BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

歐 活

廣州市盾建建設(shè)有限公司 廣東 廣州 510000

隨著城市軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵建設(shè)已成為現(xiàn)代城市化的重要組成部分。地鐵施工質(zhì)量管理是保障地鐵建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而BIM技術(shù)作為現(xiàn)代建筑行業(yè)的新興技術(shù)，已經(jīng)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)通過建立建筑信息模型，為設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)提供全方位的信息支持，已經(jīng)在建筑行業(yè)中取得了顯著的成效。然而，在地鐵施工質(zhì)量管理方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用仍處于起步階段。因此，探究BIM技術(shù)在基于廣州地鐵在三號(hào)線東延段總承包項(xiàng)目施工質(zhì)量管理應(yīng)用實(shí)踐，為地鐵施工質(zhì)量管理提供新思路和新方法。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)發(fā)展歷程

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化建筑信息模型技術(shù)，將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)整合到一個(gè)三維的虛擬模型中，為建筑行業(yè)提供全方位的信息支持和決策支持[1]。BIM技術(shù)的發(fā)展歷程始于上世紀(jì)60年代，經(jīng)歷了數(shù)十年的演進(jìn)和發(fā)展，逐漸成熟并在建筑行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，成為數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的基礎(chǔ)和核心技術(shù)之一。

1.2 BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用是一種數(shù)字化建模和協(xié)同管理方式。通過BIM技術(shù)，施工方可以在施工前利用三維建模軟件構(gòu)建數(shù)字化建筑信息模型，包括建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和設(shè)備等信息，并進(jìn)行全方位的協(xié)調(diào)和優(yōu)化。在施工過程中，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場信息的實(shí)時(shí)采集和更新，及時(shí)反饋施工過程中的問題和風(fēng)險(xiǎn)，從而可以快速做出相應(yīng)的調(diào)整和決策[2]。此外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同管理，包括施工方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方等各方的協(xié)同工作，從而可以提高施工效率和減少施工中的協(xié)調(diào)問題。總的來說，BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可視化和協(xié)同化的施工管理，從而提高施工的效率、質(zhì)量和安全性。

1.3 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM技術(shù)具有多種優(yōu)勢，主要包括以下幾個(gè)方面。首先，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建模，將建筑信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的形式，方便施工方進(jìn)行全方位的分析、協(xié)調(diào)和優(yōu)化，減少人工計(jì)算和決策所帶來的誤差。其次，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)可視化效果展示，可以在數(shù)字化建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維建模、動(dòng)態(tài)演示等操作，幫助施工方直觀地了解建筑信息，提高施工方的溝通效率。此外，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方等多方協(xié)同管理，將各方的信息整合到一個(gè)平臺(tái)上，方便各方進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作和溝通[3]。最后，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工信息的實(shí)時(shí)采集和更新，及時(shí)反饋施工過程中的問題和風(fēng)險(xiǎn)，從而可以快速做出相應(yīng)的調(diào)整和決策，提高施工的效率和質(zhì)量。

2 BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

2.1 模型構(gòu)建

地鐵施工中的模型構(gòu)建是BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中應(yīng)用的第一步，模型構(gòu)建包括收集地鐵施工相關(guān)的信息，將這些信息組織成為一張三維模型，并在這個(gè)模型中添加各種數(shù)據(jù)。這個(gè)模型能夠反映出地鐵施工過程中的所有細(xì)節(jié)，包括工程結(jié)構(gòu)、設(shè)備和材料的位置和規(guī)格等。地鐵施工過程中，由于工程規(guī)模較大，工作人員分散，因此必須依靠BIM技術(shù)，使各個(gè)工作環(huán)節(jié)協(xié)同工作。通過BIM技術(shù)，施工管理人員可以實(shí)時(shí)查看地鐵施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而提高施工效率和質(zhì)量。

