分析工程測量結合BIM技術在工程項目上的應用

魏小明，郭為義

（中交二航院工程咨詢監理有限公司，武漢 430060）

1 引言

在20世紀90年代期間，BIM技術的概念逐漸被明確下來，其后開始被引進國內得到應用與開發，直至目前，BIM技術在國內已然具有長達十幾年的應用歷史。BIM技術在起初得到應用時，大部分使用對象為規模較大的設計公司。而在最近幾年的持續發展下，BIM技術的應用價值得到了進一步的展現，也開始慢慢拓寬了其應用范圍。為了使得工程產業競爭優勢更為明顯，政府有關部門也開始在設計工作和施工作業環節提出了應用BIM技術的要求。

2 BIM技術的概述

BIM全稱為Building Information Modeling，中文譯名為建筑信息模型。其本質上是一個具有高專業性和高程度綜合化特征的數據庫，有著明了直觀、可視化程度高等優勢。BIM技術通過建筑信息模型，采取協同合作和共享共進的工作方法，把模型做技術化處理，可以充分地同建筑生產運行的各項流程進行連接，從而使得一些規模大、復雜程度高的工程項目完成效率得到大幅度提升。

BIM技術具有兼容能力強、數據共享便利等優勢，在工程項目實施的任何階段，BIM技術都具有獨特的應用價值。主要體現在其能夠為工程項目全方位數字化工作提供有效的技術措施[1]。最近幾年，BIM技術得到了很好的發展，其由3D的表達模式逐漸發展成4D、5D。而在未來，毋庸置疑的是，BIM技術的應用重要性也會持續提升。

3 BIM技術在不同工程測量工程項目的應用情況

3.1 BIM技術在工程測量中的應用

工程測量是一項基礎性工作，所測得結果的準確性和精確度將直接決定其后工程任務能否順利完成。BIM技術這項工程領域新型技術的應用，使得工程測量工作的完成更加具有保證，不但能夠促進測量工作數字化進程加快，將測量結果更好地納入信息模型之中，也能在工程的設計規劃、施工作業、運維管理等工作中調用更多的數據作為參考依據。

工程測量是工程設計前勘察工作的主要環節，工程施工過程中，測量放樣與監測是控制工程實體建造過程準確與穩定的核心工具，BIM技術在工程測量工作中的應用不僅可以提升工作的效率，還能夠有效提升測量準確性。例如，以往的放樣操作是以二維關系為主，針對放樣的位置信息需要做出重點標注才能表達清楚，這為放樣操作帶來很多不必要的操作，一旦位置坐標記錄出錯就會使整體測量數據受到嚴重影響。而BIM技術則是以三維模型為主要表現形式，可以將坐標信息在放樣的過程中以三維模型的形式進行直觀展現，相應的位置信息也無需重點記錄，這樣不僅優化了放樣工作流程，還可以有效避免數據出錯的現象，對放樣工作水平提升具有較大幫助。

3.2 在地形信息系統中的應用

在地形地物測繪方面，當前國內使用較多的為RTK技術，而一些規模較大的項目則使用無人機技術，大型復雜的項目則會把這2種技術進行結合應用，從而能夠展現各自的測量優勢，并在不足之處上互相彌補。而隨著BIM技術的日趨成熟、應用范圍逐漸擴大，業內開始將無人機技術、GIS技術以及BIM技術三者聯合起來，一同用于信息傳遞開發，將具體的建筑體信息與地形數據融合于BIM技術內，從而構建綜合性的虛擬信息模型，而這也是BIM技術在工程測繪項目中的高級應用方式[2]。

例如，無人機傾斜攝影三維建模方法，是先使用無人機來收集和處理測量區域的航測信息；然后使用GIS軟件實行地理信息的集成，構建出三維GIS模型；其后再對地理空間數據和建筑信息數據實行整合處理，得到核心基礎數據庫。將此數據庫廣泛應用于智慧型城市建設工程中，各個行業所需要的地理信息數據便都能夠在同一平臺內調用獲得，而不同專業的工作任務也能夠在同一平臺完成。

