BIM技術(shù)與LSM技術(shù)在高速公路工程施工進度管理中的應(yīng)用

陳志培

【關(guān)鍵詞】高速公路工程;進度管理;BIM技術(shù);LSM技術(shù)

【中圖分類號】F062.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）08-0186-03

高速公路工程施工進度管理手段在信息化技術(shù)支撐下，呈現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢，作為基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，相比房建工程來說，高速公路工程施工工藝和技術(shù)相對簡單，但是高速公路工程需要考慮不同地點與環(huán)境影響因素。當前高速公路工程不斷增加，傳統(tǒng)公路工程施工進度管理手段已經(jīng)無法滿足建設(shè)需求。在建設(shè)過程中運用BIM技術(shù)與LSM技術(shù)，不僅有利于精準開展施工分層管理，而且能夠?qū)崿F(xiàn)工程分段統(tǒng)計、工程量分段籌劃、風險全面預(yù)測，從時間、空間雙重維度整合高速公路工程施工信息，從而保障高速公路工程按照預(yù)計時間竣工，對我國高速公路建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

1 BIM技術(shù)與LSM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種建筑信息建模技術(shù)，借助現(xiàn)代化信息手段，結(jié)合工程信息參數(shù)，可以實現(xiàn)建筑模型信息化。該技術(shù)起源于20世紀70年代，近年來在各行業(yè)得到良好應(yīng)用。BIM技術(shù)不僅具備協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、可視性等優(yōu)點，而且可以全面整合工程信息，構(gòu)建可視化的工程建筑模型，可直觀工程各施工階段的實際情況。同時，BIM技術(shù)利用實體實現(xiàn)技術(shù)，將不同施工階段及不同工序的資源數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，使數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式更加全面準確，避免傳統(tǒng)紙質(zhì)工程模型圖傳遞過程存在的諸多不便。當施工計劃發(fā)生變化時，可以及時對BIM建筑模型進行調(diào)整，使其關(guān)聯(lián)到后續(xù)的施工作業(yè)，能夠準確辨識后續(xù)施工中的隱患問題 [1]。

1.2 LSM技術(shù)概述

LSM技術(shù)以交通工程為基礎(chǔ)研究對象，將其應(yīng)用到高速公路工程建筑中，以線狀工程為基礎(chǔ)，構(gòu)建橫軸與縱軸兩坐標，使高速公路的建設(shè)里程得以數(shù)據(jù)化展現(xiàn)，同時將施工工序與不同施工環(huán)境相結(jié)合，對橫縱坐標進行標注，根據(jù)實際施工情況及影響因素，制定科學(xué)合理的進度管控方案。與傳統(tǒng)高速公路施工進度管理方式相比，LSM技術(shù)更加客觀與便捷，不僅可以與計算機中的數(shù)據(jù)信息相結(jié)合，以橫向、縱向兩個維度表示施工進度情況，而且可以準確標定施工各階段的重點施工節(jié)點，為進度管控計劃的落實提供保障 [2]。

1.3 基于BIM技術(shù)與LSM技術(shù)的高速公路工程施工進度管理方法

說到高速公路工程施工進度管理方法，離不開施工資源、施工效率、精準工程量及其他有可能影響施工進度的因素。開展進度管理，我們需要提前收集工程前期資料，盡可能采用3D激光掃描技術(shù)收集原始的地形地貌數(shù)據(jù)，并根據(jù)收集到的資料，充分構(gòu)建數(shù)字地形模型;然后根據(jù)施工方案，打造BIM施工模型，結(jié)合施工系列工序，分段、分層地利用BIM施工模型分析出各階段的工作任務(wù)和工作量。與此同時，建議引用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方式方法對施工進度的風險性進行全面有效地分析，并通過分析高速公路工程內(nèi)部的施工定額及影響施工進度的關(guān)鍵因素，預(yù)測并確定每個階段較科學(xué)的施工效率。通過引用LSM技術(shù)，編制施工進度計劃，并運用科學(xué)的辦法指導(dǎo)現(xiàn)場施工。在施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工實際需要，定期更新、完善和檢查線性施工進度計劃，并對更新后的施工進度計劃繼續(xù)開展指導(dǎo)工作。

2 當前高速公路工程施工進度管理難點

2.1 重難點問題

對于現(xiàn)階段高速公路工程施工來說，為滿足各行業(yè)對交通運輸?shù)男枨?，公路建設(shè)企業(yè)不斷擴大高速公路施工規(guī)模與數(shù)量，工程項目容易受到諸多因素的影響，從而導(dǎo)致施工過程產(chǎn)生大量的重點與難點。具體如下：①多數(shù)高速公路工程所在地的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，容易受到地下土層的影響，同時存在不穩(wěn)定、斜坡、崩塌、滑坡等施工隱患。②高速公路線路不斷增長，橋隧比例變高，工程量較大，普遍存在工期緊的現(xiàn)象，因此在施工過程中存在大量因素對施工進度產(chǎn)生影響。③大部分工程采用施工總承包模式，即將施工任務(wù)分包給多個施工單位。不同施工單位的技術(shù)水平、管理水平存在差異，導(dǎo)致高速公路工程局部施工質(zhì)量較差，無法保證工程在預(yù)期時間內(nèi)完工 [3]。

