BIM 技術(shù)在高速公路施工管理中的應(yīng)用

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BIM 技術(shù)對于提升工程效率和保障施工安全方面具有積極的促進作用，在全面考察施工現(xiàn)場環(huán)境、將現(xiàn)場信息錄入數(shù)據(jù)庫后，構(gòu)建施工現(xiàn)場的三維模型，直觀展示施工現(xiàn)場的多個細節(jié)，在遇到與設(shè)計意圖不符的情況后能夠及時制訂處理方案，增強管理的時效性。

1 高速公路工程施工管理概述

社會的不斷進步使得人們越來越關(guān)注高速公路工程施工問題，作為高速公路工程中重要的組成部分，高速公路工程施工管理也成為了人們的關(guān)注點。關(guān)于高速公路工程施工管理的概念，我們可以從兩方面進行論述，分別從廣義概念和狹義概念來說明。高速公路工程施工的廣義概念是指相關(guān)的施工企業(yè)在高速公路工程施工的全過程進行良好的控制和管理，其過程包括高速公路工程項目的施工準備，施工建設(shè)以及工程建成的驗收等過程。狹義上的高速公路工程施工管理指的是對高速公路工程建設(shè)施工的過程進行管理，其中主要是對施工前的準備工作，施工過程的現(xiàn)場指揮調(diào)度工作等進行管理。高速公路工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在工程施工過程中，不僅有大量的人力物力的調(diào)動，還需要對施工人員的行為進行規(guī)范，總得來說，整個工程的施工管理內(nèi)容多，具有一定的難度。這主要體現(xiàn)在高速公路工程施工的跨區(qū)域性、工程工期長、地理環(huán)境因素的影響等。所以說，為了保證高速公路工程施工的有效開展，保證整個工程在工期內(nèi)完工，并保證整個工程的質(zhì)量和安全，就必須采取科學(xué)合理的高速公路工程施工管理，而且高速公路工程施工管理也要隨時代的發(fā)展不斷的更新優(yōu)化[1]。

2 高速公路施工管理中存在的問題

2.1 高速公路施工方案的多變性和嚴重浪費問題

由于每一個高速公路施工項目的位置和區(qū)域是不同的，所以高速公路的施工方案是隨著區(qū)域和地理條件的變化而不斷變化的，這就使得相關(guān)企業(yè)的高速公路施工方案具有多變性。但是修建高速公路對施工條件的要求很高，并且相關(guān)施工條件是隨著施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和氣候條件是不斷變化的。所以這就使得高速公路方案制定的時候很容易受到外部環(huán)境的干擾，這就會造成相關(guān)施工工程的難度加大，尤其是路基施工過程中受到外部環(huán)境的影響使得已經(jīng)確定的施工方案不能按照原有方案中的計劃進行，使得企業(yè)在施工過程中不得不再次修改相關(guān)計劃，這就導(dǎo)致了施工過程中人力和財力的大大浪費，有時甚至?xí)鱿嚓P(guān)施工項目的前期工程預(yù)算，造成許多不必要的負面影響。

2.2 管理問題

高速公路施工是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，其涵蓋的內(nèi)容較多，由此使得現(xiàn)場管理難度較大，管理方面的問題主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）管理制度不健全。高速公路施工具有點多、線長等特點，人員流動大，不利于現(xiàn)場管理。同時，由于施工單位將過多的精力放在質(zhì)量、安全、進度等方面，從而使得管理制度不夠完善，采用的管理方法不先進，制約了管理水平的提升，各種與管理有關(guān)的問題隨之出現(xiàn)，對工程的正常開展造成不利影響。

（2）安全管理不到位。安全是高速公路工程施工過程中永恒不變的話題，質(zhì)量、進度全都建立在安全的基礎(chǔ)上，由此使得安全管理的重要性隨之凸顯[2]。但從高速公路施工現(xiàn)場的實際情況來看，安全管理工作仍然存在一些問題，比如，未懸掛安全警示牌、安全檢查形式化、消防設(shè)備不齊全等，由此給安全事故的發(fā)生埋下隱患。

（3）管理方式不合理。高速公路施工管理是一項專業(yè)性比較強的工作，為達到預(yù)期的效果，必須采取合理可行的管理方式和方法。但是部分管理人員由于經(jīng)驗不足，采用的管理方式不合理，導(dǎo)致管理的有效性下降，對施工質(zhì)量、進度造成影響。