廣州地鐵三號(hào)線東延段工程建模是基于正向設(shè)計(jì)模式探索開展，設(shè)計(jì)方在模型構(gòu)建之前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求直接建立BIM設(shè)計(jì)模型（如圖1所示)，模型包含了相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)、重要施工參數(shù)，二維施工圖直接通過BIM模型生成。在通過設(shè)計(jì)總體單位審查后，進(jìn)入五方建設(shè)主體單位施工圖會(huì)審與BIM模型同步審查階段，審查通過后將交由施工單位根據(jù)施工要求優(yōu)化模型，轉(zhuǎn)換成為施工階段模型，此階段優(yōu)化產(chǎn)生的模型必須經(jīng)過監(jiān)理單位審核。施工階段模型需要收集地鐵施工相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括工程設(shè)計(jì)圖紙、施工計(jì)劃、設(shè)備和材料的規(guī)格等。這些數(shù)據(jù)是模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，只有收集到了足夠的數(shù)據(jù)，才能夠構(gòu)建出一個(gè)真實(shí)可靠的模型。此外，需要選擇一款適合地鐵施工的BIM軟件。常用的BIM軟件包括Revit、Navisworks、Tekla Structures等，選擇BIM軟件需要考慮到軟件的功能、易用性和兼容性等因素。在收集到足夠的數(shù)據(jù)和選擇了適合的BIM軟件之后，可以開始進(jìn)行模型構(gòu)建。模型構(gòu)建過程中需要按照施工計(jì)劃的要求逐步構(gòu)建，按照施工進(jìn)度不斷更新模型。

圖1 廣州地鐵三號(hào)線東延段總承包項(xiàng)目正向設(shè)計(jì)BIM模型審批流程圖

2.2 信息管理

在地鐵施工過程中，BIM技術(shù)的信息管理功能可有效幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)收集、整合和管理施工過程中的各種數(shù)據(jù)信息，包括工程設(shè)計(jì)、施工圖紙、材料清單、進(jìn)度計(jì)劃等。通過BIM技術(shù)的信息管理功能，施工團(tuán)隊(duì)可以在一個(gè)平臺(tái)上集中管理和共享所有相關(guān)數(shù)據(jù)信息，避免因?yàn)樾畔⒉粚?duì)稱或者溝通不暢而導(dǎo)致的工程延誤和成本增加。同時(shí)，BIM技術(shù)的信息管理功能也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯性和可靠性，讓項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以快速定位和解決工程問題，有效提升施工質(zhì)量和效率。此外，BIM技術(shù)的信息管理功能還可以支持地鐵施工過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，使得項(xiàng)目管理人員可以隨時(shí)獲取施工進(jìn)展和工程質(zhì)量的相關(guān)信息，從而及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2.3 協(xié)同工作

BIM技術(shù)可以支持地鐵施工各個(gè)階段的協(xié)同工作，可以將不同的團(tuán)隊(duì)和各種信息資源整合在一起，以提高工作效率和質(zhì)量。在地鐵施工中，不同的團(tuán)隊(duì)需要共享大量的信息，如施工計(jì)劃、模型數(shù)據(jù)、材料和設(shè)備信息等。BIM技術(shù)可以提供一個(gè)中央信息庫，以便所有團(tuán)隊(duì)都可以在同一個(gè)平臺(tái)上查看和更新信息。這將減少信息丟失和誤解，并有助于加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。BIM技術(shù)可以支持多個(gè)團(tuán)隊(duì)在同一模型上協(xié)同工作，不同團(tuán)隊(duì)可以在模型中查看、更新和添加信息，以確保所有人都在同一個(gè)頁面上，使團(tuán)隊(duì)成員更容易理解項(xiàng)目的全貌，并且可以減少不同團(tuán)隊(duì)之間的溝通問題。同時(shí)，BIM技術(shù)可以支持協(xié)同設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，團(tuán)隊(duì)成員可以在同一模型中共同協(xié)作，以提供最佳的設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)變更次數(shù)，并且可以提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。此外，同一施工團(tuán)隊(duì)可以在模型中查看和更新施工計(jì)劃和進(jìn)度，并根據(jù)需要進(jìn)行更改，使施工團(tuán)隊(duì)更容易協(xié)調(diào)施工進(jìn)程，并且可以減少誤解和錯(cuò)誤。

