基于BIM技術的公路工程管理信息化

摘要 針對國道338盂縣境內公路改線工程的項目特點，基于沙盤原理設計，以智慧城市可視化平臺為基礎，構建智慧公路可視化展示平臺，并以平臺三維GIS為基礎，融合傾斜攝影數(shù)據(jù)、公路三維模型及進度、質量、安全、拆遷、農(nóng)民工、成本等各類業(yè)務數(shù)據(jù)，采用兩側儀表盤和三維區(qū)域交互的方式，將公路建設管理過程以一張圖的方式進行可視化全方位的展示，為高層決策提供依據(jù)。

關鍵詞 公路；工程管理；信息化

中圖分類號 U411 文獻標識碼 B 文章編號 2096-8949（2023）05-0005-03

0 引言

完成符合工程標準的三維信息模型、二維設計圖紙及相關多媒體數(shù)據(jù)，建立設計階段BIM應用標準。BIM模型完成后，需將各專業(yè)模型與GIS模型疊加，分析各專業(yè)在空間上的碰撞沖突，去形成碰撞檢查報告，同時支持在手機端瀏覽技術交底內容[1]。

1 BIM技術應用系統(tǒng)

BIM技術應用系統(tǒng)包含兩個層級、三個平臺，及部分配套精細化和智能化的管理應用。

1.1 第一層級：BIM大數(shù)據(jù)決策應用平臺

（1）質量管理兩側儀表盤包括品質工程評價、質量視頻監(jiān)控、首件認證管理、工序驗收管理、質量問題管理、數(shù)據(jù)智能監(jiān)控等[2]。

（2）安全管理兩側儀表盤包括人員管理、設備管理、安全投入管理、應急管理、隱患管理、安全檢查評價管理等[3]。

（3）進度管理兩側儀表盤將投資完成情況、橋梁、涵洞、路基土石方、路面主材備料、路面面層進度等，以圖表形式進行可視化呈現(xiàn)，對照BIM模型，做到對工程形象進度的清晰掌控[4]。

（4）拆遷管理在原始地貌“點云數(shù)字模型”上根據(jù)設計圖紙坐標，標出征地紅線，可以做到對占地寬度、用地屬性、地面附著物、邊角地和房屋拆遷等內容的清晰查看，并進行精確的面積測量及距離測量[5]。

1.2 第二層級：項目前期策劃應用平臺+項目過程管理應用平臺

1.2.1 項目前期策劃應用平臺

（1）核算設計工程量與實際工程量對比。設計院提供圖紙的工程量，對于地形的復雜的區(qū)域，未必會做到一對一的實地勘察[6]。管理平臺具有強大的計算功能，集成了空間、平面、線性等計算功能[7]，在GIS模型中生成三維等高線與設計圖紙地形圖進行對比分析，對存在誤差的位置進行土石方量的精準計算[8]，有效地符合了設計過程中地形不準的問題，避免項目在開工后出現(xiàn)返工[9]。

（2）三維施工組織設計。施工組織設計時可對項目的施工進度、重難點進行施工模擬，使施工組織設計實現(xiàn)信息化和實時可視化，計劃不再是空話，從源頭上控制施工進度，避免出現(xiàn)重大事故發(fā)生。

（3）項目部征地拆遷。三維實景GIS模型疊加項目的征地紅線，可以直觀地看到該范圍線內的拆遷物，拆遷人員可在管理平臺中對拆遷面積、高度等信息進行量測和統(tǒng)計，提高效率。當房屋拆遷完成后與被拆遷人發(fā)生經(jīng)濟糾紛時，實景三維GIS模型可以進行查詢與核實，做到有據(jù)可依，有理可循。

（4）施工場地布置規(guī)劃。在管理平臺中結合GIS與BIM模型，可以在征地范圍內進行施工組織設計，如：施工場地、項目部、實驗室，鋼筋加工廠和拌和站，梁廠等廠區(qū)設備可通過面積測算、距離量測進行布局，避免二次搬運或發(fā)生越界的情況，給項目節(jié)約相應的資金。

