BIM在公路施工管理中的應(yīng)用

文 / 高云

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)也得到了迅速發(fā)展。公路是交通建設(shè)中的重要建設(shè)內(nèi)容。通過公路的建設(shè)大大節(jié)省了人們的時(shí)間和距離。但在各種技術(shù)因素和外部環(huán)境的影響下，公路雖然為我們創(chuàng)造了極大的便利，但建設(shè)難度也大，發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)概率更高。因此在BIM技術(shù)的支持下可以在施工前建立一個(gè)直觀有效的信息模型，通過虛擬施工對安全隱患、施工難點(diǎn)提前反映。BIM技術(shù)在施工準(zhǔn)備階段、施工組織管理中都可起到調(diào)整優(yōu)化的作用，做到高效安全地施工作業(yè)。隨著該技術(shù)的發(fā)展和研究，它在未來的開發(fā)利用中將具有更重要的意義。

1 BIM技術(shù)簡介

BIM是一種建筑信息模型技術(shù)，是應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、施工和管理的數(shù)據(jù)工具。它主要用于描述基于三維圖形、面向?qū)ο蠛腕w系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)由Autodesk公司于2002年提出，旨在幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成。從建筑設(shè)計(jì)、施工到工程結(jié)束，所有信息都將收集在三維模型信息庫中，方便相關(guān)人員查閱。應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效地提高工作效率，降低成本，縮短項(xiàng)目周期，實(shí)現(xiàn)效益最大化。目前此項(xiàng)技術(shù)已在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可。

與以往的二維視圖相比，三維BIM實(shí)體工程信息具有一定的局限性，在處理復(fù)雜的幾何實(shí)現(xiàn)時(shí)不能充分表達(dá)，在變更設(shè)計(jì)時(shí)也不能保證與二維圖紙的一致性。但是BIM技術(shù)的環(huán)保性和方便性更適合時(shí)代的要求，已經(jīng)成為一種新興的流行技術(shù)。

2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

2.1 3D可視化

可視化是指BIM技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合以便直觀表達(dá)，使可視化仿真模型可作為實(shí)際工程建設(shè)的參考。在傳統(tǒng)施工技術(shù)的應(yīng)用中，施工只能以二維的形式進(jìn)行，一些設(shè)計(jì)問題難以發(fā)現(xiàn)。因此在后續(xù)施工工作中，由于一些細(xì)節(jié)原因會造成無法彌補(bǔ)的損失，導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢，甚至影響工程建設(shè)質(zhì)量。利用該技術(shù)，公路工程可以利用三維可視化效果，通過直觀清晰的三維模型了解項(xiàng)目的形式和狀態(tài)，避免施工圖設(shè)計(jì)中難以發(fā)現(xiàn)的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)可以幫助施工人員更好地解決設(shè)計(jì)中的問題，以明確施工任務(wù)和目標(biāo)，嚴(yán)格控制所有細(xì)節(jié)，減少施工事故。

2.2 協(xié)調(diào)性強(qiáng)

協(xié)調(diào)可以解決模塊中施工過程中參數(shù)的沖突問題，降低方案變更率，提高工作效率。目前隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，VR技術(shù)與BIM技術(shù)的集成技術(shù)已經(jīng)在研究和開發(fā)中，并與人工仿真實(shí)體相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)技術(shù)交底。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以在虛擬場景中結(jié)合相關(guān)模型，提供高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)服務(wù)。共享性主要基于開放式架構(gòu)和數(shù)據(jù)顯示，使不同專業(yè)之間的數(shù)據(jù)和信息能夠共享和協(xié)調(diào)，能夠有效支持公路行業(yè)內(nèi)各種應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)交換和施工全過程的數(shù)據(jù)管理。另外在應(yīng)用建筑信息建模的過程中，可以考慮到每個(gè)過程中每個(gè)對象的不同需求，以滿足整個(gè)工程的實(shí)際需求。

2.3 模擬、整合性強(qiáng)

在BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中,仿真是該技術(shù)在施工中最有價(jià)值的體現(xiàn)。BIM技術(shù)可以模擬設(shè)計(jì)方案的具體實(shí)施過程，判斷施工方案能否順利實(shí)施，并在模擬施工項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工操作過程中存在的缺陷和問題，以便提前糾正和解決，從而保證施工方案的穩(wěn)定施工作業(yè)。另外在BIM技術(shù)的支持下,可以模擬一些在實(shí)際施工中難以實(shí)現(xiàn)的工程項(xiàng)目，使施工人員能夠根據(jù)具體情況合理設(shè)計(jì)施工方案以減少誤差。

