基于BIM 的公路工程項目施工質量管理提升策略研究

翟銳濤

（邯鄲市市政工程管理處，河北 邯鄲 056000）

1 研究背景

傳統的質量管理主要是依靠制度的完善與建設、管理者們對于施工圖紙的了解與熟悉以及依賴于經驗分析與判斷各種施工技術手段的合理性而實現，對于各種施工過程中的質量監督與管控重點的傳達、現場進行實體檢測等各個環節都存在著一定的限制[1-3]。

利用BIM 技術對專業系統以及復雜節點深化設計，將施工操作步驟、施工工藝融入項目模型，對質量管理的重點部位進行動態管理，及時預警和調整可能發生的問題并提前予以解決。在施工現場可以實時查看模型信息，將現場的質量問題在模型上進行標注、傳遞，通過信息集成管理平臺，不僅可以做到全過程質量管理，還可以實現反饋追蹤[4-7]。基于BIM 技術的數據化集成手段指導施工過程的精細化管理可以體現在公路項目現場質量信息化、精細化管理。BIM 技術在現場施工過程工藝及技術交底、現場施工實體材料檢驗、現場施工材料數據填寫、樣板安裝于施工引路等各個環節中的廣泛應用，提高了公路施工質量過程管理中的施工效率與有效度。基于BIM 的公路項目質量管理流程如圖1 所示。

2 基于BIM 的質量信息管理

為便于建筑施工單位管理者們更加準確及時掌握各種建筑構件的設計過程及其中的施工管理流程、各種相關信息資料，要做好各種施工管理及其中的安全控制措施，消除各種出現差錯的施工漏洞。實現對工程施工的高度精細化流程管理，最終真正實現降低工程施工費用，保證工程施工安全，維持施工環境健康的目標，從而最終實現公司保質保量地圓滿完成各項工程施工任務。通過綜合運用諸如BIM、GIS 等新技術，云計算、大數據、物聯網、移動萬物互聯等新應用和企業管理智能化等先進信息網絡技術的綜合優化應用，讓項目施工者在施工現場的操作過程中，感覺移動互聯更全面、智能化更深入，大大提高現場施工操作技術人員的專業素養和現場工作效率[8-9]。而BIM 技術的快速輕量化應用開發方式與其他許多中國傳統企業GIS 和BIM 技術應用相比，也已經開始有了一些全新的技術變化：BIM 技術的一大特點即輕量化二次開發、降低應用開發成本，使得許多傳統企業不再需要自己購置笨重昂貴的GIS 和BIM 應用軟件；由于開發起點低、效果好，傳統Web 應用開發技術人員即可輕松應用，借力BIM 技術強大的3D 場景渲染技術能夠自動制作打造出一個清晰高仿真的高速道路行駛場景。跨平臺獨具特色，任何平臺移動智能終端均可以打開，方便現場的專業運維管理人員直接用自己的智能設備對其產品進行現場實時數據查看、編輯及運維管理，如圖2 所示。

圖1 基于BIM 的公路項目質量管理流程

圖2 基于BIM 的公路項目信息化管理

3 基于BIM 的質量管理應用

3.1 流程管理

采用BIM 技術能夠在技術資料交底、現場實體檢驗、現場數據填寫、樣板引路等各個環節中都能夠得到廣泛應用，幫助企業提高施工質量管理的工作效率和管理的有效性[10-11]。流程管理的建模流程如圖3 所示。在其實施的過程中要特別注意以下幾個重要的方面。

圖3 公路BIM 建模流程

3.1.1 模型與動畫輔助技術交底

針對一些比較復雜的大型建筑結構構件或者是難以準確地采用二維繪圖語言直接表示的施工區域，建立BIM 模型，將這些基于BIM 模型的二維圖片直接添加整理到相應的項目技術交底書面材料中，便于對項目工程分包方及其他項目施工班組的及時掌握和深入了解；同時，通過運用技術交底協調會，將各個重點工序、質量審核等重點部位在計算機上進行了模型交底和動漫模擬，直觀有效地討論并組織制訂了一套關于工程質量和施工安全的具體相關政策和管理措施，實現了技術交底信息的網絡化無縫傳輸。