2.2 施工影響因素

高速公路工程施工進度的影響因素主要包括技術(shù)性影響因素與非技術(shù)性影響因素。技術(shù)性影響因素指施工或設(shè)計過程中存在的風險因素，例如施工組織不合理，施工方案與實際情況缺乏契合性，施工材料、施工設(shè)備、施工人員等沒有根據(jù)實際施工需求進行規(guī)劃部署，導(dǎo)致各工序之間存在銜接問題。當施工計劃發(fā)生變化時，沒有對相關(guān)工序進行調(diào)整與優(yōu)化，導(dǎo)致整體施工成本增加，資源損耗嚴重，不利于施工進度管控方案的落實。非技術(shù)性影響因素主要為自然環(huán)境因素、政府層面因素，例如洪水、地震等不可抗拒的自然力。當前，多數(shù)高速公路工程沒有開展水文氣象勘測，會受到天氣環(huán)境的嚴重影響，而且在施工過程中可能遇到一些無法提前預(yù)知的政策性調(diào)整，例如通貨膨脹、通貨緊縮、社會征費等經(jīng)濟情況，這些都會影響到施工資源的充足程度，進而影響高速公路工程的順利完工 [4]。

3 BIM技術(shù)與LSM技術(shù)在高速公路工程施工進度管理中的應(yīng)用策略

基于上述問題，在高速公路工程施工進度管理中，將BIM技術(shù)與LSM技術(shù)相結(jié)合，需要嚴格遵照兩種技術(shù)應(yīng)用特點與使用流程，開展信息化工程統(tǒng)籌工作，通過對高速公路工程的施工資源、施工效率、工程量等進行信息轉(zhuǎn)換，借助數(shù)據(jù)化手段與建筑模型分析技術(shù)，可以準確構(gòu)建公路工程的地形模型，對各施工階段的措施進行模擬推演，在此過程中能夠準確判定各施工階段、施工資源、場地、人員、設(shè)備等定額參數(shù)的實際情況，根據(jù)LSM技術(shù)編定出高速公路工程的施工進度計劃，及時準確地找出工程施工中存在的質(zhì)量問題，制定針對性的措施，提高各施工階段的施工質(zhì)量與施工效率，保證工程整體施工進度計劃的落實，高速公路工程施工進度管理流程如圖1所示。

3.1 準確獲取原始地形數(shù)據(jù)

在高速公路施工中，不同施工段的地形特征決定施工的難易程度，因此要對原始地形數(shù)據(jù)進行整理分析，構(gòu)建數(shù)字地形模型，為高速公路工程施工進度提供數(shù)據(jù)支持。采用3D激光掃描技術(shù)能夠快速獲取高密度數(shù)字三維坐標信息，借助GPS技術(shù)掃描三維坐標，并且對不同施工區(qū)域的數(shù)據(jù)進行劃分，之后利用多斷點數(shù)據(jù)進行去噪，使高精度帶狀點云數(shù)據(jù)為施工決策提供支持。同時還可以將各施工階段的資源損耗情況錄入點云數(shù)據(jù)模型中，進而對各工序的施工資源進行劃分。

例如，可以通過將構(gòu)建好的高速公路工程數(shù)字地理模型導(dǎo)入BIM設(shè)計軟件，構(gòu)建公路原始模型，并在模型中加入標高、公路寬度等幾何尺寸信息數(shù)據(jù)，同時加載公路設(shè)計的有關(guān)方案，形成高速公路工程的BIM總體設(shè)計模型。在此模型基礎(chǔ)上，根據(jù)高速公路工程施工實際情況、施工工序進行分層、分段劃分模型，最后建成BIM施工模型。此外，按照施工方案對施工工程量進行統(tǒng)計。

3.2 科學(xué)統(tǒng)計劃分工程量

對工程量進行科學(xué)劃分，該工作的準確性直接影響線性施工進度計劃的準確性與可行性，因此在劃分工程量時，需要借助BIM建筑模型技術(shù)，對高速公路工程數(shù)字地形模型進行構(gòu)建，通過將相關(guān)數(shù)據(jù)信息輸入模型，可以了解各施工階段的實際情況，結(jié)合標高尺寸信息、公路路寬加載設(shè)計方案等，使BIM設(shè)計模型更加豐富全面。同時還要按照工序分層，對模型進行合理劃分，使施工模型可以與線性施工進度計劃相契合，圍繞各施工階段進度控制計劃，分攤整體施工任務(wù)，保證各工序及各施工段的措施得到有效落實 [5]。