3 BIM技術(shù)在公路施工安全管理中的重要應(yīng)用

3.1 模擬施工方案

在具體的公路施工作業(yè)中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以結(jié)合該技術(shù)的主要特點(diǎn)對施工方案進(jìn)行全面的模擬，施工單位可以將施工方案的信息輸入到具體的BIM技術(shù)系統(tǒng)中，然后進(jìn)行分析。專業(yè)技術(shù)人員可以利用計(jì)算機(jī)輔助繪圖來實(shí)現(xiàn)有效的公路施工信息建模。施工前的建模與仿真具有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

它可以提前預(yù)測公路施工過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，并提出規(guī)避和解決風(fēng)險(xiǎn)的措施，從而提高公路的安全性能。

施工方案模擬可以使施工人員對施工方案有更直觀的了解，從而減少理解錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)。

施工方案的模擬可以幫助施工單位合理布置隔離帶和安全標(biāo)志。雖然大多數(shù)公路都建在人煙稀少的地區(qū)，但公路入口處的人數(shù)相對較多。因此施工方案的科學(xué)模擬可以準(zhǔn)確定位受影響的城區(qū)，有效阻斷無關(guān)人員或車輛突然進(jìn)入施工現(xiàn)場的可能性，提高整體施工安全性。

施工方案的科學(xué)模擬可以為施工前期的工作安全做出有效參考。在施工項(xiàng)目成立時(shí)期起就已經(jīng)安排了施工安全管理的相關(guān)規(guī)范，在施工開始之前，施工安全管理是施工單位在進(jìn)行施工建設(shè)中首要關(guān)注的問題，而利用BIM技術(shù)對施工方案進(jìn)行有效模擬，能夠全面提升施工安全管理工作落實(shí)的精準(zhǔn)性與效率，以此為后續(xù)施工展開提供良好的技術(shù)條件。

3.2 安全管控施工進(jìn)程

公路建設(shè)量較大，部分吹填路段質(zhì)量要求較高，導(dǎo)致具體施工作業(yè)的施工風(fēng)險(xiǎn)較大，給其安全管理帶來較大難度。在公路施工信息建模的過程中，可以對工程的安全進(jìn)行控制，提高整個(gè)工程的安全性。具體實(shí)施可以從以下幾個(gè)方面著手。

GIS與BIM技術(shù)相結(jié)合，可全面監(jiān)控公路施工情況，施工單位可根據(jù)具體施工進(jìn)度和地質(zhì)條件制定合理的施工措施，避免地質(zhì)災(zāi)害造成公路坍塌問題和現(xiàn)象，影響施工人員的生命安全和施工進(jìn)度。

結(jié)合BIM技術(shù)對施工過程進(jìn)行全面安全控制，有效地處理施工作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)事故。在具體的施工期內(nèi)，由于工作量大、強(qiáng)度高，施工人員往往會暈倒。雖然我國公路開挖技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但在開挖過程中會出現(xiàn)隧道坍塌問題。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，施工單位可以根據(jù)事故情況采用BIM技術(shù)，制定最優(yōu)解以最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)的影響。

結(jié)合BIM技術(shù)所制定的安全管理措施，可以有效的減少安全管理人員的數(shù)量和負(fù)責(zé)人在施工現(xiàn)場出現(xiàn)的頻率，進(jìn)而在減少一定人力措施的基礎(chǔ)上，能夠有效的保證整體的施工安全，將危險(xiǎn)因素降到最低。

結(jié)語

由于公路施工較為復(fù)雜，需要在建設(shè)期間利用BIM技術(shù)來實(shí)施科學(xué)的安全管理，通過模擬技術(shù)來規(guī)避施工安全風(fēng)險(xiǎn)，以此保證施工過程的整體安全，為人們提供更加高質(zhì)量的公路服務(wù)?？傊畬⒔ㄖ畔⒔＜夹g(shù)應(yīng)用于公路橋梁施工過程中，可以促進(jìn)施工的順利進(jìn)行，也可以提高施工技術(shù)水平。對BIM技術(shù)進(jìn)行綜合分析和研究，可以進(jìn)一步提高公路橋梁工程的施工效率，從而有效地解決工程中存在的不足和問題，促進(jìn)工程的順利開展，提高工程質(zhì)量水平。因此在我國現(xiàn)代公路橋梁工程建設(shè)過程中，應(yīng)積極推廣應(yīng)用信息建模技術(shù)，以促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展。