高速公路工程施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

談 兵

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅 蘭州 730000）

現(xiàn)如今，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，加快了高速公路工程建設(shè)的進程。隨著交通工程量的不斷增加，城市建設(shè)面臨著很大的壓力，然而在工程建設(shè)竣工以后，能夠避免交通運輸處于緊張的狀態(tài)，提升服務(wù)水平，進而推動我國城市經(jīng)濟健康穩(wěn)定的長足發(fā)展[1]。通過將BIM 技術(shù)靈活地應(yīng)用于高速公路工程施工中，能夠?qū)こ淘斐芍苯佑绊懀珺IM 技術(shù)能夠使高速公路工程施工過程中的科學性、合理性及安全性等得到保證，與此同時，能夠加強對工程成本的控制，在規(guī)定的期限內(nèi)竣工。除此以外，利用有關(guān)技術(shù)模型，還能夠深入地分析高速公路工程施工過程中存在的重點和難點問題，提高工程的施工效率。

1 BIM技術(shù)的特征

將BIM 技術(shù)運用于社會各個領(lǐng)域中是當前科學技術(shù)發(fā)展的必然要求，同時BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)取得了良好的應(yīng)用效果。BIM 技術(shù)在運用過程中具備的顯著特點主要表現(xiàn)為3點。1）數(shù)據(jù)信息化。將BIM 技術(shù)運用在高速公路工程施工中，要求施工人員將有關(guān)參數(shù)和標準錄入計算機設(shè)備，然后構(gòu)成相應(yīng)的工程模型，達到數(shù)據(jù)信息化的目的。以往的工程建設(shè)包括的主要工作是把全部信息繪制成設(shè)計圖紙，采用紙質(zhì)呈現(xiàn)給使用人員，通過使用BIM 技術(shù)就可以為技術(shù)人員構(gòu)建三維模型[2]，尤其是最近幾年，建筑設(shè)計模型的多元化與建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，對設(shè)計人員提出了更高的要求，與此同時，設(shè)計人員承擔著重大的工作任務(wù)。通過應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以使排水工程中的參數(shù)和信息達到共享和可視化的目的，進而為建筑設(shè)計工作的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。2）工程智能化。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于高速公路工程施工當中，充分呈現(xiàn)出施工工作朝著智能化的方向發(fā)展。在高速公路工程施工過程中運用BIM 技術(shù)可以加強智能化技術(shù)的使用，在建設(shè)過程中還可以連續(xù)分析施工動態(tài)，進而提高工程的建設(shè)水平。除此之外，利用可視化模擬技術(shù)，BIM 技術(shù)可以使施工工程更加的詳細化。經(jīng)過運用BIM 技術(shù)，可以呈現(xiàn)出高速公路工程的多元化，進而實現(xiàn)整體效益的最大化。3）資源共享化。和以往的施工工作進行比較，施工企業(yè)的每個部門之間都需要相互協(xié)調(diào)，但是當前大多數(shù)企業(yè)的施工部門屬于單獨的部門，缺少交流與溝通。經(jīng)過運用BIM 技術(shù)，能夠達到設(shè)計信息資源共享的目的，技術(shù)人員能夠以有關(guān)信息作為支撐，使建設(shè)的水平大大提升。與此同時，通過使用BIM 技術(shù)，還能夠加強每個部門之間的合作，避免施工過程中出現(xiàn)誤差問題。除此之外，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于高速公路施工過程中可以使數(shù)據(jù)更加詳細。

2 BIM技術(shù)在高速公路工程項目中應(yīng)用的意義

2.1 優(yōu)選隧道施工襯砌結(jié)構(gòu)

