淺談BIM在公路建設中的應用

孫濤 孫波

摘 要：我們正處于“十四五”攻堅階段，國家大力發展公路建設，并提出“智慧交通，促進數字資源賦能交通發展”的戰略思想，數字交通建設成為了公路建設的主要趨勢。對此，本研究重點探究BIM技術在公路建設中的運用，以此來更好地指導實踐工作。

關鍵詞：公路建設;BIM;模型

新經濟常態下，我國公路交通網絡得以有效完善與優化，截止2019年底我國高速公路總里程高達14.62萬km，創下歷史新高。交通運輸部《數字交通發展規劃綱要》中重點闡述了數字交通建設的內涵，要求“促進交通基礎設施規劃、設計、建造、養護、運行管理等各環節數字化。構建全國的高精度交通地理信息平臺，三維數字化呈現物理設施。”BIM技術憑借協同性、可視化、數據集成、共享傳遞等獨特優勢，同《數字交通發展規劃綱要》要求相吻合廣泛運用于公路建設項目中，獲取最大化建設效益的同時，為人們創設安全、優質的出行環境，有力地促進經濟社會可持續健康發展。

1 BIM技術在公路建設中的優勢

1.1 合理優化工程進度

應用BIM技術，能夠讓公路工程施工進度和三維可視化模型充分結合起來，從而提前模擬工程施工的場景。在公路工程施工現場模擬中，BIM技術可以有效查找出項目內存在的問題，并有針對性進行改進與糾正，之后繼續模擬。在多次循環以后，保證模擬建設過程和進度規劃保持一致，將工程項目計劃進度合理確定下來，工作人員結合掌握的信息，將適當調整工程項目進度。

1.2 可視性強

在BIM技術支持下能夠讓公路工程施工以可視化形式進行呈現，工作人員對公路工程的結構、特點等情況掌握更為精準，提升了公路工程項目管理水平。在以往公路施工過程中，工作人員在施工環節主要利用施工設計圖進行施工，雖然設計圖能夠發揮導向性作用，但是無法充分展現公路結構效果，不利于對公路工程特點有全面、準確的把握。借助BIM技術，能夠將公路工程項目以四維、三維等形式展現出來，便于工作人員充分了解項目整體特征。由于BIM具備可視化特征，除了能夠在工程設計、施工等環節發揮作用以外，也為公路后期使用等創造有利條件。

1.3 創建協同信息平臺

公路工程項目的實施需要監理單位、建筑企業、設計企業和施工企業等參與進來，并涉及政府相關部門，包括交通運輸主管部門、質檢機構等。要想讓工程項目正常進行，需要將工程項目信息提供給上述單位與部門，從而有效共享資源，為各部門與單位加強溝通奠定良好基礎。BIM技術也具備協同性的優勢，能夠對各方建議進行分析與匯總，確保相關主體及時掌握項目進度、技術參數等方面的信息。

2 BIM在公路建設中的應用

2.1 可行性分析

對于公路建設項目可行性的分析，往往從技術、經濟層面著手，保證論證結論的精準。在高等級公路建設項目中，業主十分注重施工計劃是否符合種類、質量、功能的要求，且從技術與經濟角度分析具有一定的可行性。對此，利用軟件構建三維可視化路橋模型，對施工方面進行模擬推演，得出最優解決方案，并對項目投資及建設進度進行有效控制，強化施工質量。

2.2 設計分析

2.2.1 概念設計時決策正確性

概念設計中，設計人員應對選址、方位、外觀、結構、施工、資金等各個方面進行綜合分析，然后進行科學決策。同時，利用BIM技術對不同方案進行各方面的推演，直觀對比分析，進一步優化方案。

2.2.2 精準搭建三維立體模型

不同于傳統3D模型，BIM技術能夠借助軟件構建三維模型。在三維模型中，可迅速生成任意平面視圖，施工人員可獲取直觀、清晰的視圖，可有效保證施工質量。同時，這一平臺能夠將建設、施工及其他各參建單位有效銜接起來，促使其積極參與到項目中。

2.2.3 平臺互通性

在傳統模式中，主體工程及各專業附屬工程排往往由于前期獨立設計而導致施工沖突無法協調。BIM模型則將各種信息囊括其中，能夠自動核查，積極規避了各專業施工沖突的現象。同時，可利用BIM分析軟件，對排水工程、防護工程、通信管道工程等附屬工程結構的合理性進行分析。

2.2.4 更改同步性

因BIM模型可自動更新各種參數，因此各項目參與主體可積極適應設計更改的現象。若施工圖更改了一個微小的細節，BIM平臺上銜接的平面圖、立體圖、三維圖、相應參數列表、工程預算等信息便會同步更新，可為施工提供可靠依據。

2.2.5 沉浸式漫游

BIM 沉浸式漫游能夠掌握建筑內部情況，推演裝修效果，為業主與決策設計提供可靠信息。例如某高速公路項目隧道，可利用BIM技術對隧道投入使用情景進行推演，對行車安全性進行檢測，其中涵蓋線形、進出口視野、隧道內環境等。同時，還可對管廊、機電設備等專業進行模型，科學合理協調。

2.3 施工應用

2.3.1 設計錯誤和漏洞檢測

以往CAD二維視圖中，難以觀察分析出各系統間的沖突，只有通過現場施工才能發現，無奈只得重新更改或設計，這無疑是延長了施工進度及提高了施工成本。借助BIM模型，有效集合各系統參數，例如可對公路建設中橋梁樁基和既有管線進行碰撞檢查，直觀發現不同系統的沖突，在施工前進行針對性協調，避免工期延長，有效控制施工成本。

2.3.2 施工推演、改進建設方案

BIM模型同BIM 4D 軟件、工程施工進度計劃連接后，三維立體模型可對項目施工過程進行動態推演，盡早發現不足之處（如：場地分布、人員分布、機械、空間矛盾，施工安全等），并及時整改。在4D推演過程中，還關系到特種設備、大型機械進出場時機，巧妙地借助時間、空間對設備資源進行整合，優化施工進程。

2.3.3 5D 公路工程施工信息模型搭建

在BIM三維模型基礎上添加施工進度、成本兩個模塊，構建5D建筑信息模型，自動化統計工程量、實時監控施工進度，從空間、時間兩個角度對公路工程施工現狀進行把控，有效控制施工成本，加快施工進度。利用全生命周期數字建設平臺，對施工現場進行實時了解，項目管理者可利用BIM云平臺，對施工現場細節、施工進程了如指掌，同時監理方同業主也可利用這一平臺及時獲取項目施工現狀，一方面方便掌控工程實施情況、一方面節約管理成本。

3 結語

總之，在公路建設中，巧妙地借助BIM技術可保障工程建設質量及施工周期，而且還能夠強化項目管理能力，控制施工成本，保證公路建設按時按質按量完成。基于此，施工單位應高度重視BIM技術，強化相關人員專業技能及綜合素養，促使BIM技術充分發揮其技術優勢，對施工流程進行有效規范，健全管理制度，促使公路行業可持續健康發展。

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