3 BIM 技術(shù)在高速公路施工管理中的具體應(yīng)用形式

3.1 幫助構(gòu)建三維模型

高速公路建設(shè)施工要考慮到高速公路自身和兩側(cè)環(huán)境的施工要求，由于高速公路屬于直線結(jié)構(gòu)，且施工距離較長，工程周期長，可能跨越多個季節(jié)，要求設(shè)計人員在充分了解施工現(xiàn)場環(huán)境的前提下合理設(shè)計施工圖紙。傳統(tǒng)的二維目標圖主要依靠文字信息和紙質(zhì)圖紙內(nèi)容呈現(xiàn)施工要點和尺寸要求，施工人員難以通過文字信息直觀感受設(shè)計意圖，并且有些管理人員未能及時管控施工效果，容易造成安全隱患，影響工程進度。BIM 技術(shù)建立的可視化模型，屬于精度高于二維模型的曲面結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)化為曲面參數(shù)，幫助管理人員掌握工程量和施工安全等級，對高危和輕度危險的區(qū)域準確劃分。施工模擬在公司內(nèi)部平臺即可展現(xiàn)，無須依靠外部人員解釋，即使一般施工人員也能夠理解設(shè)計意圖。通過可視化內(nèi)容，管理人員可提前對可能出現(xiàn)的安全問題充分預(yù)判，便于制訂應(yīng)對方案，縮短問題的解決時間。

3.2 預(yù)判高速公路施工的風(fēng)險等級

對高速公路施工安全風(fēng)險造成影響的因素包含：開挖技術(shù)、加固方式、構(gòu)件標準等，涵蓋于多個施工環(huán)節(jié)中。高速公路的邊坡位置較高，容易因高度差造成土體松動影響邊坡牢固度，利用模型顯示的具體情況，合理選擇邊坡加固的方式，保障其使用的安全性。BIM 技術(shù)也可對施工構(gòu)件信息集中處理，整體控制構(gòu)建適用標準，有利于隨時更換構(gòu)建信息，保證信息內(nèi)容的精準度。根據(jù)施工工期和階段的不同，所需要滿足的施工要求也不盡相同，BIM 技術(shù)為不同階段的安全管理提供針對性意見，規(guī)范質(zhì)量和安全管控的方法，構(gòu)建安全預(yù)警機制[3]。

3.3 基于BIM 技術(shù)的精益建造

精益建造成果多集中在大型復(fù)雜橋梁、隧道工程，施工前開展BIM 審圖、三維技術(shù)交底、施工場地布置，施工過程中開展土石方開挖計算、基于BIM 的三維算量、施工模擬，BIM 方案比選優(yōu)化等，在大型復(fù)雜橋梁建設(shè)項目，管理低效造成施工單位利潤不高，利用BIM 技術(shù)改造材料采購、入庫和現(xiàn)場耗用階段的管理，且用碰撞檢測、虛擬施工及工程算量等手段，有效降低成本，提高了企業(yè)利潤。目前受限于能夠用于高速公路工程精益建造應(yīng)用軟件的制約，BIM技術(shù)發(fā)展受到很大阻力，很多應(yīng)用點實施效率難以適應(yīng)于施工進度，從而失去了實際價值。

3.4 預(yù)估施工安全事故

BIM 技術(shù)能夠?qū)Π踩鹿拾l(fā)生的源頭進行追蹤，優(yōu)化模板查詢工作，在完全了解施工過程和項目建設(shè)大體流程的基礎(chǔ)上，由安全等級的標準構(gòu)建預(yù)警保護機制，引導(dǎo)劃分施工中出現(xiàn)安全事件的等級。制定好安全等級后，對于事故出現(xiàn)的原因和事故名稱進行記錄，向上級部門報備，防止安全隱患轉(zhuǎn)化為安全事故。尤其關(guān)注土方塌陷等基礎(chǔ)性事故發(fā)生的原因，精準定位可控事故的方式，融入施工人員管理辦法，對于違反規(guī)定的作業(yè)內(nèi)容定責(zé)到個人，完成安全管理的全部操作流程。BIM 技術(shù)在風(fēng)險預(yù)防方面發(fā)揮重要作用，結(jié)合結(jié)構(gòu)的安全性能，給出實時數(shù)據(jù)，并對現(xiàn)行結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的安全事件及時預(yù)測。施工中，隨著施工進程的深入，開挖深度逐漸增加，施工難度相應(yīng)提升，對人員施工水平和設(shè)備使用的安全意識要求更為嚴格，BIM 技術(shù)給出施工人員在滿足施工要求的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)著重注意的問題，主要集中在空間沖突和機械設(shè)備使用規(guī)范的內(nèi)容上。根據(jù)不同安全等級，提出可行性意見，提供原始資料支持。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM 技術(shù)在高速公路施工管理方面起到積極的促進作用，幫助施工人員理解設(shè)計意圖，利用三維動畫模型，提前對施工中可能存在的安全隱患準確預(yù)估，提升工程的整體安全水平，確保施工的順利進行。