BIM技術(shù)在臨淮崗復(fù)線船閘施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

侯立俊　李為　張金峰　劉劍

【摘 要】 傳統(tǒng)的基建施工進(jìn)度管理，主要存在3大問題，一是部分施工設(shè)計存在的問題很難在前期二維施工圖中被發(fā)現(xiàn)，而是在施工過程中才被發(fā)現(xiàn)，影響施工進(jìn)度；二是施工計劃不周密，且變更頻繁，無法滿足項目施工進(jìn)度管理的實際需要；三是施工進(jìn)度信息反饋不及時，管理者很難把握工程進(jìn)度，難以實現(xiàn)項目進(jìn)度目標(biāo)管理。因此，臨淮崗復(fù)線船閘項目采用建筑信息化模型技術(shù)（BIM）。對BIM技術(shù)在船閘工程中的進(jìn)度管理應(yīng)用展開研究，以期實現(xiàn)項目施工進(jìn)度管理過程的精細(xì)化、信息化、可視化和數(shù)字化。

【關(guān)鍵詞】 船閘工程；建筑信息化模型（BIM）；進(jìn)度管理；可視化

0 引 言

在我國，水路運輸作為一種重要的運輸方式，促進(jìn)了國民經(jīng)濟的發(fā)展，帶動了沿江沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和城市崛起。同時，發(fā)展水運也符合國家倡導(dǎo)的社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。近年來，建筑信息化模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用，尤其是在建筑行業(yè)中，形成了較成熟的應(yīng)用技術(shù)路線。

本文依托淮河航道臨淮崗復(fù)線船閘項目，詳細(xì)闡述BIM技術(shù)在項目施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用。通過施工前的碰撞檢查和進(jìn)度模擬，發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化工期。基于BIM技術(shù)的項目進(jìn)度管理平臺，在施工過程中可實時把控項目進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差并及時管控，實現(xiàn)項目的進(jìn)度目標(biāo)。

1 工程概況

1.1 項目簡介

淮河航道臨淮崗復(fù)線船閘位于安徽省六安市，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ級船閘，為新建一座2 000 噸級單線單級船閘，船閘有效尺度為240.0 m？3.0 m？.2 m，船閘設(shè)計單向年過閘貨運量為2 118萬t。設(shè)計代表船型為2 000 噸級機動駁船和1 000 噸級機動駁船。本工程施工工期為3年，于2021年6月6日開工建設(shè)。工程內(nèi)容包括：船閘主體（閘首、閘室）、上下游引航道，上下游航道連接段、下游航道護(hù)岸；復(fù)建主壩、退建蓄洪堤堤頂?shù)缆罚豢玳l交通橋及接線道路；閘管區(qū)及房屋建筑、標(biāo)志標(biāo)牌、環(huán)保等配套及附屬工程。項目效果如圖1所示。

1.2 項目重難點

臨淮崗復(fù)線船閘項目工程量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工期短，施工強度大，組織協(xié)調(diào)難度大。施工過程中受汛期洪水影響，如退建蓄洪堤工程不能夠按期完成，主基坑施工將受到嚴(yán)重影響，加上暴雨、高溫等惡劣的氣候均會影響施工進(jìn)度，造成臨時停工或破壞，因此項目整體進(jìn)度管控難度大。

2 BIM技術(shù)在本項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

2.1 施工圖模型的建立

作為BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，精細(xì)化的三維模型至關(guān)重要。本項目采用歐特克平臺中Revit 2018軟件創(chuàng)建施工圖三維模型，通過自主開發(fā)的插件將BIM模型拆分成多個與施工現(xiàn)場一致的網(wǎng)格模型，便于精細(xì)化管理。同時，通過自主研發(fā)的編碼插件對創(chuàng)建的三維BIM模型編碼，保證每個構(gòu)件具有唯一的編碼，便于后期在BIM項目管理平臺中管理模型與進(jìn)度。施工圖階段模型如圖2所示。