3.3 分析施工進度風險問題

圍繞高速公路施工過程中的風險問題展開分析，一方面要結(jié)合地質(zhì)勘測結(jié)果，對地理環(huán)境層面存在的影響因素進行分析，另一方面要對不同施工區(qū)域的影響因素進行劃分，提前考慮施工進度風險管控計劃，例如對天氣、氣候、環(huán)境、溫度、地層結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)信息進行綜合分析，并且與數(shù)據(jù)庫中類似高速公路工程進行對比，這樣可以準確判定施工過程中存在的隱患問題，進而從施工質(zhì)量與進度方面入手制訂針對性的防護措施。此外，可以借助貝葉斯網(wǎng)絡(luò)施工效率預(yù)測系統(tǒng)，整合社會環(huán)境、自然環(huán)境、工程資源、技術(shù)風險等參數(shù)，對施工定額進行計算，這樣可以準確判定施工進度風險的影響程度，將施工效率控制在合理范圍內(nèi) [6]。

3.4 編制線性施工計劃

結(jié)合高速公路工程施工計劃與風險問題，編制線性施工計劃，以保證各施工環(huán)節(jié)順利開展，結(jié)合BIM施工管理模式對施工總體工程量進行計算，并且根據(jù)施工層、施工工序、施工段及施工工期等信息，在建筑模型中制訂各施工階段的線性計劃。在此基礎(chǔ)上利用LSM技術(shù)編制出精細化的施工進度管控方案，從施工位置、施工時間、施工順序等層面出發(fā)，將一切施工資源與施工時間順序相結(jié)合，也就是在任意時間段內(nèi)應(yīng)該完成的施工項目及損耗資源情況都與預(yù)期方案相吻合，只有這樣，才能體現(xiàn)出線性施工計劃的應(yīng)用效果。

3.5 跟進現(xiàn)場施工進度信息

為保證施工線性計劃與BIM建筑模型管理方案的落實效果，還要跟進現(xiàn)場施工進度信息，例如將各施工階段的施工情況與材料損耗情況輸入建筑模型，通過計算機對后續(xù)施工中的影響因素進行科學(xué)分析，保證BIM技術(shù)與LSM技術(shù)在實際施工中的指導(dǎo)作用?？梢詫身椉夹g(shù)與實際施工進程聯(lián)系，借助現(xiàn)代化技術(shù)對實際信息與預(yù)設(shè)方案進行對比，找到實際施工中存在的模型偏差數(shù)值，在后續(xù)的施工方案中進行調(diào)整，保證施工內(nèi)容得到修復(fù)，只有這樣，才能使整體施工進程與線性控制模型保持一致。

3.6 實時更新線性施工模型

實時更新線性施工模型，找出實際施工與預(yù)設(shè)方案存在的偏差，在實際施工過程中，結(jié)合施工實際情況找出造成線性施工模型與實際施工情況產(chǎn)生偏差的因素，分析施工進度潛在的風險與可能造成的不良結(jié)果，提出相應(yīng)的改進措施，全面更新并完善原有的線性施工模型，構(gòu)建出創(chuàng)新的進度計劃內(nèi)容，更好地指導(dǎo)高速公路施工現(xiàn)場管理。這樣，高速公路工程管理者可以結(jié)合線性施工模型中提示的時間、內(nèi)容科學(xué)合理地進行施工管控，有效避免因施工工程進度管理不當造成的工期延誤。

4 結(jié)論

綜上所述，將BIM技術(shù)與LSM技術(shù)應(yīng)用到高速公路施工進度管理中，不僅能夠?qū)⒄w工程劃分為具體施工階段，而且可以根據(jù)各階段存在的問題與影響因素，制定針對性的解決措施，使管控方案更具科學(xué)性、協(xié)調(diào)性、合理性，從資源、成本等方面確保高速公路工程項目的綜合質(zhì)量。本文針對高速公路施工進度管理問題展開研究，首先介紹BIM技術(shù)與LSM技術(shù)，其次指出現(xiàn)階段高速公路工程施工存在的問題及相關(guān)影響因素，最后將BIM技術(shù)與LSM技術(shù)應(yīng)用到高速公路工程施工進度管理中，結(jié)合施工進度管理流程，提出相應(yīng)的優(yōu)化措施，準確獲取原始地形數(shù)據(jù)，科學(xué)統(tǒng)計劃分工程量，分析施工進度風險問題，編制線性施工計劃，跟進現(xiàn)場施工進度信息，實時更新線性施工模型等，確保工程項目各項工作穩(wěn)步開展。

參 考 文 獻

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