淺析BIM技術在公路工程施工中的應用

沈一昌

(新疆交通建設集團股份有限公司，新疆 烏魯木齊市 830016)

BIM技術是目前在建筑領域中的一個很火熱的話題，目前其被大眾廣泛認可的定義為可貫穿設計、施工、運營、維護的全生命周期的建筑信息模型。自從BIM技術的概念被引進到國內以后，已經在房屋建筑行業得到了廣泛的應用，而公路橋梁行業則進展相對緩慢。隨著各地政府針對路橋行業的BIM技術的相關政策的發布實施，如今無論是業主還是設計單位或者施工單位，對BIM技術的概念都有著較為充分的理解，但是BIM技術究竟如何能夠應用到實際？或者說在應用BIM技術后能獲得哪些積極的效應？目前在業內仍沒有得到一個共識。故此，筆者將明確公路工程的BIM技術應用特點并結合一些實際施工中的BIM技術應用案例，淺析BIM技術在公路工程施工中的若干應用點。

1 公路工程領域的BIM技術與其它工程領域的BIM技術的區別

首先，BIM技術的最廣泛應用就是管線碰撞檢查，以及解決結構、建筑、管線等專業間設計不協調的問題。而在公路工程中，不涉及管線碰撞，不涉及多專業共同參與，所以房屋建筑中的一些BIM技術應用點在公路工程中其實沒有實際意義。

其次，BIM技術的另一大應用點就是施工模擬，對于一些圖紙復雜的建筑物和構筑物來說，提前通過計算機模擬一遍施工過程可以有效避免由于圖紙誤讀和工序混亂造成的誤工、返工損失。而在公路工程中，圖紙并不復雜，路基和路面的結構形式也清晰明了，只要施工組織設計科學合理，有無施工模擬并不會在很大程度上影響公路施工的正常進行。而且無論是房屋還是橋梁，一般都是獨立項目，涉及的地塊也相對獨立，對于項目以外的信息需求不高，結構形式比較規則，多為水泥混凝土的預制拼裝，于是無論從建模角度還是從施工模擬角度來看，相對于公路工程都較為容易實現，而公路工程是線性工程，需要較為詳實的GIS信息，是無法通過“族模型”的方式去建模的，也是無法通過“搭積木”的方式去進行施工模擬的，所以多數的房屋建筑的建模技術和施工模擬技術無法去實現傳統的公路施工流程。

另外，BIM技術在其不斷發展和擴展的過程中，衍生出很多附產品，三維漫游就是目前十分搶眼的一個應用點。通過三維漫游，項目各參與方可以提前360°瀏覽建筑物或者構筑物的最終成果，可以針對不同方面的意見提前變更設計方案，提前獲得客戶的信任和青睞。而在公路工程中，一個項目的里程動輒十幾公里甚至幾十公里，而且從標頭到標尾的公路景觀表現幾乎一模一樣，所以公路工程中的三維漫游就顯得沒有建筑和橋梁那樣的賞心悅目。

2 公路工程施工過程中的BIM技術應用點

首先，對于絕大部分的公路工程，可以通過BIM技術實現施工組織設計可視化。與工業的流水線性工廠生產不同，公路是在土地上固定的，而施工生產卻是流動的，所以公路工程的施工組織設計需要將人工、機械和材料以及工區進行科學合理的組織，進而將產能發揮至極致。目前多數的施工組織設計內容繁多、敘述復雜，當文字版的施工組織設計在各層級人員上下流通的時候，由于撰寫施工組織設計的人員文字編輯能力不同，抑或是閱讀人員的理解方式不同，一份施工組織設計經常會出現多種不同的理解，這樣就會在施工生產過程中產生意見分歧，影響施工進度。運用BIM技術，將公路工程進行計算機建模，然后根據施工組織設計者的根本意圖將模型按照工區進行拆解，按照施工組織設計中的生產工藝制作動畫演示并配以字幕描述，不僅可以將原本枯燥的文字版施工組織設計變得具體化、形象化，還可以提前發現原本的施工組織設計中的不合理之處并實時改進，既保證了施工組織設計的合理性，又便于閱讀者的理解，而且加深了施工人員的印象。故此，運用BIM技術將文字版施工組織設計轉變為可視化施工組織設計，在公路工程施工過程中顯得十分重要和必要。

其次，對于公路工程的技術交底，可以通過BIM技術實現類似于施工組織設計可視化的技術交底可視化。通常在某一單位工程或分項工程開工前， 技術交底都是以書面形式配以現場口頭講授的方式進行的，雖然技術交底的內容單獨形成交底文件，有相應的交底日期，有交底人、接收人的簽字確認并進行存檔，但事實上交底會議上施工人員有沒有細心接受，會后會否因為施工期的漫長而逐漸遺忘仍是一個懸而未決的問題。如果運用BIM技術，將分項工程建模，按照交底內容制作詳實的三維模型演示動畫，在交底會議上進行播放，并且將演示動畫存入施工人員的手機中，施工人員不僅在交底會議上記憶深刻，而且能夠在施工現場隨時觀摩。

另外，對于山區新建公路工程，可以通過BIM技術結合GIS信息進行系統分析，規避一些額外成本的發生。當修建山區公路的時候，公路往往是盤山而建，路塹在整條線路中的路基形式中占比很多，所以在施工過程中會發生大量的挖方。在通常的施工方案中，施工人員往往需要在山上打通若干條施工便道以形成若干工區，幾個工區同時對向掘進以加快施工速度，所以施工便道的開通位置就成了開工前的首要準備工作。由于山區地勢陡峭，林木茂密，施工人員很難通過實地測量來規劃便道位置，而且雨季時山頂水流的沖刷區域隱藏在森林植被當中，一旦便道位置同山體流域部分發生交叉，施工便道就會形同虛設。針對這種狀況，可運用BIM技術，利用Autodesk Civil3D等建模工具，依照設計文件中的等高線信息進行真實地形建模和整體路線建模，并且對地形模型進行分析，得出山體的山脊線、山谷線和雨水流域等信息，這些信息能夠在計算機顯示器上清晰體現，在此基礎上進行施工便道布設便可以有效避開便道線路與雨水流域的交叉問題，從而防患于未然，間接節約了成本的開支。

最后，對于貫穿城鎮鄉村的擴改建公路，可以通過BIM技術改進若干涉及施工道口安全設施的布置方案。由于擴改建公路通常會臨時封閉某一段的交通道路，一旦施工段和封閉段規劃不合理，往往會造成大量的交通堵塞以及施工機械與社會車輛混行的安全隱患。如果運用BIM技術，建立舊路改擴建模型，參照施工期的車行流量，提前模擬出社會車輛的繞行情況，進而調整道路封閉方案、規劃施工機械的出入口，即可有效減免公路施工過程中的安全隱患。

3 結束語

BIM技術是土木工程領域未來的發展方向，雖然在目前其在公路工程施工過程中的使用率依然較低，但合理有效地運用BIM技術可解決很多公路工程施工過程中棘手的傳統難題。如何更加有效地使BIM技術充分應用到公路工程施工全周期，仍需繼續發掘和探索其更多有價值的應用點。