淺淡BIM技術在山嶺地區高速公路工程管理中的應用

于建

摘 要：近年來國內建筑信息模型（Building Information Modeling）技術發展迅速，被大量的應用到房建以及綜合管廊項目，但在山區高速公路中的應用研究較少。本文結合云南華麗高速項目對BIM技術在山區高速公路中的應用方向進行了分析，山區高速公路面對的是更復雜多變的地形及地質條件，施工難度遠大一般平原地區的公路，利用BIM技術可以針對性解決一些建設難題如棄土場選址問題。BIM技術的應用能極大的提高工程建設管理效率，提升工程質量、安全水平，實現經濟效益。

中圖分類號：U471.11 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0188-02

1 前 言

隨著國家級頂層戰略“一帶一路”的提出，中國再一次掀起了基礎設施建設的高潮，近年來，國家先后投入數萬億資金用于基礎設施如鐵路、高速的建設，且主要集中于中西部地區，其中又屬四川、云南、貴州三省地形最為復雜多變、地質情況不穩定，建設難度大，如貴州杭瑞高速中的北盤江大橋，成為世界上最高的橋梁；云南大瑞鐵路大柱山隧道從2008年施工至今共計9年，由于地質情況相當復雜，全長14.5km的隧道仍未貫通。隨著高速公路項目規模及復雜程度不斷提高，傳統項目的管理方法已很難滿足當前工程建設的要求，如何針對建設項目投資大、工期緊、參建方多、技術要求高、信息量大、協調困難等特點進行有效管理，成為項目管理者的難題。對復雜地區高速公路建設引入BIM技術，通過可視化、協同共享、模擬優化等一系列在傳統項目管理中無法實現的功能來提高施工質量、降低項目成本，縮短項目工期、減少重復工作，為項目管理的提升提供有力支持。

2 國內BIM技術應用概述

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，它就是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，再通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，為建筑項目生命周期中的不同階段、不同參與方提供及時、準確、足夠的信息，支持不同項目階段之間、不同項目參與方之間以及不同軟件之間的信息交流與共離，以實現項目設計、施工、維護效率和質量持續不斷的提高[1]。

在國家及地方政府的大力推動下，目前國內大型建筑施工企業基本上都已經用上了BIM技術，但使用BIM技術的工程項目大部分還是房建及城市綜合管廊，路橋施工還相對較少，尤其是山區高速公路施工中BIM技術應用方面的研究還很少，因此本文主要探究BIM技術在山區高速公路施工中的應用方向。

3 結合云南華麗高速項目，BIM在山區高速施工的應用

3.1 項目背景

項目位于云南省西北部，起點位于云南省麗江市華坪縣，經永勝縣，終點為麗江市古城區，項目采用雙向四車道高速標準，設計速度80km/h，路基寬度采用25.5m，橋梁寬度采用11m，隧道寬度采用10.25m。項目經過的區域范圍內主要地方公路有S220和S308。

3.2 路基施工BIM技術應用

3.2.1 三維地形模型的建立

山區地形、地質條件復雜多變，高速公路施工線長，施工難度較平原地區大，一個人在現場以及平面圖中很難全面、直觀的觀察到項目地形條件，而建立三維地形模型將現場原地面情況整體、直觀的展示給項目管理人員，因此，山區高速公路建立三維模型很有必要。

3.2.2 路基工程土石方量計算

山區高速公路路基土石方工程填挖方量往往較大，施工過程中需要不斷進行方量的核算，利用原始地形模型以及施工后的地形模型可以很快計算出路基土石方工程量。施工后地形可以利用無人機在空中對地面進行掃描，自動生成點云文件，即可導入BIM軟件中形成地表模型；也可利用GPS儀器進行人工采集高程點坐標，利用高程點坐標生成地表模型。前者需要購買無人機等設備，需要對操作人員進行相關專業技能培養，前期投入較大，但采集效率高；后者人工采集技術要求低，可充分利用現有資源完成地形采集工作，但效率較低。隨著科技的發展，利用機械帶替人工提高工作效率是不可抵擋的趨勢。

3.2.3 工程進度及施工模擬

根據項目啟動初期編制好的總體施工進度計劃及節點目標，建立總體施工模型，對施工進度進行模擬，展示不同的進度控制節點，將進度計劃精確到每天，同時導入每日實際完成工程量，與計劃進行對比，及時發現并糾正進度偏差。

利用模型制作施工動畫，輔助進行技術交底，動畫能直觀展現施工過程中的質量控制細節，內容生動有趣，幫助被交底人快速的理解交底內容，能有效提高交底效率，提升工程技術人員及工人質量控制意識。