2.2 施工前的碰撞檢查

通過傳統(tǒng)二維平面圖紙很難發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤或遺漏，基于前期建立的精細(xì)化三維模型，按照單體內(nèi)、單體間、專業(yè)間及專業(yè)內(nèi)的碰撞檢查規(guī)則，利用Naviswork軟件中的ClashDetective功能進(jìn)行全方位的碰撞檢查，找出設(shè)計圖紙中不合理的地方，并利用BIM軟件可視化展現(xiàn)問題的位置。例如，上閘首2期混凝土與上閘門蓋板碰撞，上游引航道拋填塊石護(hù)腳未與上游主導(dǎo)航墻SZ6位置相接，未考慮導(dǎo)航墻底板部分，導(dǎo)致導(dǎo)航墻底板與拋填塊石沖突。

碰撞檢查發(fā)現(xiàn)主要問題32處，其中以上下閘首的碰撞問題居多，主要因為閘首結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、專業(yè)交叉多。通過碰撞檢查可提前發(fā)現(xiàn)問題，制定解決方案，在施工前解決問題，使施工更加順利，提高施工效率。

2.3 施工前可視化進(jìn)度模擬

傳統(tǒng)的進(jìn)度管理主要是利用Project軟件或者P6軟件編制項目進(jìn)度計劃，并生成甘特圖。雖然甘特圖可以展示項目的先后施工順序與持續(xù)時間，但是無法動態(tài)直觀地展現(xiàn)項目的建造過程，且項目進(jìn)度計劃更新較頻繁，無法滿足項目進(jìn)度管理的實際需要。因此，需通過BIM技術(shù)動態(tài)、可視化地模擬項目建造過程，驗證進(jìn)度計劃的可行性。

本項目施工前，將Project軟件編制的進(jìn)度計劃導(dǎo)入BIM項目管理平臺中，同時將輕量化后的BIM模型發(fā)布至BIM項目管理平臺，通過后臺關(guān)聯(lián)進(jìn)度計劃及模型，再利用4D/5D模擬功能模擬項目的建造過程，如圖3所示。

在模擬過程中，定位正在建造的構(gòu)件，顯示為紅色，同時下方會顯示項目的里程碑和關(guān)鍵線路等數(shù)據(jù)。以可視化的方式，將數(shù)據(jù)直觀地展示給管理者，讓項目管理人員可以清晰地了解整個工程的施工進(jìn)度安排，并及時發(fā)現(xiàn)每個環(huán)節(jié)的重點和難點，方便制定并完善進(jìn)度計劃，使進(jìn)度計劃更加合理可行。

2.4 BIM技術(shù)進(jìn)度管理平臺在施工過程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的項目施工進(jìn)度管理方式主要是在墻上張貼項目的平面布置圖，并用彩色筆標(biāo)記每天完成的工作量。這種方式無法生動直觀地展示項目的進(jìn)度情況及產(chǎn)值完成情況，更無法對項目進(jìn)度實施精細(xì)化管理，也很難根據(jù)進(jìn)度和變更的設(shè)計圖紙將施工進(jìn)度及時準(zhǔn)確地上報給業(yè)主，無法按進(jìn)度申請支付工程款，因此急需一種新的管理方式對項目施工進(jìn)度實施管控。因此，項目采用基于BIM + 地理信息系統(tǒng)（GIS）的項目管理平臺對項目施工過程中的進(jìn)度進(jìn)行管理。

通過谷歌地圖或太樂地圖下載高清衛(wèi)星圖片和地形點數(shù)據(jù)，將地形點數(shù)據(jù)導(dǎo)入Global Mapper軟件生成地形曲面文件，然后將高清衛(wèi)星圖片與地形曲面文件疊加融合，作為模型顯示的GIS基礎(chǔ)文件。利用Revit軟件將前期的編碼模型生成為相應(yīng)格式，導(dǎo)入BIM項目管理平臺中，將模型放置在衛(wèi)星圖片中相應(yīng)位置，以反映周邊施工環(huán)境，便于項目管理。

