BIM技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

左春潮

【摘 ?要】隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，市政工程建設(shè)也更加完善、復(fù)雜，因此，對(duì)市政工程質(zhì)量的要求也明顯提高。市政工程項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，專業(yè)涉及范圍廣，節(jié)點(diǎn)工程復(fù)雜。將建筑信息模型（BIM）技術(shù)引入到市政工程建設(shè)中，能有效提高工程管理效率，確保工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】市政工程;BIM技術(shù);應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)有了飛速的發(fā)展，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。BIM即建筑信息模型，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具。本文介紹通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)主要是通過(guò)數(shù)字化計(jì)算機(jī)程序建立起三維結(jié)構(gòu)模型，將實(shí)際結(jié)構(gòu)物體可視化，其建立起來(lái)的模型涵蓋了建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備的基礎(chǔ)信息（包括尺寸、型號(hào)、材質(zhì)、運(yùn)行的參數(shù)等）、時(shí)間因素等，使實(shí)體模型參數(shù)化，體現(xiàn)為信息含量巨大，工作能力極強(qiáng)，同時(shí)也能夠更為精準(zhǔn)地展現(xiàn)出每個(gè)構(gòu)件的空間關(guān)系。BIM技術(shù)以結(jié)構(gòu)的三維可視化和信息化作為其核心理念，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，可以為設(shè)計(jì)者提供直觀的模型展示，在分析結(jié)構(gòu)或施工方案可行性等深化設(shè)計(jì)中，較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件有巨大優(yōu)勢(shì)。結(jié)合BIM可視化的特點(diǎn)，在進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以根據(jù)不同的方案來(lái)進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整，從多個(gè)角度看到調(diào)整的結(jié)果。針對(duì)BIM建模技術(shù)而言，它的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了基于計(jì)算機(jī)的可視化，例如：全景模型，動(dòng)畫(huà)漫游等。

BIM技術(shù)的應(yīng)用為工程建設(shè)管理過(guò)程中業(yè)主、設(shè)計(jì)和施工方的溝通和協(xié)調(diào)搭建了一個(gè)良好的平臺(tái)，為工程建設(shè)過(guò)程中的質(zhì)量、安全、進(jìn)度、物資管理展現(xiàn)出卓越的管理效能，顯著提高了建筑行業(yè)項(xiàng)目管理過(guò)程中的科技含量，符合目前建筑業(yè)前沿的發(fā)展趨勢(shì)和潮流。例如：通過(guò)BIM程序計(jì)算模擬，可以及早發(fā)現(xiàn)并有效避免設(shè)計(jì)和施工中的一些沖突，從而避免質(zhì)量事故及返工延誤工期。同時(shí)通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中該技術(shù)形成的三維信息模型對(duì)項(xiàng)目管理的推動(dòng)和指導(dǎo)，達(dá)到促進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施和影響項(xiàng)目管理運(yùn)行方式的目的，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理水平創(chuàng)新提供參考。

2 BIM設(shè)計(jì)技術(shù)的基本特征

2.1可視化

BIM技術(shù)可將工程結(jié)構(gòu)通過(guò)三維立體形式予以展示，保證展示結(jié)果與實(shí)際工程構(gòu)件信息一致，具備較強(qiáng)的可視功能。BIM模型的設(shè)計(jì)精度高，可直接觀察到設(shè)計(jì)缺陷，除了效果圖展示之外，還能夠?qū)こ添?xiàng)目的整個(gè)生命周期進(jìn)行可視化管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決施工中遇到的問(wèn)題，合理安排施工工序。如，利用BIM技術(shù)的可視化模型，可解決管線設(shè)計(jì)沖突，強(qiáng)化工程各參建方的信息交流。

2.2優(yōu)化性

優(yōu)化施工方案是實(shí)現(xiàn)市政工程項(xiàng)目?jī)r(jià)值最大化的重要手段。在施工方案優(yōu)化中，受工期長(zhǎng)、信息量大、技術(shù)難度高等因素的影響，使得優(yōu)化效果并不理想。而利用BIM技術(shù)，能夠在模型中輸入真實(shí)的項(xiàng)目信息，包括成本信息、參數(shù)信息、時(shí)間信息、幾何信息等，通過(guò)對(duì)大量信息進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)算，更加客觀全面的對(duì)工程項(xiàng)目施工方案進(jìn)行優(yōu)化比選，保證得到最優(yōu)的施工方案。

