BIM 技術在公路工程施工中的應用

曹繁榮

（北京城建設計發(fā)展集團股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430077）

一、BIM 技術概述

BIM 技術就是通過使用各種建筑模型和數(shù)字信息模型，對工程全生命建設周期進行合理管控和觀察，提高工程的信息化管理水平和管理效率。同時給工程的設計單位、施工單位、運營單位等提供一個信息共享交換平臺，讓各方人員能夠協(xié)同作業(yè)，為項目全過程的決策提供可靠的參考依據(jù)，減少溝通成本，提高工作效率。在構建數(shù)字化信息模型時，需要簡化模型，需要從公路工程的實際情況出發(fā)，對工程的難易程度進行研究，從而對數(shù)字信息模型進行有針對性的調整，同時，需要深入了解工程進度和施工各個階段的不同需求，收集整理工程建設過程中需要用到的各種材料、工程信息，再通過整合歸納信息建構模型，這樣施工人員才能準確理解模型的建設理念，清楚了解施工的方向，順利開展施工，提高施工人員使用模型的便捷性。

二、公路施工階段的存在的問題

（一）公路工程項目作業(yè)環(huán)境復雜

公路工程建設項目的實施，受作業(yè)面的影響，一般都在狹長地帶進行施工場地布置，作業(yè)空間小，因此很容易受到各種干擾。例如，對于臨近合同段或施工隊來說，經(jīng)常的情況是場外、場內的運輸?shù)缆肥俏ㄒ坏模龅阶璧K工程材料難以運抵施工現(xiàn)場，直接影響了項目的建設，另外既有的公路難以承受運輸材料的重載交通，道路損毀嚴重，影響了運輸?shù)陌踩?。臨時用地的征地進度，可能影響工程的開展。受現(xiàn)場周圍環(huán)境的影響，符合梁場布置條件的場地選取有限，因此需要保證臨時用地的征地進度，才能保證預制梁的生產(chǎn)，保證施工進度。在公路工程項目實施過程中，梁場的選取需要占用很大的場地，因此梁場的布置與選取顯得尤為重要，梁場選擇需要有利于預制作業(yè)、有利于存放、有利于運輸。同樣，公路工程建設項目還存在棄渣場的選用問題，棄渣場的選擇需要盡可能減少棄渣的運距，同時需要保護生態(tài)環(huán)境，減少對自然環(huán)境、水資源的污染。

（二）公路建設工程管理中出現(xiàn)的問題

首先，建設者們一般都習慣于固有的管理模式，對于新的管理方式不能完全接受，比如信息化管理的應用。因為原先傳統(tǒng)的管理方式對于管理者的影響根深蒂固，同時其也取得了很好的管理效果，新的管理方式出現(xiàn)的任何瑕疵，都可能被他們無限放大。因此，一些先進的管理模式很難在建設項目上得到真正的應用，有些建設項目往往也只是流于形式，所以管理水平?jīng)]有得到真正的改進。其次，在建設工程項目實施過程中，很多從業(yè)者只注重人而不注重規(guī)則和制度。良性的建設工程管理模式，一定是規(guī)則和制度優(yōu)先，每一個參與者都需要在其職責權限范圍內工作，發(fā)揮管理制度的作用。如果僅僅只是以人的命令優(yōu)先，完整的管理制度就不能發(fā)揮應有的作用，從而出現(xiàn)越權指揮，讓人為因素直接影響公路建設工程項目的質量、進度、成本，以此引起工程建設的損失，讓建設項目的管理固守在原有的水平。

（三）建設工程項目施工的問題

公路工程項目的建設雖然現(xiàn)場有技術人員進行技術指導，實際上真正施工的還是一線工人，而工人的技術水平直接影響工程的質量。比如具體的一些施工工序，鋼筋加工、路基刷坡、腳手架搭設、模板搭設、防護工程施工，都體現(xiàn)了工人的技術水平，而在一些具體過程中，個別工人會有投機取巧的心態(tài)，習慣采用一些省時省力的辦法，而不會去關注建設工程的質量，所以需要強化現(xiàn)場的質量管理。

三、BIM 技術在施工階段的應用

（一）設計校核和工程量復核

通過在 BIM 模型中瀏覽，技術人員去查看可視化的工程實體模型，對工程實體會有一個具體的認識。對于復雜的結構物圖形，也可以通過構件的顯隱將一個復雜的細部構造從其他模型中剝離出來，清楚的去查看工程結構物的實體形態(tài)。在工程量的復核過程中，傳統(tǒng)的復核方法要依照二維平面設計圖紙來計算結構物的幾何尺寸，進而計算體積和數(shù)量，由于工程實體并非都是標準而規(guī)則的形狀，依靠人工有些根本就難以計算，借助圖形設計軟件 CAD 可以實現(xiàn)工程量的計算，這也要求施工技術人員具有很好的 CAD 繪圖水平，這樣一來計算工程量的過程必然需要一個很長的時間。而在 BIM 信息化系統(tǒng)中，結構物的工程量信息已經(jīng)在構件的屬性中進行了標識，工程量的匯總統(tǒng)計也可以直接在工程量統(tǒng)計中進行查詢，免去了工程量復核過程，既加快了施工進度，減輕了項目工程技術人員的工作量，節(jié)約工程工期，還有利于對建設工程項目實體形成具體的認識。

（二）施工模擬、優(yōu)化施工方案

根據(jù)建設工程項目的進度計劃數(shù)據(jù)，將進度計劃數(shù)據(jù)賦值到 BIM 中，即可實現(xiàn)模型的動態(tài)施工模擬，一般的施工模擬可以模擬結構物施工在時間和空間上的進度安排順序。較深層次的施工方案模擬，可以模擬現(xiàn)場的施工機械，逼真地展示整個施工作業(yè)活動的過程，從而及時發(fā)現(xiàn)施工方案中進度計劃安排的問題，如施工場地布置、機械配置、機械性能參數(shù)是否滿足、空間干擾等問題(圖 1)，根據(jù)施工模擬來進行方案的調整和優(yōu)化。

圖1 碰撞檢查

（三）標準化模型

將建設工程項目中的一些通用標準構件在模型設計中做成標準的模型，添加進建模軟件的族庫中。此建模方式相較于傳統(tǒng)的 CAD 模型繪制是一個很大的進步。標準化的構件模型可以用來預制構件批量化的生產(chǎn)，對于構件加工的生產(chǎn)單位來說，標準的模型可以直接應用于數(shù)控機械化自動生產(chǎn)。提高了交底的準確性，同時增強了溝通的效率，減少了雙方交底的環(huán)節(jié)，節(jié)約了時間和成本，避免了在采用傳統(tǒng)的二維圖紙交底時，出現(xiàn)因為二維圖理解問題導致的構件加工出錯，直接生產(chǎn)出殘次品，造成浪費。

結束語

綜上，在公路工程的施工階段利用 BIM 技術，可以有效提高施工質量與效率，保證施工人員安全，且有序協(xié)調各部門協(xié)同工作。通過系統(tǒng)界面可以實現(xiàn)可視化管理，了解工程概況與施工進度，有效解決建設工程項目模型可視化的問題，在其他方面也有著積極的作用。