2.4 施工計(jì)劃

BIM技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用不僅可以用于模型構(gòu)建、信息管理和協(xié)同工作，還可以用于施工計(jì)劃的制定和管理。BIM技術(shù)可以將施工計(jì)劃與三維模型和項(xiàng)目進(jìn)度表相結(jié)合形成“派工單”，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工計(jì)劃的可視化和智能化管理，將計(jì)劃中的任務(wù)和資源分配在模型中可視化呈現(xiàn)。這種可視化可以幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更好地理解施工計(jì)劃，快速識(shí)別問題，并及時(shí)調(diào)整計(jì)劃。BIM技術(shù)可以自動(dòng)識(shí)別和分析施工計(jì)劃中的任務(wù)和資源，并自動(dòng)生成進(jìn)度表和資源需求表要素為一體的派工單，這種智能化管理可以極大地減少人工操作的時(shí)間和錯(cuò)誤，并提高項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的工作效率。同時(shí)，BIM技術(shù)可以通過模擬不同的施工方案，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)優(yōu)化施工計(jì)劃，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)還可以模擬不同的施工進(jìn)度，評(píng)估不同方案的風(fēng)險(xiǎn)和影響，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)做出最佳的決策。

2.5 質(zhì)量控制

BIM技術(shù)可以通過模型構(gòu)建、信息管理、協(xié)同工作等方面對(duì)地鐵施工質(zhì)量進(jìn)行全面、系統(tǒng)、精細(xì)的控制。質(zhì)量控制主要包括質(zhì)量計(jì)劃編制、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定、質(zhì)量過程控制和質(zhì)量結(jié)果評(píng)估四個(gè)方面。質(zhì)量計(jì)劃編制方面，BIM技術(shù)可以通過模型構(gòu)建和協(xié)同工作等方面，協(xié)助施工單位制定合理的質(zhì)量計(jì)劃，明確各個(gè)工序的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)時(shí)間等信息，以確保施工質(zhì)量符合要求。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定方面，BIM技術(shù)可以通過信息管理和模型構(gòu)建等方面，收集、整理和管理各種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并將其轉(zhuǎn)化為可視化的信息，方便施工人員進(jìn)行參考和遵守。質(zhì)量過程控制方面，BIM技術(shù)可以通過協(xié)同工作、信息管理和施工計(jì)劃等方面，對(duì)地鐵施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施工中的質(zhì)量問題，避免質(zhì)量事故的發(fā)生。質(zhì)量結(jié)果評(píng)估方面，BIM技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)分析和模型構(gòu)建等方面，對(duì)施工質(zhì)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析，提取有價(jià)值的信息和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為未來的施工提供參考和借鑒。

3 BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的效果分析

3.1 施工質(zhì)量管理的效果

BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用，提高了施工質(zhì)量的監(jiān)測能力、問題解決能力、信息共享能力和數(shù)據(jù)分析能力，使得整個(gè)施工過程的質(zhì)量得到了有效的保障。首先，BIM技術(shù)可以幫助工程師在設(shè)計(jì)階段模擬出真實(shí)的施工場景，包括施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和難點(diǎn)，從而有助于工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的質(zhì)量問題。其次，BIM技術(shù)可以對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過對(duì)工程進(jìn)度和質(zhì)量的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整。例如，可以通過BIM技術(shù)對(duì)墻體、結(jié)構(gòu)、管線等進(jìn)行全面監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)任何缺陷并及時(shí)處理。第三，BIM技術(shù)可以幫助各相關(guān)單位進(jìn)行信息共享和協(xié)同，使得整個(gè)施工過程的質(zhì)量得到保障。例如，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各個(gè)部門可以在同一平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作，有效避免了信息不對(duì)稱和溝通不暢帶來的問題。

3.2 項(xiàng)目成本管理的效果

BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用，能夠有效地降低項(xiàng)目成本，提高施工效率，減少變更和修正成本，協(xié)調(diào)各方之間的工作，為地鐵施工質(zhì)量管理提供了有力支持。BIM技術(shù)能夠幫助工程師在設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少了后期的變更和修正，這樣可以減少項(xiàng)目的成本，因?yàn)樽兏托拚枰~外的人力和物力成本。BIM技術(shù)還能夠提高施工的精度和效率，從而減少工期和工程成本。BIM技術(shù)可以為工程師提供真實(shí)的三維模型，使得施工更加精確，減少誤差。此外，BIM技術(shù)還可以自動(dòng)生成施工圖和相關(guān)的文檔，提高了工作效率，縮短了工期。BIM技術(shù)可以協(xié)調(diào)各個(gè)參與方之間的工作，減少溝通和協(xié)調(diào)的成本，BIM模型實(shí)時(shí)更新和分享，讓所有參與方都了解項(xiàng)目的最新進(jìn)展和要求，從而避免了不必要的溝通和協(xié)調(diào)，減少了項(xiàng)目的成本。

