BIM 技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用

曹繁榮

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430077）

一、BIM 技術(shù)概述

BIM 技術(shù)就是通過(guò)使用各種建筑模型和數(shù)字信息模型，對(duì)工程全生命建設(shè)周期進(jìn)行合理管控和觀察，提高工程的信息化管理水平和管理效率。同時(shí)給工程的設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)營(yíng)單位等提供一個(gè)信息共享交換平臺(tái)，讓各方人員能夠協(xié)同作業(yè)，為項(xiàng)目全過(guò)程的決策提供可靠的參考依據(jù)，減少溝通成本，提高工作效率。在構(gòu)建數(shù)字化信息模型時(shí)，需要簡(jiǎn)化模型，需要從公路工程的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)工程的難易程度進(jìn)行研究，從而對(duì)數(shù)字信息模型進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，同時(shí)，需要深入了解工程進(jìn)度和施工各個(gè)階段的不同需求，收集整理工程建設(shè)過(guò)程中需要用到的各種材料、工程信息，再通過(guò)整合歸納信息建構(gòu)模型，這樣施工人員才能準(zhǔn)確理解模型的建設(shè)理念，清楚了解施工的方向，順利開(kāi)展施工，提高施工人員使用模型的便捷性。

二、公路施工階段的存在的問(wèn)題

（一）公路工程項(xiàng)目作業(yè)環(huán)境復(fù)雜

公路工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，受作業(yè)面的影響，一般都在狹長(zhǎng)地帶進(jìn)行施工場(chǎng)地布置，作業(yè)空間小，因此很容易受到各種干擾。例如，對(duì)于臨近合同段或施工隊(duì)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常的情況是場(chǎng)外、場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)輸?shù)缆肥俏ㄒ坏?，遇到阻礙工程材料難以運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)，直接影響了項(xiàng)目的建設(shè)，另外既有的公路難以承受運(yùn)輸材料的重載交通，道路損毀嚴(yán)重，影響了運(yùn)輸?shù)陌踩?。臨時(shí)用地的征地進(jìn)度，可能影響工程的開(kāi)展。受現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境的影響，符合梁場(chǎng)布置條件的場(chǎng)地選取有限，因此需要保證臨時(shí)用地的征地進(jìn)度，才能保證預(yù)制梁的生產(chǎn)，保證施工進(jìn)度。在公路工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，梁場(chǎng)的選取需要占用很大的場(chǎng)地，因此梁場(chǎng)的布置與選取顯得尤為重要，梁場(chǎng)選擇需要有利于預(yù)制作業(yè)、有利于存放、有利于運(yùn)輸。同樣，公路工程建設(shè)項(xiàng)目還存在棄渣場(chǎng)的選用問(wèn)題，棄渣場(chǎng)的選擇需要盡可能減少棄渣的運(yùn)距，同時(shí)需要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少對(duì)自然環(huán)境、水資源的污染。

（二）公路建設(shè)工程管理中出現(xiàn)的問(wèn)題

首先，建設(shè)者們一般都習(xí)慣于固有的管理模式，對(duì)于新的管理方式不能完全接受，比如信息化管理的應(yīng)用。因?yàn)樵葌鹘y(tǒng)的管理方式對(duì)于管理者的影響根深蒂固，同時(shí)其也取得了很好的管理效果，新的管理方式出現(xiàn)的任何瑕疵，都可能被他們無(wú)限放大。因此，一些先進(jìn)的管理模式很難在建設(shè)項(xiàng)目上得到真正的應(yīng)用，有些建設(shè)項(xiàng)目往往也只是流于形式，所以管理水平?jīng)]有得到真正的改進(jìn)。其次，在建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，很多從業(yè)者只注重人而不注重規(guī)則和制度。良性的建設(shè)工程管理模式，一定是規(guī)則和制度優(yōu)先，每一個(gè)參與者都需要在其職責(zé)權(quán)限范圍內(nèi)工作，發(fā)揮管理制度的作用。如果僅僅只是以人的命令優(yōu)先，完整的管理制度就不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而出現(xiàn)越權(quán)指揮，讓人為因素直接影響公路建設(shè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本，以此引起工程建設(shè)的損失，讓建設(shè)項(xiàng)目的管理固守在原有的水平。

（三）建設(shè)工程項(xiàng)目施工的問(wèn)題

公路工程項(xiàng)目的建設(shè)雖然現(xiàn)場(chǎng)有技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，實(shí)際上真正施工的還是一線工人，而工人的技術(shù)水平直接影響工程的質(zhì)量。比如具體的一些施工工序，鋼筋加工、路基刷坡、腳手架搭設(shè)、模板搭設(shè)、防護(hù)工程施工，都體現(xiàn)了工人的技術(shù)水平，而在一些具體過(guò)程中，個(gè)別工人會(huì)有投機(jī)取巧的心態(tài)，習(xí)慣采用一些省時(shí)省力的辦法，而不會(huì)去關(guān)注建設(shè)工程的質(zhì)量，所以需要強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理。

