及時(shí)匯總到上層。

基于此，本項(xiàng)目決定利用BIM技術(shù)輔助設(shè)計(jì)，同時(shí)提升施工管理水平，保障施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全，控制施工成本。目前，根據(jù)已調(diào)研情況設(shè)定了以下目標(biāo)。

（一）試點(diǎn)項(xiàng)目

通過本項(xiàng)目的探索，積累、總結(jié)BIM技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用、管理經(jīng)驗(yàn)及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，為其他同類型項(xiàng)目提供有力的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)支撐。

（二）數(shù)據(jù)協(xié)同

利用BIM技術(shù)將項(xiàng)目的各個(gè)參與者并入到統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)中，并為其他監(jiān)測、管理平臺(tái)提供接口，使得整個(gè)施工過程中產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)形成一個(gè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫，以便跟蹤和使用信息。最終，將建設(shè)過程信息交付于運(yùn)維階段。

（三）三維仿真

利用BIM技術(shù)查找設(shè)計(jì)疏漏，以免影響后續(xù)工程施工；將設(shè)計(jì)模型深化為能夠?yàn)楣こ淌┕ぬ峁┲笇?dǎo)的施工模型。

（四）動(dòng)態(tài)可視化管理

匯總設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的錯(cuò)、漏、缺等問題，減少二次設(shè)計(jì)變更，規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)；通過建立BIM施工模型，將土建工程中的路橋隧結(jié)構(gòu)與施工進(jìn)度關(guān)聯(lián)，并結(jié)合施工資源、安全質(zhì)量、成本等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量安全、施工成本三大目標(biāo)的動(dòng)態(tài)可視化管理。

（五）成本控制

項(xiàng)目管理過程中的主要業(yè)務(wù)及所使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在本系統(tǒng)中產(chǎn)生，并為成本管理信息系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)提供中間數(shù)據(jù)，可減少手工重復(fù)工作量，保證底層數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性、時(shí)效性。

三、BIM技術(shù)的應(yīng)用

（一）基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理

1.進(jìn)度管理

項(xiàng)目各個(gè)標(biāo)段里程較長，傳統(tǒng)的橫道圖無法直觀反映出工程的整體施工進(jìn)度。利用BIM技術(shù)輔助進(jìn)度計(jì)劃編制，可將二維的進(jìn)度計(jì)劃三維化，同時(shí)在系統(tǒng)中進(jìn)行生長模擬，以便更直觀地把控項(xiàng)目進(jìn)度，及時(shí)調(diào)整不合理的工期排布。

2.質(zhì)量安全管理

通過BIM系統(tǒng)的移動(dòng)端采集現(xiàn)場質(zhì)量、安全、進(jìn)度和文明施工的照片，并將其與BIM模型下對(duì)應(yīng)的構(gòu)件位置關(guān)聯(lián)。管理人員可以隨時(shí)通過移動(dòng)終端發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，形成管理閉環(huán)，有效解決了傳統(tǒng)質(zhì)量安全管理時(shí)效差、過程無痕、協(xié)同困難等問題，提高了項(xiàng)目現(xiàn)場管理水平。

3.會(huì)議看板

項(xiàng)目召開日常會(huì)議時(shí)，可直接從系統(tǒng)內(nèi)調(diào)取施工現(xiàn)場采集的相關(guān)信息（質(zhì)量、安全、文明施工等），并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各類問題的發(fā)生數(shù)量、整改情況，此外，還可以對(duì)比各個(gè)標(biāo)段、各個(gè)工段的施工數(shù)據(jù)，促進(jìn)施工管理。

4.資料管理

通過移動(dòng)端、PC端查看項(xiàng)目資料，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙信息、技術(shù)交底資料、報(bào)檢資料等施工全過程資料的存檔及云管理，且資料查詢不受條件約束。目前，項(xiàng)目竣工資料正在不斷補(bǔ)充完善中，以期充分發(fā)揮BIM技術(shù)模型的存儲(chǔ)價(jià)值，將最終的模型打造為一個(gè)具有工程結(jié)構(gòu)的信息庫。