2.4.1 工作分解結(jié)構(gòu)與BIM模型關(guān)聯(lián)

利用Project軟件或P6軟件細(xì)分項目的工作任務(wù)，編制項目的工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）進(jìn)度計劃表，將其導(dǎo)入至BIM項目管理平臺中，然后將BIM模型與對應(yīng)的工作任務(wù)關(guān)聯(lián)。導(dǎo)入到平臺中的模型自帶工程量屬性，WBS中包含每個任務(wù)的單價信息，通過平臺后臺內(nèi)置計算公式，計算出每項工作任務(wù)的產(chǎn)值情況，并將其作為進(jìn)度管理數(shù)據(jù)填報的基礎(chǔ)文件。

2.4.2 進(jìn)度數(shù)據(jù)填報

根據(jù)每日施工進(jìn)展情況，項目部按照日期填報每日實際進(jìn)度的產(chǎn)值數(shù)據(jù)、對應(yīng)任務(wù)的實際開工時間和完工時間。同時，填報內(nèi)容由監(jiān)理單位及建設(shè)單位在平臺中審批，以保證數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)真實，填報的內(nèi)容可為每月按工程進(jìn)度申報工程款提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4.3 進(jìn)度狀態(tài)展示分析

進(jìn)度數(shù)據(jù)填報后，會通過進(jìn)度狀態(tài)功能直觀地展示項目的完成情況及產(chǎn)值情況，實時監(jiān)控工程進(jìn)度。通過圖表方式，結(jié)合項目進(jìn)度計劃展示不同任務(wù)及構(gòu)件的進(jìn)度狀態(tài)。在船閘信息協(xié)同管理平臺的進(jìn)度分析頁面中，上部顯示整個項目的總產(chǎn)值、實際完成產(chǎn)值和剩余產(chǎn)值，并通過右上角圖表反映項目的每月產(chǎn)值趨勢，中間部分通過餅狀圖統(tǒng)計項目進(jìn)度狀態(tài)占比、開工及完工狀態(tài)統(tǒng)計，下部顯示項目的進(jìn)度計劃，在任務(wù)及構(gòu)件后方顯示項目的進(jìn)度狀態(tài)及完成產(chǎn)值情況等數(shù)據(jù)，全方位、多角度地顯示工程進(jìn)度，輔助進(jìn)度管理，這些都便于項目各方通過平臺細(xì)致地了解項目進(jìn)展情況。

2.4.4 進(jìn)度偏差分析

利用BIM技術(shù)進(jìn)度管理中的偏差分析功能，將每項任務(wù)的計劃時間與實際時間對比分析，同時利用三維模型可視化功能展現(xiàn)項目偏差狀態(tài)，分析任務(wù)滯后對工期的影響，明確偏差產(chǎn)生的原因，調(diào)整相應(yīng)的進(jìn)度計劃，合理調(diào)配資源，輔助進(jìn)度管理，以便最大限度地實現(xiàn)進(jìn)度目標(biāo)。

3 結(jié) 語

本文采用可視化、信息化、精細(xì)化和數(shù)字化的方式對臨淮崗復(fù)線船閘項目施工的進(jìn)度進(jìn)行管理，在項目建設(shè)全過程中發(fā)揮出重要的作用，為項目進(jìn)度目標(biāo)的實現(xiàn)提供了有力支撐。同時，提供了一種數(shù)字化和信息化的進(jìn)度管理模式，具有較高的應(yīng)用價值，可為類似項目的進(jìn)度管理提供參考。

本文僅是對BIM技術(shù)在船閘工程進(jìn)度管理進(jìn)行了初步探索，船閘工程項目的復(fù)雜性和不確定性會使項目建設(shè)過程中產(chǎn)生不可控的情況，因此，在后期運用中，還需要對BIM技術(shù)展開更深入細(xì)致的研究。