（5）施工便道規(guī)劃。設計提供的施工便道方案往往只有主要線行，未結合項目的實際情況綜合考慮運輸距離、現(xiàn)有道路、環(huán)境保護、工程量等因素，容易造成資源浪費和環(huán)境破壞等問題。因此，在施工組織設計時，根據(jù)已有的道路、結合場區(qū)位置及施工組織的需要，從行車的安全性、施工的便捷性以及施工便道的經(jīng)濟性、環(huán)境保護等多方面考慮，在管理平臺中確定最優(yōu)的施工便道方案。

（6）工程施工人員測量放線。高精度的三維模型可以實現(xiàn)測量人員通過平臺對模型量測，如點與點的距離、覆蓋面積以及道路的縱、橫斷面量測等，做到足不出戶，實現(xiàn)量測網(wǎng)上辦公，提高測量人員的工作效率。

1.2.2 項目過程管理應用平臺——4D-BIM平臺

（1）施工進度管理。基于進度計劃與工程構件的關聯(lián)關系，通過微信網(wǎng)頁端實際進度填報的整合，可實現(xiàn)工程進度的可視化對比分析、進度沖突分析預警、前置任務分析及任務滯后分析，可以有效輔助管理人員把控工程進度。

（2）質量安全管理。提供質量安全問題按圖釘方式的填報、質量安全問題整改通知、反饋等流程；提供質量安全問題查詢與統(tǒng)計分析；安全檢查與安全問題記錄、安全事件記錄、安全技術交底、安全隱患風險預警。

（3）人材機管理。提供人材機基礎數(shù)據(jù)管理，包括材料進場、出庫、盤點、報損報溢和表單管理；機械檢查記錄等數(shù)據(jù)管理。

（4）選擇性功能模塊。①參數(shù)化隧道掘進進度管理方面，針對隧道項目提供進度管理方案，包括掘進形象進度、進尺統(tǒng)計分析等。②梁場管理方面，針對高架橋預制梁場提供的BIM管理方案，包括預制梁生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)進度和情況管理、臺座管理，做到真實梁場與虛擬梁場對應。③無人機巡檢方面，通過4D-BIM無人機巡檢App，可以制定巡檢任務，控制無人機定時進行巡檢，在巡檢過程中自動拍照并將巡檢結果上傳至4D-BIM平臺進行瀏覽，方便項目管理者及時掌握項目實際施工進度，實現(xiàn)智能化、電子化、精準化和規(guī)范化的巡檢管理。

2 工程管理信息化

國道338盂縣境公路改線工程包括四部分。

波形梁鋼護欄工程：Gr-A-4E波形梁鋼護欄9 401 m；Gr-A-4C波形梁鋼護欄427 m；Gr-B-2E波形梁鋼護欄10 459 m；Gr-B-2C波形梁鋼護欄533 m；AT1-1波形梁鋼護欄1 200 m；BT1-1波形梁鋼護欄297 m；AT1-2波形梁鋼護欄324 m；BT1-2波形梁鋼護欄110 m。

交通標志工程：標志標牌共計156塊；交通標線9 777.24 m2。

輪廓標工程：柱式輪廓標766根；附著式輪廓標1 987塊；放光膜82.18 m2。

附屬工程：道口標志172根；公路界碑91塊；公里碑、百米樁220塊。綠化新疆楊（胸徑6～8 cm，樹高3.0 m以上）2 305棵；油松（樹高2～2.5 m，冠徑大于1 m）3 507棵；連翹（蓬徑大于1 m，竹枝數(shù)大于6個）2 877棵；扦插苗紫穗櫆102 542 m2等。

2.1 拌合樓配合比智能管控系統(tǒng)

