淺談BIM在鐵路施工管理中的應(yīng)用

李超

在鐵路施工管理過(guò)程中，各階段節(jié)點(diǎn)的施工銜接極為重要，施工階段的動(dòng)態(tài)管理對(duì)安全和質(zhì)量有著較大的影響。長(zhǎng)久以來(lái)，施工單位對(duì)項(xiàng)目管理大多比較粗放，沒(méi)有對(duì)其精細(xì)化管理，施工步驟繁瑣，沒(méi)有直觀性，成本消耗高。為更好地保證鐵路工程建設(shè)質(zhì)量，采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)強(qiáng)化施工管理水平迫在眉睫。文章主要結(jié)合BIM技術(shù)在鐵路施工管理中的應(yīng)用，進(jìn)行以下初步探討。

一、鐵路施工管理的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的鐵路工程施工項(xiàng)目管理中常采用文字、表格等靜態(tài)2D形式，這些表達(dá)方式可視性低，不能進(jìn)行施工模擬，在技術(shù)交底和安全交底時(shí)，生硬死板，使作業(yè)人員不能更好地明白交底內(nèi)容，因此在施工作業(yè)時(shí)容易操作不當(dāng)而導(dǎo)致資源浪費(fèi)，影響資源使用率。

二、BIM技術(shù)的應(yīng)用

BIM（英文全稱Building Information Modeling，建筑信息模型）是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)該項(xiàng)目相關(guān)信息的詳盡表達(dá)。其對(duì)傳統(tǒng)的工作方式進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)低下的工作效率進(jìn)行提升，BIM根據(jù)各階段的相應(yīng)要求，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行元素重構(gòu)，在施工管理中發(fā)揮巨大的實(shí)用性價(jià)值。

1. BIM技術(shù)的特點(diǎn)

（1）可視化：其可以包含鐵路中各個(gè)對(duì)象的三維信息和結(jié)構(gòu)關(guān)系，如橋梁、路基、隧道、站場(chǎng)的空間位置；道岔和股道的平面位置等。將以往線條式的構(gòu)件以一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前。

（2）關(guān)聯(lián)性：不管是施工單位、業(yè)主還是設(shè)計(jì)單位之間的溝通，還是專業(yè)與專業(yè)之間的溝通，BIM的關(guān)聯(lián)性將起到重要的作用。模型中的對(duì)象相互識(shí)別與關(guān)聯(lián)，當(dāng)模型中的某個(gè)對(duì)象，如站場(chǎng)當(dāng)中股道與站臺(tái)間的位置距離、相鄰墩臺(tái)之間的距離、橋臺(tái)的位置等發(fā)生變化時(shí)，與其相關(guān)聯(lián)的對(duì)象將做出相應(yīng)的變化調(diào)整并且保持及時(shí)更新。

（3）模擬性：在施工階段，BIM可以根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，確定合理的施工方案指導(dǎo)施工，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且排除可能存在的隱患，輸出需要的施工圖紙，使施工的每個(gè)環(huán)節(jié)都有圖可依，并且結(jié)合BIM模型具體指導(dǎo)施工。一旦在項(xiàng)目的模擬施工過(guò)程中遇到了問(wèn)題，可以及時(shí)解決，減少后期返工造成浪費(fèi)，節(jié)約成本。

2. 鐵路施工應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在鐵路施工中，涉及路基、橋梁、隧道、軌道等專業(yè)，構(gòu)筑物種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而傳統(tǒng)的圖紙僅局限于二維顯示，不能從整體上直觀、真實(shí)體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。另外，鐵路施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更或施工方案優(yōu)化都必須依賴圖紙，工作量大且繁瑣。此外，設(shè)計(jì)單位、施工單位、建設(shè)單位不能基于一個(gè)共同工作平臺(tái)開(kāi)展工作，也容易產(chǎn)生“信息孤島”。應(yīng)用 BIM技術(shù)，能夠建立一個(gè)包含鐵路項(xiàng)目所有幾何尺寸、結(jié)構(gòu)功能和空間關(guān)系的參數(shù)化、可聯(lián)動(dòng)修改的4D模型，在項(xiàng)目的施工階段，施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位等都能夠根據(jù)自身需要提取相關(guān)信息，并基于同一BIM模型進(jìn)行協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)信息共享。BIM在施工中的信息共享如圖所示。

BIM在施工中的信息共享

BIM技術(shù)應(yīng)用于施工管理過(guò)程中，可以做到優(yōu)化施工方案、排除安全質(zhì)量隱患、降低資源浪費(fèi)、節(jié)約成本等。具體體現(xiàn)在3個(gè)方面：

（1）快速做出最優(yōu)的施工方案

利用BIM技術(shù)在施工前對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，以合同工期為依據(jù)，結(jié)合工程的規(guī)模、性質(zhì)、復(fù)雜程度等，分析不同資源配置對(duì)工程進(jìn)度的影響，從而成為技術(shù)上先進(jìn)、工藝上合理、組織上最優(yōu)的施工方。

（2）碰撞檢查，排除隱患

利用BIM的三維技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，可以提前發(fā)現(xiàn)在施工階段可能存在的安全質(zhì)量問(wèn)題，減少返工和整改。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的施工方案，重新進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量。

（3）精確計(jì)劃，降低損耗

利用BIM技術(shù)可以讓施工管理人員快速準(zhǔn)確地獲得施工現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，制定準(zhǔn)確的施工生產(chǎn)計(jì)劃，為施工現(xiàn)場(chǎng)合理配置資源提供依據(jù)，減少資源的浪費(fèi)，降低施工損耗。

三、 BIM技術(shù)應(yīng)用的阻力

最近幾年，由于政府相關(guān)政策的促進(jìn)，施工單位的BIM應(yīng)用積極性很高。但從應(yīng)用深度來(lái)看，應(yīng)用點(diǎn)還比較分散，尤其在鐵路建設(shè)施工中應(yīng)用還較少。不少施工單位在嘗試后，大多數(shù)覺(jué)得投入與產(chǎn)出不成正比而選擇了放棄。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，主要是施工單位在BIM應(yīng)用中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1. BIM技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)分離

BIM技術(shù)的實(shí)施，需要施工過(guò)程中所有人員的參與，在技術(shù)交底時(shí)，交底對(duì)象更多的應(yīng)該是現(xiàn)場(chǎng)工人。然而實(shí)際過(guò)程中，施工單位大多數(shù)的技術(shù)交底針對(duì)性不強(qiáng)，注重現(xiàn)場(chǎng)施工的管理人員交底，而真正在現(xiàn)場(chǎng)施工的操作人員的交底往往流于形式，這也是為什么目前大多數(shù)施工單位BIM技術(shù)的應(yīng)用，沒(méi)有真正融入到施工管理過(guò)程中的原因。

2. 未找到好的實(shí)施方式

一些施工單位應(yīng)用BIM只是應(yīng)付完成業(yè)主的招標(biāo)要求，在鐵路施工過(guò)程中除了利用BIM進(jìn)行三維模擬效果演示和前期初步的碰撞檢查，沒(méi)有過(guò)多的實(shí)際應(yīng)用。以為BIM技術(shù)應(yīng)用就是買(mǎi)軟件用軟件，沒(méi)有將BIM應(yīng)用到施工過(guò)程管理當(dāng)中，以至于造成投入過(guò)大而沒(méi)有帶來(lái)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益，給人以“華而不實(shí)”的感覺(jué)。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著人們對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)和研究，BIM技術(shù)日趨成熟，BIM技術(shù)在鐵路施工中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，其代表著鐵路施工管理未來(lái)發(fā)展的方向，也是鐵路施工管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。