在高速公路工程項目施工過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，用戶只需要在隧道襯砌斷面設(shè)計頁面把獲得的設(shè)計參數(shù)錄入相應(yīng)文本框中，即可創(chuàng)建襯砌，獲得三維的施工模型。通過對仿真模型進行分析可以得知，在實際施工過程中，隧道施工環(huán)境具有較高的復(fù)雜性，經(jīng)常使用復(fù)合式襯砌的方法，結(jié)合曲面襯砌與直墻式襯砌創(chuàng)建復(fù)合式襯砌，這樣才能夠保證隧道施工的質(zhì)量[3]。所以在使用BIM 技術(shù)過程中，僅調(diào)用模型庫中的數(shù)據(jù)資料，就可以完善設(shè)計的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，提高高速公路隧道襯砌施工的質(zhì)量。

2.2 對工程進行動態(tài)監(jiān)測

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于高速公路工程施工中可以創(chuàng)建信息模型技術(shù)，實現(xiàn)整個項目施工過程的透明化、公開化，能夠使工程建設(shè)的每個參與方動態(tài)掌握工程進展情況與施工現(xiàn)場的實際情況，第一時間發(fā)現(xiàn)問題，診斷問題出現(xiàn)的原因，然后采取相應(yīng)措施進行處理，針對原有工程管理制度需要加以優(yōu)化，進而規(guī)范整個工程施工過程。

2.3 加強建設(shè)成本的管理

在高速公路工程施工過程中，需要購置大量的材料，如果將全部采購信息與設(shè)計計劃記錄為紙質(zhì)版，就需要耗費大量成本，同時記錄過程非常煩瑣。如果在施工過程中運用BIM 技術(shù)，將全部購買信息直接輸入采購平臺，僅需要采用信息搜索的方法做好每個工作，在一定程度上能夠減少節(jié)約人力、物力，同時操作非常簡單、條目清楚。

3 BIM技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

3.1 可視化技術(shù)

高速公路的布局具有復(fù)雜性的特征，同時在施工過程中會涉及到非常廣泛的范圍，因此在具體工程施工過程中不能直觀地展現(xiàn)設(shè)計圖紙，通過應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠有效處理這些問題，具體內(nèi)容如下。1）BIM+GIS 三維電子虛擬沙盤借助Civil3D 以三維曲面地形的方式呈現(xiàn)出地形設(shè)計圖，然后傳入Infraworks 中使用衛(wèi)星貼圖構(gòu)建逼真的地形模型，將BIM 模型傳入和GIS 地形模型中構(gòu)成合模。經(jīng)過觀看與瀏覽BIM+GIS電子沙盤，能夠直接觀看項目全線各個主體工程和地形空間位置存在的關(guān)系，查找項目施工過程中的難點工程。2）建立可視化審圖項目模型期間，能夠熟知圖紙中包括的各個節(jié)點與各個詳細圖，同時詳細記錄圖紙中存在的各種問題，例如建筑結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、說明矛盾和標注不清晰等，構(gòu)成圖紙問題報告同時進行提交，以便于在項目圖紙會審中起到幫助作用。3）施工技術(shù)模擬是集施工技術(shù)方案、BIM 技術(shù)及專項施工方案為一體的技術(shù)，經(jīng)過構(gòu)建模擬施工、三維模型等完善施工方案，借助三維施工動畫能夠完善施工方案。通過有機整合三維模型與交底要點，將BIM 模型當作基本條件，借助BIM 施工圖增強功能，確定即將施工單位的標準規(guī)范、技術(shù)及規(guī)格等信息，在模型當中凸顯出施工要點，提升交底的可讀性，從而提升交底內(nèi)容的清晰度，使工作人員可以充分了解該技術(shù)的交底方案。

3.2 合理設(shè)計施工方案

在原來設(shè)計期間，因為不同專業(yè)設(shè)計人員之間不能進行有效的交流與溝通，極易引發(fā)設(shè)計更改、后期返工等一系列問題。通過應(yīng)用BIM 技術(shù)可以清楚地展現(xiàn)設(shè)計方案，有助于不同專業(yè)人員之間進行有效調(diào)整，快速處理存在的問題，具體應(yīng)用如下。