實現(xiàn)對水穩(wěn)拌和站、混凝土拌和站、瀝青拌和站等全部路材生產(chǎn)設備全過程自動化監(jiān)控。系統(tǒng)綁定項目管理人員微信賬號，每天將各個標段生產(chǎn)情況及時反饋，并依據(jù)報警嚴重情況不同，將信息發(fā)送給不同人員，同時自動上傳至“質量安全一體化信息平臺”，進入閉合處理流程。

2.2 二維碼技術的應用

充分利用手機自媒體應用，將安全交底、技術交底、作業(yè)指導書、大型和特種設備檢查信息、施工方案等以二維碼方式置于各施工場地的明顯位置，方便隨時查看方案、交底等內容，規(guī)范現(xiàn)場施工的實時工作。工人就算不小心忘記了施工技術交底中的某個數(shù)據(jù)，只要輕松掃一掃就能全部“收入囊中”。

2.3 試驗室檢測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在壓力試驗機、萬能材料試驗機、車轍試驗儀、馬歇爾穩(wěn)定度儀、燃燒爐、瀝青軟化點儀、延度儀和針入度儀、標養(yǎng)室控制器等儀器設備上安裝數(shù)據(jù)采集模塊，實現(xiàn)對上述9個儀器的試驗數(shù)據(jù)或控制參數(shù)的實時采集，并上傳至管理平臺。應用互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術，構建全新的工地試驗室信息管理系統(tǒng)，采集試驗人員信息、試驗設備信息、試驗數(shù)據(jù)和試驗頻率。

2.4 人員管理與品質建設

2.4.1 廣泛應用視頻監(jiān)控

（1）對大橋的兩端、隧道洞口等部位安裝攝像頭，實時監(jiān)控施工流程，規(guī)范現(xiàn)場作業(yè)行為。

（2）在預制梁場、小型構件預制場、拌和站、鋼筋加工場等重要場站安裝攝像頭，實時監(jiān)控場站的規(guī)范化管理。

2.4.2 人員管理系統(tǒng)化

結合工程特點，著手編制班組作業(yè)標準化管理手冊。建立農(nóng)民工業(yè)余學校，加強一線班組作業(yè)人員勞動技能培訓，強化班組能力建設，穩(wěn)定技術工人隊伍（見表1）。

2.4.3 推動品質建設

推動品質建設，大力弘揚質量建設，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，大力提倡“工匠精神”，實時發(fā)布“品質工程”建設的最新成果及相關資訊，實時宣傳推廣質量管理新工藝、新技術、新理念及先進人物事跡宣傳。在項目部宣傳欄上開辟“品質工程”“工匠精神”專欄。在項目部開展“品質工程”“工匠精神”宣傳周（或宣傳月），集中報道、宣傳質量管理新工藝、新技術、新理念以及先進人物的事跡宣傳。組織有針對性的教育培訓，如隧道施工安全技術培訓、鋼筋焊接及安裝等操作技能培訓，全面提高一線技術工人及管理人員業(yè)務水平，對勞務隊伍進場進行嚴格把關，要求隊伍精良，整體技術水平和專業(yè)素質高，同時加強對民工班組技術培訓和交底工作，確保品質建設各項措施落到實處。

2.4.4 合同保障措施及考核機制

品質工程實施方案是勞務合同的組成部分。一是讓各參建人員明確項目的建設目標；二是讓勞務投標人在項目勞務投標中結合該計劃的要求對投標費用進行充分考慮，確保資金充足；三是在項目建設管理過程中項目部“有法可依”，為落實品質工程提供執(zhí)行和管理依據(jù)。項目部按照實施方案和相關管理辦法對施工單位進行考核，考評達到品質工程要求的予以獎勵。

3 結語

綜上所述，深入推廣BIM技術賦能數(shù)字化建設的通路，以打造“品質工程”為目標，深入貫徹“資源節(jié)約、環(huán)境友好”和“以人為本”的科學發(fā)展觀，切實落實工程全壽命周期成本管理理念，打造體現(xiàn)“內在質量優(yōu)、結構功能全、實用特性好、整治效果強”的工程實體。

參考文獻

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