3.1.2 現場實體檢驗

現場模型的對比與數據資料的填寫將通過BIM360 軟件，將BIM 模型引導到iPad 等移動終端設備，讓施工過程中的現場管理者可以利用BIM 模型來進行現場管理安排以及虛擬與實體對比，直觀迅捷地找出現場施工中的質量隱患，并將現場檢查中可能發現的質量問題以圖像形式保存后，直接在手機或者移動設備上記錄下來，將需要整改的相關照片與現場檢查過程中的質量問題匯總后形成整改情況通知單下發，保證了質量問題檢查處理的準確性和及時性，從而有效地加強了對于整個施工過程的質量管控。

3.1.3 動態樣板引路

將BIM 等技術整合融入至現場樣板引路中，打破了以往非常傳統的在現場占據了一大片樣板空間而導致無法同時進行多個工序動態展示的簡單操作做法，在施工現場分別布置若干個智能手機和觸摸式樣板顯示器，將各種現場施工過程關鍵技術的操作規范做法、質量安全監督管控技術要點、施工工藝仿真過程動畫、現場施工總體平面設計布局等重要內容同時進行了工程動態展示，為公路項目現場的工程質量安全監督工作提供了有效服務。

3.1.4 提高公路建設項目的管理水平

將建立的公路項目BIM 模型導入可視化平臺Fuzor 軟件，利用其多主體協同功能，成為項目在BIM環境下對建筑構件單元模塊設計、生產、安裝進行集成與協同，和各層級人員結合現場快速理解公路項目設計意圖的工具，也方便了工程各參建單位、合作伙伴等之間的交流，提高了參建單位對項目的理解，從而更好地輔助于項目建設。

結合4D 公路項目虛擬施工模擬精細化施工過程，通過信息化、智能化，降低施工失誤中的人為因素，實現施工過程全方位模擬、快速準確的控制，從而提高公路項目施工質量。

BIM 模型中積累的建設各階段數據信息可無損傳遞給運維階段，從而輔助公路在運維階段的設施管理，保障設備的日常維護，提高公路設施運營過程中的安全性。

3.2 大體積混凝土測溫

利用全新的工業自動化溫度數據監測和管理軟件對大體積混凝土進行溫度監控，將所有測溫數據無線傳遞并匯總，自動發送到溫度數據分析管理平臺上，通過對每一個指定的測溫地點的數據進行采集和分析，形成了一套動態的質量監測和溫度管理。電子式溫度傳感器按照不同測溫工作地點的實際布置要求，自動直接將所有溫度變化的波動情況輸出并反饋發送給計算機，形成一條溫度變化的曲線圖，隨時都可以通過遠程實時動態監測公路中大面積鋼筋混凝土的溫度變化，根據溫度變化情況，隨時采取加強養護措施，確保了大體積鋼筋混凝土的澆筑和施工質量，確保在本工程澆筑后不出現由于溫度波動劇烈導致的溫度裂縫。

3.3 數字化驗收

施工現場采用實測實際數值，將實測模型資料與工程中的建模數據進行了對比，發現存在的工程質量的不足，解決了工程質量問題。竣工驗收模型應當在施工全過程模型的基礎上，根據各個工程項目的竣工驗收需求，通過修改、增減或者刪除有關信息來創建。在對項目進行竣工驗收時，將所有的竣工驗收資料或相關信息直接自動添加至具體的施工流程模型，并根據實際的項目需要和情況對其進行更改修正，以有效地保證該模型和具體的工程實體之間的一致性，進而構造出完整的竣工模型，錄入各模型元素的非幾何信息。質量狀態檢查系統如圖4 所示。

圖4 質量狀態檢測系統

4 總結

市政道路的建設一直都是當前中國大中型城市基礎建設的一個重要方面，并且深受社會各界及廣大市民關注。要求施工中做到精細化管理已經成為一個必然的趨勢。如今，公路工程不再只簡單地依靠大量的數據與推測來反映工程狀況，基于公路沿線的高精度、附近的建筑物等地理資料信息和工程信息，集成了網絡信息技術和公路相關專業技術，以三維可視化的方式，通過基于BIM 的公路工程項目質量管理與運維系統，能夠針對城市道路的建設、運營等整個壽命周期的不同時間階段，提供一系列綜合仿真技術服務，能夠有效提高單位間跨部門協同工作效率，提升施工現場管理效能。實現公路工程項目施工的全過程、全要素、全參與方的數字化、在線化、智能化，為公路行業注智賦能。最終達到由“智慧道路”為重要組成部分的“智慧城市”建設戰略目標。