通過應(yīng)用BIM 技術(shù)可以為項目管理人員提供工程施工方案，能夠讓其直觀清楚的觀看公路施工過程，同時充分了解各個施工時間點和施工流程之間出現(xiàn)的交叉現(xiàn)象，進而使高速公路施工的效率得到大大提升，同時還可以使施工方案的安全性得到有效保障。

通過在高速公路施工過程中使用BIM 技術(shù)，有利于搞好施工現(xiàn)場的勘察工作，降低施工現(xiàn)場發(fā)生安全問題的概率，使施工安全性得到大大提升。高速公路在施工過程中需要確保模板安裝牢固，接縫嚴實，不能出現(xiàn)漏漿的情況。模板臺車的走行軌Ⅲ級圍巖段需要設(shè)置在底板墊層面上，V 級圍巖段需要設(shè)置在填充混凝土面上。表1 為允許偏差值。

通過將BIM 技術(shù)應(yīng)用在高速公路工程隧道施工中，能夠創(chuàng)建隧道襯砌施工現(xiàn)場的虛擬三維信息可視化模型（圖1），如此一來能夠使施工人員清楚觀察公路工程施工建設(shè)的總體狀況，同時還可以對各項施工中極易發(fā)生問題的原因進行深入分析，進而采取行之有效的處理措施，同時還需要在施工過程中為各個部門的交流提供方便，從而縮減交錯施工問題。

圖1 隧道三維可視化模型

3.3 碰撞檢測

碰撞檢查指的是預(yù)先尋找和報告在不同項目中不同部分之間存在的矛盾，主要是創(chuàng)建前圖紙會審，碰撞可以劃分為軟碰撞與硬碰撞2 種類型，硬碰撞指的是實體之間不會發(fā)生碰撞，但是間距和空間不能使施工要求得到滿足，如果空間中的2根管道并排設(shè)置，出于考慮安裝等要求，需要保持相應(yīng)的距離。通常情況下，在硬碰撞方面經(jīng)常使用BIM 技術(shù)進行碰撞檢查，例如安裝過程中每個專業(yè)設(shè)施管線之間的碰撞、建筑結(jié)構(gòu)自身碰撞等，高速公路施工過程中可以使用橋梁結(jié)構(gòu)碰撞[4]。

BIM 模型的碰撞檢查服務(wù)主要是使用Revit 等BIM 軟件創(chuàng)建BIM 模型，經(jīng)過碰撞檢查系統(tǒng)結(jié)合各個專業(yè)模型，得到需要碰撞檢查的報告，該工作包括各個專業(yè)模型的提交、修改及系統(tǒng)后臺自動碰撞檢查，專業(yè)人士校對與編寫提供碰撞檢查報告。利用BIM 技術(shù)碰撞檢測等特征，有效處理項目施工過程中存在的重點與難點問題，BIM 模型實際上就是工程設(shè)計的一種預(yù)演，在這個過程中能夠得知很多潛在的設(shè)計問題，這些問題和專業(yè)配合具有密切聯(lián)系，以往單位校審中不容易發(fā)現(xiàn)這些問題，BIM 模型把全部專業(yè)可以放置同一個模型當中，專業(yè)之間的沖突是考核的主要內(nèi)容。模型需要嚴格根據(jù)真實的數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型，這樣才可以發(fā)現(xiàn)各種潛在問題。

4 結(jié)論

總的來說，在高速公路工程施工過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，在一定程度上可以使施工進度管理的質(zhì)量得到明顯提高，有利于施工企業(yè)在規(guī)定的期限內(nèi)竣工，同時還可以動態(tài)監(jiān)管與控制施工成本，確保在工程施工過程中的資金得到充分利用。所以，高速公路工程施工過程中需要增強對BIM 技術(shù)等新型技術(shù)的應(yīng)用，從而在高速公路工程施工中廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)。