2.3協(xié)作性

在市政工程建設(shè)中，各參建方要相互協(xié)調(diào)配合，共同完成工程建設(shè)任務(wù)。但是，受各參建方信息溝通不及時(shí)的影響，導(dǎo)致工程建設(shè)信息不對(duì)稱，進(jìn)而造成工程方案變更情況頻發(fā)。而在BIM技術(shù)的支持下，各參建方可在模型內(nèi)溝通交流，并及時(shí)變更處理各專業(yè)系統(tǒng)的問(wèn)題，提高工程建設(shè)效率。同時(shí)，BIM技術(shù)的協(xié)作功能還能夠?qū)⒏鱾€(gè)構(gòu)件實(shí)體的參數(shù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)改變某一個(gè)模型的數(shù)據(jù)，就能自動(dòng)計(jì)算出其他部位的數(shù)據(jù)，使得平面、立面、剖面可隨著某一模型數(shù)據(jù)的改變而發(fā)生同步調(diào)整。

2.4模擬性

BIM技術(shù)對(duì)市政工程全生命周期進(jìn)行模擬，為實(shí)際施工提供可靠依據(jù)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)模擬實(shí)體工程，構(gòu)建BIM模型，對(duì)真實(shí)存在的建筑構(gòu)件進(jìn)行模擬操作;在施工環(huán)節(jié)，建立4D模型，利用4D動(dòng)畫(huà)對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或管線復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行模擬。同時(shí)，利用3D模型安排施工工序，對(duì)不同施工組織計(jì)劃進(jìn)行分析比較，優(yōu)選出更加合理的施工方案;在運(yùn)維環(huán)節(jié)，利用BIM技術(shù)的模擬功能，能夠提前預(yù)測(cè)可能發(fā)生的緊急狀況，并制定應(yīng)急方案，如疏散路線等。

3 BIM技術(shù)在市政工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 在工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在市政工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)三維CAD軟件進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，制作附有屬性信息的三維設(shè)計(jì)模型，即BIM。不同專業(yè)設(shè)計(jì)間可共享相關(guān)BIM數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)信息重復(fù)錄入。此外，二維設(shè)計(jì)圖紙與施工材料表清單均可由BIM直接自動(dòng)生成或提取，并且BIM能快速統(tǒng)計(jì)出詳細(xì)材料表。利用專門(mén)軟件可自動(dòng)完成對(duì)BIM設(shè)計(jì)的校對(duì)，分析是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)接口程序?qū)IM數(shù)據(jù)自動(dòng)導(dǎo)人相應(yīng)的分析軟件中進(jìn)行分析，如日照分析、風(fēng)環(huán)境分析、能耗分析等，并進(jìn)行實(shí)景模擬[2]。BIM技術(shù)通過(guò)綜合各專業(yè)管線與支架構(gòu)建等設(shè)計(jì)，完成碰撞檢查。同時(shí)，可快速計(jì)算出具體工程量，對(duì)工程成本進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

3.2 在施工階段的應(yīng)用

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)管理。BIM構(gòu)建出的三維信息模型更為直觀，方便工作人員更全面地了解施工現(xiàn)場(chǎng)平面情況。在此基礎(chǔ)上完成施工現(xiàn)場(chǎng)平面的策劃、布局及協(xié)調(diào)工作。同時(shí)，還能模擬多種施工方案，在施工前展示相關(guān)施工工藝，便于工作人員更好地理解新工藝、復(fù)雜的構(gòu)造結(jié)構(gòu)等。BIM的可視化特點(diǎn)能讓工作人員在開(kāi)工前了解到施工過(guò)程中的各關(guān)鍵工作的現(xiàn)場(chǎng)施工情況以及潛在的安全隱患。

（2）進(jìn)度管理。利用BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，添加時(shí)間維度，便能輕易了解到工程項(xiàng)目的進(jìn)展情況。同時(shí)，還能把預(yù)習(xí)制定的施工計(jì)劃與實(shí)際施工進(jìn)度相比較，用于分析進(jìn)度情況，為后續(xù)的進(jìn)度管理提供指導(dǎo)意見(jiàn)，防止工期延誤。

（3）質(zhì)量與安全管理。質(zhì)量安全管理屬于建筑工程管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助BIM技術(shù)構(gòu)建的三維信息模型，并綜合考慮施工過(guò)程中容易出現(xiàn)的安全質(zhì)量問(wèn)題便能迅速地預(yù)知項(xiàng)目存在的問(wèn)題。通過(guò)精準(zhǔn)定位跟蹤分析問(wèn)題原因與相關(guān)圖片，制定處理措施。工作人員根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，分析上述信息就能對(duì)市政項(xiàng)目中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化。隨后開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn)，論證施工組織方案的可行性，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量安全隱患。

4結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)能提高施工企業(yè)總承包集成能力，能合理控制工程成本，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保施工的理念，是建筑企業(yè)信息化建設(shè)的有效途徑。本工程將BIM技術(shù)引入市政工程的施工中，今后應(yīng)嘗試采用多種軟件建模，在對(duì)比分析后選擇適合各工程特點(diǎn)的軟件，同時(shí)還應(yīng)通過(guò)建立BIM管理系統(tǒng)，深入挖掘BIM價(jià)值，爭(zhēng)取讓BIM技術(shù)更好的為工程建設(shè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮超.BIM技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2016.