基于BIM技術(shù)的土石壩施工進度管理的幾點認識及分析

摘 要：水利工程的快速發(fā)展，對水利工程的項目管理也提出了更高的要求，在土石壩項目管理實踐中，施工進度管理與項目經(jīng)濟效益、工程度汛安全等密切相關(guān)，是土石壩項目管理的核心指標(biāo)之一。本文分析了BIM技術(shù)在土石壩項目施工進度管理中的可行性和適用性，提出基于BIM的土石壩施工BIM模型構(gòu)建方法，并建立基于BIM的土石壩施工進度管理框架，以提高土石壩施工進度管理效率及土石壩項目整體管理水平。

關(guān)鍵詞：土石壩；BIM；進度管理；管理框架

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電能的需求與日俱增，同時，國家出于環(huán)境保護的戰(zhàn)略需要，減少并關(guān)閉了大量火電廠的運行，并增加了水力發(fā)電等清潔能源項目的建設(shè)。目前我國水壩數(shù)量達86000座以上，其中95%以上是土石壩。水利行業(yè)經(jīng)過長期發(fā)展，項目逐漸變的大而復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維圖紙操作和技術(shù)控制手段已不能滿足項目管理的需要。

1.BIM與土石壩施工進度管理

土石壩項目是水利工程中最常用的壩型之一，其施工階段涉及眾多參與方，具有施工周期長、投資大、影響因素多等特點，其施工階段的進度管理是一項重要的控制指標(biāo)，施工進度影響到項目的竣工時間、安全度汛、施工安全等關(guān)鍵，因此，施工進度的管理至關(guān)重要。土石壩項目建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從項目建設(shè)過程、參與單位、專業(yè)領(lǐng)域等方面來看，具有明顯復(fù)雜系統(tǒng)的特點，表現(xiàn)為以下幾個方面：項目的一次性、土石壩項目參與方多、施工協(xié)調(diào)工作量大、項目建設(shè)周期長，實施過程影響因素多，對造價和工期影響大、土石壩項目質(zhì)量要求高，項目質(zhì)量控制困難、工程項目建設(shè)期、運營期社會影響深遠、土石壩項目實施風(fēng)險大、土石壩項目受環(huán)境制約大、同時對環(huán)境的影響也大。BIM技術(shù)以三維可視化為基礎(chǔ)，實現(xiàn)建設(shè)項目全生命周期內(nèi)信息的集成、傳遞和應(yīng)用，給工程項目的實施提供了新的技術(shù)手段和實施方法，優(yōu)勢明顯，是未來工程項目領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。而BIM技術(shù)在進度管理中的應(yīng)用價值則在于：項目管理人員基于BIM模型可以在三維視圖中進行施工現(xiàn)場布置，提高施工管理效率；其次BIM技術(shù)可以為項目的進度管理提供信息集成平臺，通過創(chuàng)建、查詢、修改項目進度信息，減少信息丟失，減少各參與方之間的溝通和協(xié)調(diào)時間，從而提高進度管理效率；最后，基于BIM模型可以實現(xiàn)土石壩施工過程的動態(tài)模擬，分析土石壩施工技術(shù)方案的可行性，通過分析比選選出最優(yōu)方案。

2. 基于BIM的土石壩施工進度管理應(yīng)用環(huán)境分析

BIM技術(shù)的應(yīng)用拓寬了施工進度管理思路，可以有效解決傳統(tǒng)施工進度管理方式中的一些問題和弊病。BIM技術(shù)的應(yīng)用涉及項目的整個生命周期，而在施工進度管理中的應(yīng)用主要通過建模軟件建立項目的三維信息模型，然后依據(jù)項目工期目標(biāo)和資源情況編制項目進度計劃，最后將三維信息模型與進度計劃關(guān)聯(lián)，形成項目的4D模型，實現(xiàn)項目的進度模擬。項目管理人員基于該4D模型，進行項目實際進度的跟蹤記錄、分析及糾偏，優(yōu)化進度計劃，從而實現(xiàn)項目施工進度的動態(tài)管理。BIM技術(shù)在項目施工管理中的應(yīng)用主要包括進度模擬、施工方案優(yōu)化、三維技術(shù)交底、碰撞檢查與施工安全四個方面。依據(jù)BIM技術(shù)的特點和土石壩項目的特征，從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境三方面來分析BIM技術(shù)在土石壩項目施工進度管理中的應(yīng)用可行性和適用性。技術(shù)方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以集成項目各參與方自項目籌劃階段到運營維護階段的項目設(shè)計信息、施工信息、幾何信息、材質(zhì)信息等項目所有信息。經(jīng)濟方面，據(jù)Autodesk公司統(tǒng)計：建筑企業(yè)應(yīng)用BIM可提高66%的競爭力，縮短5%-10%的施工進度，并減少20%-25%的協(xié)調(diào)時間。以上數(shù)據(jù)可以看出BIM應(yīng)用的巨大經(jīng)濟效益，而水利工程投資額巨大，BIM技術(shù)的引入將節(jié)約大量工程投資，并且可以提高水利工程行業(yè)的生產(chǎn)率。就環(huán)境而言，自2002年BIM概念引入我國以來，從國家的政策鼓勵和推動，到行業(yè)的實踐應(yīng)用和創(chuàng)新，BIM技術(shù)在我國得到了迅速發(fā)展。BIM技術(shù)的應(yīng)用是基于BIM軟件來創(chuàng)建并運用建筑模型管理項目信息，提供決策依據(jù)，實現(xiàn)科學(xué)管理。目前，市面上以Autodesk、Bentley、Graphisoft和Dassault四大軟件商的產(chǎn)品為主流BIM軟件，又配合其他與BIM相關(guān)的軟件來為項目的建設(shè)、運行服務(wù)。基于BIM的進度管理依靠建模軟件、進度管理軟件作為技術(shù)支持，目前常見的支持基于BIM的施工進度管理的軟件工具主要有Innovaya公司的Innovaya Visual 4D Simulation和Autodesk公司的TimeLiner。