5.梁場進(jìn)度管理

通過信息化手段，直接掃碼更新制梁進(jìn)度信息，省去了頻繁更新臺(tái)賬的環(huán)節(jié)，管理人員在系統(tǒng)中就可以查看各個(gè)時(shí)間段梁片狀態(tài)的匯總信息，同時(shí)支持臺(tái)賬導(dǎo)出，方便紙質(zhì)文件歸檔。

（二）基于BIM技術(shù)的三維仿真應(yīng)用

1.圖紙問題校核

通過建立BIM模型，共匯總統(tǒng)計(jì)大小問題49處，隨后與設(shè)計(jì)代表進(jìn)行溝通反饋，有效避免設(shè)計(jì)問題流入施工過程。

2.施工圖算量

根據(jù)修改后的土建模型，結(jié)合施工圖，復(fù)核混凝土工程量。將混凝土工程量復(fù)核報(bào)告用于項(xiàng)目部內(nèi)控管理工作，以控制混凝土用量。經(jīng)過加權(quán)平均計(jì)算，施工中的混凝土量差均在1%以內(nèi)，符合現(xiàn)場量控標(biāo)準(zhǔn)。

3.交通導(dǎo)改設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的交底方式不直觀且評(píng)審過程繁雜，現(xiàn)確定工程重難點(diǎn)位置的施工方案模擬采用BIM交底制度，即所有方案經(jīng)BIM模擬分析后，再組織交底。該方法有利于項(xiàng)目參與方更好地了解施工情況，提高工作效率，同時(shí)避免方案錯(cuò)誤。

4.鋼筋搭接方案優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建立標(biāo)準(zhǔn)箱梁構(gòu)件模型，在Navisworks中檢查預(yù)應(yīng)力管束和鋼筋碰撞問題，并輸出碰撞報(bào)告。通過應(yīng)用上述方法，該項(xiàng)目共找到大小碰撞點(diǎn)230余個(gè)，幫助現(xiàn)場施工人員提前發(fā)現(xiàn)沖突點(diǎn)，優(yōu)化鋼筋搭接流程。

5.施工方案模擬

在通用構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工過程中，三維的交底方式更易于被工人接受，同時(shí)還可以形成企業(yè)的工藝視頻庫，為后續(xù)項(xiàng)目提供便利。

（三）基于BIM技術(shù)的BIM+GIS應(yīng)用

利用無人機(jī)航拍影像，通過pos數(shù)據(jù)與影像生成三維的地形模型，與路基、橋梁結(jié)合在一起，可以快速獲取挖填方量，同時(shí)對(duì)區(qū)域面積、長度等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。

（四）計(jì)量支付平臺(tái)對(duì)接

通過計(jì)量系統(tǒng)，可完成工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的工程信息管理、資料管理和清單管理，實(shí)現(xiàn)工程變更、工程質(zhì)檢、工程計(jì)量的線上流轉(zhuǎn)與審批。同時(shí)，將工程資料與BIM模型關(guān)聯(lián)后，還可以進(jìn)行資料與模型構(gòu)件的相互反查，實(shí)現(xiàn)工程的全過程資料審批管理。計(jì)量管理平臺(tái)以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，各部門協(xié)同管理流程簡單扼要，管理者可通過Web端實(shí)時(shí)查看計(jì)量支付情況，及時(shí)對(duì)支付異常的環(huán)節(jié)進(jìn)行排查。

四、結(jié)語

在BIM技術(shù)的指導(dǎo)下，長益高速公路擴(kuò)容工程目前正在有條不紊地推進(jìn)，除了保障施工工期、成本、安全、質(zhì)量外，BIM技術(shù)平臺(tái)使業(yè)主和承包單位間的聯(lián)系更加緊密，降低了溝通成本，提升了辦公效率。同時(shí)，BIM技術(shù)憑借在三維圖形方面的優(yōu)勢，還大大優(yōu)化了方案會(huì)審的決策難度，讓整個(gè)過程變得更加直觀和簡單。

下一步，湖南省長益高速公路擴(kuò)容工程建設(shè)開發(fā)有限公司將探索BIM技術(shù)與智慧工地、智能下料、智慧服務(wù)區(qū)、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)的結(jié)合，推動(dòng)公路工程領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展和管理創(chuàng)新。