3.3 在基坑監測項目中的應用

BIM技術所具備的虛擬建造功能能夠把設計人員提供的設計方案通過更為直觀的形式展現出來，這樣對于提高工作人員按圖施工質量具有極大幫助。基于BIM技術平臺，設計人員和施工人員之間不用進行重復、繁瑣的溝通交流，便能相互理解對方的需求和意見。例如，在大型基坑項目施工作業時，按照設計方案進行施工工作，能夠有效確保工程具體三維坐標以及尺寸被控制在合理誤差范圍內，設置特征點以及對其進行觀測，實時了解其變形情況，然后把觀測數據傳輸至建筑信息模型內，具有全面監測工程項目結構安全的效果。

BIM技術應用于大型基坑施工項目測量的主要方向如下：（1）把BIM技術的數據模型功能用于模擬基坑變形狀況，顯示基坑成型狀態、變化形式，能夠為相關施工人員的施工、管理等工作提供有力的數據支持[3]；（2）在出現基坑設計問題時，可通過BIM技術對有關信息數據和基坑形式做二次調整，確保基坑施工能夠有序進行；（3）在研究基坑數據模型時發現，若是基坑施工作業難度較大且具有一定隱患，那么可以通過確定隱患與難點問題確切地得出合理的應對措施，最終保障施工任務順利完成。

在大型施工項目中，基坑變形問題出現比較頻繁，只要出現基坑變形問題，便會導致工程質量受到極大影響。BIM技術能夠顯著提高基坑變形的預測準確性，而工作人員也可以根據預測結果設計對應的解決方案，從而有效減少基坑變形發生次數，從源頭上保證施工質量和施工安全。

3.4 在長江航道整治項目中的應用

由于受到水位變化、潮汐現象的干擾，長江航道整治項目主要處于中水位之下。如此一來，從設計工作到施工作業，以及運營維護工作，都必須使用水下測量方法，測量項目整治前后的變化情況，利用測量設備把水下不可視地形和物體轉換成可視的測量結果。BIM技術的優勢在于，工程項目信息模型能夠利用可視化虛擬技術，將不可視的工程調整為可視，可以把2類可視模型技術進行融合，構成虛擬可視化，這給工程項目提供極大的便利，簡化了許多工作[4]。例如，航道整治工程中的動態管理原則，主要體現在工程項目的以下3大階段：

1）設計階段。設計施工圖紙是將某一時間段的地形信息數據當做參考依據實行設計的，按照工程河段的河床變化趨勢，在退水和施工期間，河床的地形勢必也會發生一定的改變，部分部位有可能發生沖刷，所以，必須要堅持“動態管理”原則，按照具體的河床變化情況，來合理調整改進施工流程和施工計劃，從而保障建筑物的穩定安全性以及整體整治效果。

2）施工階段。施工方按照施工階段的觀測調查結果，了解水位、水速和流向、河床地形和整治建筑體的變動狀況，嚴格遵守“動態管理”原則進行適當的加固和維護處理。

3）運維階段。工程在其使用期間，部分區域會發生沖刷，按照“動態管理”原則，對工程項目實行加固與維護。

上述3個階段運用BIM技術，可有效展現“動態管理”的時效性與優越之處。

對于航道整治項目而言，工程測量主要是通過使用單、多波束測深儀聯合RTK的方式，并結合無驗潮測深技術，從而得出地形數據結果，利用BIM技術軟體中的Civil 3D，將所測地形與變化情況進行三維可視化處理，然后形成工程信息模型，為其后的設計規劃、施工作業、運維管理工作及時、統一地提供有效信息，把動態地形與動態設計施工做動態可視化處理，有效實現“動態管理”原則的全面實施和融合[5]。

4 結語

綜上所述，就目前發展形式來看，將BIM技術應用于工程測量之中，既是勢在必行，也是工程項目發展的迫切需求。只有將BIM技術深入、有效地應用于工程測量，才能促進測量工作朝著技術水平更高、自動化效果更好的方向前進。