3.3 項(xiàng)目進(jìn)度管理的效果

在地鐵施工中，BIM技術(shù)可以為項(xiàng)目進(jìn)度管理提供有效的支持。通過BIM模型中的3D模擬、協(xié)同設(shè)計(jì)、工序模擬和物流管理等功能，可以更加準(zhǔn)確地制定施工計(jì)劃和調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度的優(yōu)化管理。首先，BIM技術(shù)可以提高進(jìn)度計(jì)劃的準(zhǔn)確性。BIM模型可以通過虛擬設(shè)計(jì)和模擬，精確地模擬施工過程中的各種情況，包括施工進(jìn)度、施工階段、材料消耗、人力資源等，從而更好地制定進(jìn)度計(jì)劃，避免出現(xiàn)施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度不匹配的情況。其次，BIM技術(shù)可以協(xié)同管理項(xiàng)目進(jìn)度。BIM模型可以通過數(shù)據(jù)共享和協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)施工團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作，提高施工效率，從而有效地縮短項(xiàng)目進(jìn)度，降低施工成本。最后，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)物流管理和施工進(jìn)度的實(shí)時(shí)監(jiān)測。BIM模型中集成的物流管理系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控材料消耗和運(yùn)輸狀況，以及施工現(xiàn)場的進(jìn)度和質(zhì)量情況，幫助施工管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，以保證項(xiàng)目進(jìn)度的順利進(jìn)行。

4 未來研究方向

4.1 建立地鐵施工BIM模型的標(biāo)準(zhǔn)

在BIM技術(shù)應(yīng)用于地鐵施工質(zhì)量管理的過程中，BIM模型的構(gòu)建是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。由于地鐵施工存在復(fù)雜的隧道結(jié)構(gòu)和設(shè)備系統(tǒng)，因此需要建立適用于地鐵施工的BIM模型標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括地鐵施工的構(gòu)件信息、材料信息、幾何信息等方面的規(guī)定，使得BIM模型能夠準(zhǔn)確地表達(dá)地鐵施工的實(shí)際情況。同時(shí)，BIM模型的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該滿足工程設(shè)計(jì)、施工計(jì)劃和質(zhì)量控制等方面的需求，為地鐵施工質(zhì)量管理提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。建立地鐵施工BIM模型的標(biāo)準(zhǔn)不僅有利于提高地鐵施工的質(zhì)量管理水平，還可以促進(jìn)BIM技術(shù)在地鐵施工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

4.2 BIM技術(shù)在地鐵施工管理中的智能化應(yīng)用

隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，智能化應(yīng)用越來越成為可能，能夠大大提高地鐵施工質(zhì)量管理的效率和精度。例如，在地鐵施工中，BIM技術(shù)可以自動(dòng)進(jìn)行空間碰撞檢測、材料數(shù)量計(jì)算、施工進(jìn)度跟蹤等工作，從而降低了人力和時(shí)間成本。此外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)信息共享和集成，促進(jìn)了各個(gè)部門之間的協(xié)同工作，提高了工作效率。BIM技術(shù)的智能化應(yīng)用不僅可以提高地鐵施工的質(zhì)量管理水平，還可以降低地鐵施工的安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境污染，為人們提供更加安全、舒適的出行環(huán)境。

5 結(jié)語

本研究旨在基于廣州地鐵在三號(hào)線東延段總承包項(xiàng)目施工質(zhì)量管理應(yīng)用實(shí)踐探討B(tài)IM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用，分析其作用和意義，并提出BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中應(yīng)用和發(fā)展趨勢。BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中具有重要作用和意義，可以為地鐵施工提供全方位、高效率的信息管理和決策支持，有助于提升地鐵施工質(zhì)量和效率。BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用需要結(jié)合具體實(shí)際情況進(jìn)行，實(shí)施步驟包括需求分析、模型制作、模型協(xié)同、質(zhì)量控制等。同時(shí)，BIM技術(shù)還可以與其他技術(shù)相結(jié)合，形成一整套信息化的施工管理系統(tǒng)。后續(xù)研究需要進(jìn)一步研究和探索，BIM技術(shù)在地鐵施工管理中的標(biāo)準(zhǔn)建立、智能化應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用等方面，以推動(dòng)BIM技術(shù)在地鐵施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用和發(fā)展。