3.3 橋梁施工BIM技術應用

3.3.1 建立結構物模型

BIM技術是以三維模型為基礎，建立結構的三維模型是最基礎的應用，將結構物模型準確的放置在地形模型上。

3.3.2 輔助圖紙會審及設計變更

在地形模型及橋梁結構模型建立完成后，可利用BIM技術對圖紙進行輔助會審及深化設計。可以通過BIM模型進行快速的工程量計算，與設計圖紙中的工程量進行對比。也可以快速的找出一些設計中錯誤的地方，如圖3，按設計圖紙建立完成地形及橋梁下部結構之后發現，該墩位處一個承臺遠高于原地面，需要進行設計變更，降低其標高。

利用BIM技術輔助圖紙會審能大大的提高審核效率，以便超前進行設計變更，利用三維模型將錯誤的地方直觀的展現出來，也增強了與業主、設計的溝通效率，最大化的減少因設計變更而耽誤的工期。

3.3.3 工程量統計

利用BIM軟件建立的實體模型能直接計算出結構物工程量，能幫助商務人員快速制定出材料計劃，計算產值等。Revit軟件根據建立的三維模型自動計算出相應橋梁結構的工程量。

3.3.4 橋梁工程進度

橋梁施工工程進度控制與路基施工工程進度控制是一樣的，首先建立起總體施工模型，對施工進度進行模擬，展示不同的進度控制節點，將進度計劃精確到每天，同時導入每日實際完成工程量，與計劃進行對比，及時發現并糾偏。

3.3.5 輔助施工便道設計

山區高速公路橋梁建設有一個極大的難題便是便道的修筑，橋梁下部結構往往在一些比較陡峭的山坡上，如何規劃便道，將施工機械以及施工原材料安全、快速的運送到指定地點，是一個難題，而且如果便道設計不合理，加上工程所在地雨季時期雨量較大且容易發生地質災害，在陡峭的山坡上一旦出現安全、質量事故，后果將極其嚴重。利用建立好的地形模型進行便道路線規劃、橫斷面設計，制定多種技術方案，并進行最終比選，能極大的提高便道設計的質量、安全性。

3.3.6 三維交底

利用BIM技術制作三維模型及動畫進行施工技術、安全、現場CI布置交底，可更加直觀的展現施工過程中，幫助交底人更好的表達出交底意圖，同時也讓被交底人更快的理解交底內容，極大的提升交底效率（見圖4）。

3.4 利用BIM技術進行綜合信息管理

BIM技術不僅僅只是建立三維模型，更重要的是I即inormation，信息，信息是包括信息的傳達、記錄及分析。

每一個工程項目承包商都有多個責任部門，通常有工程部、技術質量部、商務部、安全部等，各自負責相關工作，但從眾多的部門往往會導致信息的交流出現了重重壁壘，各部門工作協調難度大。

將BIM技術與互聯網結合起來，利用BIM5D平臺，將各部門工作整合，利用互聯網平臺及時更新各部門的信息并發布，與BIM模型結合，其它相關部門可以在平臺上查找需要的信息，提升工程項目的整體工作效率。

工程項目生產過程中會產生海量的數據，傳統的管理模式僅僅是將所有的信息寫在紙上保存下來，往往一個工程做完后，所產生的文檔可以放下一整個辦公室。如此海量的信息在項目結束后放著也就放著了，起不了多大的作用，若是將有用的信息上傳到互聯網平臺中，利用大數據分析技術對所有信息綜合分析，能得出許多準確可靠的結論，這些結論將遠比個人的經驗更有說服力，將為未來的工程項目解決相關問題時提供有說服力的依據。一個企業便可以依靠這些數據快速的成長起來。

4 結 語

本文針對山區高速公路特點和BIM技術實際應用分析，對BIM在山區高速公路工程的應用進行了闡述，可見BIM技術能提高該領域的工程建設管理的效率，提升工程質量水平，實現經濟效益。但目前我國BIM技術在山區高速公路建設領域的應用還處于初級階段，相應的復合型人才儲備還不足，一些有需求的BIM軟件功能還有待開發，但我相信隨著國家大力推動BIM技術的發展，目前BIM技術應用中的問題都會逐步解決，創新越來越多，BIM技術終將成為工程建設領域的一大利器。

參考文獻

[1]清華大學BIM課題組.中國建筑信息模型標準框架研究[M].北京：中國建筑工業出版社，2011：4～7.

收稿日期：2018-6-25

作者簡介：于 建（1986-），男，工程師，本科，主要從事高速公路工程管路工作。