3. 基于BIM的土石壩施工進度管理實施框架研究

基于BIM的土石壩施工進度管理需要集成三維地形模型、壩體建筑物三維模型及工進度計劃信息，要解決各模型信息間的接口問題，以完成土石壩的施工可視化模擬，實現(xiàn)施工進度的動態(tài)控制。依據(jù)土石壩的施工進度管理需求，基于Autodesk公司產(chǎn)品制定土石壩施工模型的解決方案。采用Autodesk Civil 3D、Autodesk Infraworks、Autodesk Rater Design來建立土石壩工程區(qū)域的三維地形模型；由Autodesk Civil 3D、Autodesk Revit、Autodesk CAD軟件按照施工方案的分塊、分層要求建立土石壩的施工模型；按照施工方案用Microsoft Project/P6軟件編制施工進度計劃；通過Autodesk Navisworks Management平臺由以上數(shù)據(jù)集成土石壩施工4D模型，并完成土石壩的施工可視化模擬，實現(xiàn)土石壩施工進度的動態(tài)管理。基于BIM的土石壩施工進度管理要考慮組織、過程、信息和系統(tǒng)四要素以及它們之間的關(guān)聯(lián)。組織是指土石壩施工過程的各參與者、管理模式、合作方式以及權(quán)責(zé)分配等；過程是指從施工準(zhǔn)備、實施、工程竣工的整個流程，以及各個流程所包含的工作、資源投入等；信息是指土石壩施工過程中產(chǎn)生施工信息以及其表達方式等，包括土石壩施工方案、施工進度計劃等信息；系統(tǒng)是指負責(zé)工程以及創(chuàng)建和使用信息的計算機軟件和系統(tǒng)。結(jié)合土石壩施工模型的建模流程，基于BIM的施工進度管理框架是一個包括數(shù)據(jù)源、結(jié)構(gòu)層、數(shù)據(jù)層、模型層、平臺層、應(yīng)用層、項目層的機構(gòu)體系。土石壩BIM建模流程及施工進度管理架構(gòu)可為類似項目的施工進度管理提供技術(shù)借鑒和參考。

4.結(jié)束語

BIM技術(shù)是前沿技術(shù)，基于BIM技術(shù)的土石壩施工進度管理，實現(xiàn)了土石壩項目施工進度管理的可視化和動態(tài)化，土石壩項目結(jié)合BIM技術(shù)的實踐應(yīng)用較少，基于BIM的土石壩項目進度管理尚處于初級探索階段，依然是依靠人工取得施工進度的關(guān)鍵信息，土石壩的施工進度管理水平尚需進一步提高。基于上述分析，本文對BIM技術(shù)在土石壩施工進度管理方面的應(yīng)用適應(yīng)性進行分析，建立土石壩施工BIM模型，實現(xiàn)土石壩施工可視化模擬，提出基于BIM技術(shù)的土石壩施工進度管理框架。然而，鑒于我國BIM相關(guān)理論體系、國家和地方標(biāo)準(zhǔn)及本土化BIM軟件尚不成熟，而且國內(nèi)外對于BIM技術(shù)在土石壩施工中的應(yīng)用研究較少，缺乏研究成果，因此本文尚屬于探索性研究，存在一定的局限和不足，需要以后的研究者和技術(shù)人員進行進一步的研究和探討。

參考文獻：

[1] 李建成，王廣斌.BIM 應(yīng)用——導(dǎo)論[M].同濟大學(xué)出版社.2015.

作者簡介：

成滿拴（1980.3.23-）寧夏， 男，大學(xué)本科，工程師，從事施工單位項目管理工作。