三、BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

（一）設(shè)計(jì)校核和工程量復(fù)核

通過(guò)在 BIM 模型中瀏覽，技術(shù)人員去查看可視化的工程實(shí)體模型，對(duì)工程實(shí)體會(huì)有一個(gè)具體的認(rèn)識(shí)。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)物圖形，也可以通過(guò)構(gòu)件的顯隱將一個(gè)復(fù)雜的細(xì)部構(gòu)造從其他模型中剝離出來(lái)，清楚的去查看工程結(jié)構(gòu)物的實(shí)體形態(tài)。在工程量的復(fù)核過(guò)程中，傳統(tǒng)的復(fù)核方法要依照二維平面設(shè)計(jì)圖紙來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸，進(jìn)而計(jì)算體積和數(shù)量，由于工程實(shí)體并非都是標(biāo)準(zhǔn)而規(guī)則的形狀，依靠人工有些根本就難以計(jì)算，借助圖形設(shè)計(jì)軟件 CAD 可以實(shí)現(xiàn)工程量的計(jì)算，這也要求施工技術(shù)人員具有很好的 CAD 繪圖水平，這樣一來(lái)計(jì)算工程量的過(guò)程必然需要一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間。而在 BIM 信息化系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)物的工程量信息已經(jīng)在構(gòu)件的屬性中進(jìn)行了標(biāo)識(shí)，工程量的匯總統(tǒng)計(jì)也可以直接在工程量統(tǒng)計(jì)中進(jìn)行查詢，免去了工程量復(fù)核過(guò)程，既加快了施工進(jìn)度，減輕了項(xiàng)目工程技術(shù)人員的工作量，節(jié)約工程工期，還有利于對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)體形成具體的認(rèn)識(shí)。

（二）施工模擬、優(yōu)化施工方案

根據(jù)建設(shè)工程項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃數(shù)據(jù)，將進(jìn)度計(jì)劃數(shù)據(jù)賦值到 BIM 中，即可實(shí)現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)施工模擬，一般的施工模擬可以模擬結(jié)構(gòu)物施工在時(shí)間和空間上的進(jìn)度安排順序。較深層次的施工方案模擬，可以模擬現(xiàn)場(chǎng)的施工機(jī)械，逼真地展示整個(gè)施工作業(yè)活動(dòng)的過(guò)程，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工方案中進(jìn)度計(jì)劃安排的問(wèn)題，如施工場(chǎng)地布置、機(jī)械配置、機(jī)械性能參數(shù)是否滿足、空間干擾等問(wèn)題(圖 1)，根據(jù)施工模擬來(lái)進(jìn)行方案的調(diào)整和優(yōu)化。

圖1 碰撞檢查

（三）標(biāo)準(zhǔn)化模型

將建設(shè)工程項(xiàng)目中的一些通用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件在模型設(shè)計(jì)中做成標(biāo)準(zhǔn)的模型，添加進(jìn)建模軟件的族庫(kù)中。此建模方式相較于傳統(tǒng)的 CAD 模型繪制是一個(gè)很大的進(jìn)步。標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件模型可以用來(lái)預(yù)制構(gòu)件批量化的生產(chǎn)，對(duì)于構(gòu)件加工的生產(chǎn)單位來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的模型可以直接應(yīng)用于數(shù)控機(jī)械化自動(dòng)生產(chǎn)。提高了交底的準(zhǔn)確性，同時(shí)增強(qiáng)了溝通的效率，減少了雙方交底的環(huán)節(jié)，節(jié)約了時(shí)間和成本，避免了在采用傳統(tǒng)的二維圖紙交底時(shí)，出現(xiàn)因?yàn)槎S圖理解問(wèn)題導(dǎo)致的構(gòu)件加工出錯(cuò)，直接生產(chǎn)出殘次品，造成浪費(fèi)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，在公路工程的施工階段利用 BIM 技術(shù)，可以有效提高施工質(zhì)量與效率，保證施工人員安全，且有序協(xié)調(diào)各部門協(xié)同工作。通過(guò)系統(tǒng)界面可以實(shí)現(xiàn)可視化管理，了解工程概況與施工進(jìn)度，有效解決建設(shè)工程項(xiàng)目模型可視化的問(wèn)題，在其他方面也有著積極的作用。