BIM 技術在道路工程施工進度管理中的應用探析

于俊鵬 （安徽理工大學，安徽 淮南 232001）

1 引言

道路工程施工周期長，技術復雜，且受到天氣等不可控因素的影響，使施工進度很難滿足要求。為了協調施工過程中由于內部因素和外部因素對工作造成的不便，保證工程質量按質按量的完成，BIM 技術為道路工程施工提供了先進的管理思路。

2 BIM 技術簡介

2.1 BIM 技術的含義

BIM 技術的全稱是“建筑信息模型（Building Information Modeling）”，作為工程設計技術中的興起之秀，被稱為繼CAD 之后工程設計領域的第二次革命。BIM 技術是一種數據化工具，在道路施工管理領域，利用三維模型來整合整個項目的具體信息，并在工程策劃、施工、運營和維護的全壽命周期內進行信息的共享和傳遞，以方便技術人員正確理解項目各個階段的狀況，易于發現問題并高效解決問題。

2.2 BIM 技術的特點

傳統CAD 圖紙是二維圖紙，與此不同，BIM 技術向工程人員呈現的是三維設計。如果考慮時間維度，BIM 技術可以說是四維模型管理平臺。BIM 技術通過導入工程參數，并且對參數進行相應的編輯，最后向工程人員展現出3D 效果模型，同時技術人員還可以在軟件中對模型進行許多個性化操作，對建立出來的3D 模型進行解讀，完成對模型的信息輸入，以供后續施工和運營時的信息調用。

具體來說，BIM 技術具有以下四個方面的特點：①更全面的生命周期模擬，BIM 技術與CAD 圖紙相比最大的特色在于增加了時間維度，全方位地模擬了道路工程的設計、施工、管理和運營等全生命周期；②更直觀的可視化圖形，城市道路工程中尤其是橋梁、管線等，其復雜程度需要工程技術人員具有較強的空間想象能力，而BIM 技術展現的則是三維模型，達到了“所見即所得”的目的；③各部門統籌協調，有序發揮職能，道路工程是一項龐大的工程，需要不同部門之間的交流合作才能完成，但是在工程建設過程中，各部門常常因為理解不同以及溝通不及時，浪費時間，導致工程延期。

3 傳統管理方式與BIM 技術的對比

3.1 傳統管理方式存在的問題

根據以往工程經驗以及相關文獻資料，與計劃工期相比，工程實際工期延誤的概率約為60%，依靠傳統施工進度管理模式，會產生很多的問題，其中最主要的問題就是不能按時完工，其原因主要有以下幾點：①部門協調不統一，信息曲解，施工是工程的最核心環節，但是在施工進度管理時，每個技術員對設計資料的理解都不同，經常導致施工人員遺漏或誤解關鍵技術操作，導致返工或者工程質量不合格；②施工進度計劃編制復雜，傳統施工進度計劃編制需要人工計算，手動編制，驗算、復核等步驟浪費大量時間；③忽略細節或不可控因素，傳統道路工程施工進度計劃編制受到經驗主義的影響，往往忽略因外部因素影響導致的關鍵步驟無法進行而延誤的工期；④現場信息與施工進度關聯性弱，傳統施工進度計劃信息表達不直觀，難以與現場緊密關聯，導致進度糾偏難以進行；⑤信息收集難度大，傳統道路工程施工進度計劃普遍采用橫道圖等方法編制，按照這種方式對現場進行管理時，圖紙及文檔信息收集和歸檔雜亂無序，部門之間文件調用不及時。

3.2 BIM 技術在施工進度管理中的優勢

傳統的施工進度管理方式的存在弊病的根本原因在于信息的獲取缺乏具有3D 模型作為載體的信息平臺。BIM 技術以高度仿真的3D 模型為載體，以BIM平臺為中心，統籌協調工程全壽命周期內的各個部門，完美地解決了傳統管理模式存在的問題。

在道路工程管理過程中應用BIM技術，極大地掃除了因資料缺失或溝通不暢造成的“盲點”，同時由于BIM 技術的直觀性，施工工序的可模擬性以及資料信息的全面性可以節約技術人員大量的查找、變更以及糾偏時間。BIM 技術可以將道路工程施工進度管理過程中涉及的物理信息和幾何信息、進度計劃和現場實際狀況統一存儲到BIM 平臺，大大降低信息在各部門之間多次傳遞造成的誤解風險，保證信息準確和進度有序。

4 BIM 技術在道路工程管理中的進度控制與調整

4.1 BIM 技術管理施工進度的步驟

基于BIM 技術的施工進度管理主要流程如下圖所示。主要包含兩個部分：第一，基于BIM 技術建立道路工程建立模型，目前國內外使用的BIM 軟件有很多，能夠適用于不同的工程，選擇一個適合道路工程建模軟件，并能滿足建模目的尤其重要，在熟悉軟件之后，需要確保建模所需工程信息完整，才能建立比較完整的BIM 模型；第二，利用BIM 模型對施工進度進行管理，3D 模型建立完整之后，結合施工進度計劃，導入時間時間維度，就可以對施工進度進行管理，主要包括進度監控、差異分析以及進度調整三個步驟。

基于BIM 技術的施工進度管理主要流程

4.2 應用BIM 技術監控施工進度

傳統的施工進度管理是利用橫道圖，以報表的方式收集現場信息。在信息的收集過程中，受到操作員主管因素的影響較大，會因為操作人員的失誤導致結果偏差。但是，基于BIM 技術的進度控制能夠彌補這個不足。BIM 技術使用現代化的信息采集控收集信息，如拍照、定點三維激光掃描以及監控視頻等手段。然后利用軟件將收集到的信息生成模型參數，通過模擬現場實時施工過程，為業主或者項目經理展示進度狀況，完成對項目進度的監控。

4.3 應用BIM 技術分析進度差異

應用BIM 技術分析進度差異是通過兩個進度當前狀態的對照，是否存在比較大的差異。分析施工進度偏差的前提是明確關鍵步驟是否按時完成，如果出現偏差，則繼續分析該偏差是否對后續工作步驟產生影響，根據實際情況，進行預告分析。利用BIM 技術進行進度偏差分析可以讓相關人員第一時間掌握現場信息，并且BIM 技術能夠自動分析計算偏差對后續步驟的影響，根據計算結果重新調配機械以及材料等資源。

4.4 應用BIM 技術調整施工進度

當實際施工進度相較于進度計劃出現滯后時，主要通過改變施工工序持續時間以及改變工序之間的組織方式兩種手段進行調整。如果實際施工進度滯后是由設計變更導致，則需要依據新的設計方案，修改BIM 實體模型，結合新的施工進度計劃完成對4D 模型的更新；如果實際施工進度滯后是由施工過程導致的，可以在BIM 軟件中，在計劃進度中修改施工工序、施工組織關系以及資源調配方案，然后按照新的進度計劃進行模擬施工，尋找忽略的進度沖突點，在軟件中進行調整和模擬的反復循環，從而完善施工進度控制。

5 總結

道路工程是一個十分龐大和復雜的工程，在施工過程中，僅僅依靠人工難免會遇到各種各樣的問題，對施工進度產生比較大的影響。隨著計算機技術和網絡通信技術的發展，BIM 技術為道路工程設計、施工、運營以及管理等方面都提供了新的思路，尤其在施工進度控制方面，BIM 能夠解決傳統模式存在的主要問題，如信息收集與傳遞不暢、各部門溝通交流不協調統一以及人工控制無法考慮時間維度等，從而有效提高道路工程施工管理水平。