BIM技術在市政道路施工管理中的應用

楊暉

（貴州建工集團有限公司）

1 BIM技術內涵

BIM 工作原理是以計算機網絡為支撐，通過計算機編程及模擬設計將實際建筑結構物進行可視化處理，建立涵蓋建筑結構、幾何尺寸、材料材質在內的三維可視模型，實現工程建設時間、資源要素模型化參數化管理，將龐大的信息工作量精準模擬濃縮到BIM信息系統內，體現出三維可視化、信息化的核心設計理念，進而融入工程項目建設全過程[1]。其中，在項目可行性研究設計階段，設計者能借助該模型直觀分解整體結構，為制定組織方案以及后續全局深度設計軟件化處理提供方便，根據業主、建設方、施工單位的設計要求對設計參數進行調整，提供多種備選方案滿足多方對設計的訴求。

2 BIM技術特征

2.1 BIM可視化技術特征

BIM 技術主要用于應對城市化進程加快、市政項目建設完善復雜的功能需求，可有效解決工程建設周期長、協作工種多、影響范圍大、施工質量高等現實問題。發揮BIM技術可視化特征，提高效率、保證質量也是對關鍵性技術支撐的要求。國內應用BIM 技術可視化實現規劃與實際構建信息，主要通過采取構建三維立體模型形式，提高BIM 可視化技術設計精度，使用者通過直接觀察準確了解設計缺陷。BIM 技術除具有直觀顯示特點之外，還能夠通過動畫演示對建設項目全周期過程推演，及時發現設計瑕疵、準確預見工程建設遇到的問題，對合理安排勞動要素資源，解決設計與施工之間的沖突矛盾，提高工程建設信息準確性，搭建工程建設各參與方之間協調平臺意義重大[2]。

2.2 BIM優化性技術特征

市政工程建設項目投資大、社會影響大，對工程技術要求高。BIM 技術通過模型輸入現實項目數據，將工期質量技術等信息通過成本參數進行控制調整，對建筑外觀形狀、內部空間結構幾何尺寸進行精準預測，為客觀完整制定施工方案、優化項目組織運行達到最佳效果。市政工程建設應用BIM技術的優勢體現在：借助建筑參數建設模型，對項目策劃、組織運行、使用維護全生命周期內要素進行統籌整合，利用信息網絡系統實現資源共享，通過數據庫對工程建設數據在使用者之間做出準確傳輸，為設計團隊、運營單位、業主，以及施工各方協同合作、提高效率、節約成本、控制工期發揮重要作用。

2.3 BIM協作性技術特征

市政工程建設及其配套工程極其復雜，需要多工種、多部門組織協調形成合力方能完成建設任務。但是受各方利益關注點不同、組織機構設置不合理、溝通信息不暢等影響，項目管理組織信息不對稱造成施工方案變更頻繁、信息投資增加現象眾多。用BIM 技術協作性特征能夠及時處理施工建設前期、模型構建期間的問題。發揮系統管理作用，構建數據庫數據模型，形成自動推演，使復雜問題簡單化，立體效果平面化、剖面化，收到優化管理流程、提高協調效率的良好效果。

2.4 BIM模擬性技術特征

BIM 技術模擬性特征，主要通過模型構造推演構建結構及建設過程，在總結歷史施工經驗、借鑒先進技術的基礎上，綜合研究判斷施工過程中出現的安全隱患、質量通病，建立風險預警和糾偏機制。BIM 技術模擬優勢體現在設計、施工、竣工驗收，以及運行維護等全過程。通過模擬性、真實性調整組織方案，比對施工措施，進行優中選優，有效提升突發情況出現后緊急狀態下物資調配、機械周轉，甚至人員緊急疏散等能力。

3 BIM技術在市政道路工程中的應用

3.1 BIM技術在工程設計階段應用

BIM技術涵蓋的“建筑、信息、模型”三個構成元素表明，在工程設計階段應用該項技術必須以市政工程建設整體為研究對象，以準確獲取各階段基礎信息為依托，以模型化設計為重要載體。設計單位、設計師在設計階段，要將專業設計軟件作為重要的技術工具，全面準確掌握與建筑信息有關的第一手材料，為三維模型設計構建做好準備，如圖1所示。

圖1 BIM技術在道路中的應用

施工單位各個專業間的信息管理、數據共享、搭建模型，必須有BIM數據設計統一管理，避免重復數據錄入。BIM 技術在工程設計階段應用，要徹底轉變傳統的二維平面圖紙設計、材料清單設計思想，為從二維設計、二維靜態圖紙設計向三維動態BIM 直觀展示創造條件。在設計理念、技術效果輸出設計階段，要以快速做出材料用表、精準完成勞動資源調配、充分比對各項技術要求為重點，檢驗相關標準運用是否正確，檢驗各工序、分部分項工程接口是否無縫銜接[3]。與此同時，通過BIM 技術數據自動檢索、軟件分析，將地質結構條件、自然條件影響、資源能量消耗、大氣污染的實景進行模擬，減少工程施工的盲目性。特別是在減少地下城市管廊交叉碰撞，消除支架結構立體作業安全隱患多等方面，要精準計算工作量、劃定標準的施工路線，為工程成本控制、施工質量建設提供準確基礎數據支撐。

3.2 BIM技術在施工階段的應用

BIM建設的重要成果主要體現在施工建設質量行程過程中。施工現場管理要最大限度展示BIM模型直觀展示的效果，為現場施工管理技術人員、崗位操作員工全面生動直觀了解施工立體構造、平面布局提供條件。以此為基礎，對現場安裝平面圖設計、材料布局擺放、機械設備利用進行系統協調。施工階段要遵循組織方案、借助模擬系統，將施工工藝流程、關鍵工序銜接、時間節點控制、大型復雜構件運輸吊裝環節，進行反復模擬，形成最佳施工組織。BIM 技術在進度管理方面，要根據總體施工安排利用時間管理工具，增加時間維度、效益維度、成本維度的密切聯系。施工計劃進行動態管理，為節省工作時間保證后續工作順利開展提供便利，防范工期延誤，造成合同違約成本增加。在質量與安全管理方面，要將此環節作為應用BIM 技術的重中之重。通過施工視頻分析、相關影像資料分析比對，自動形成質量通病的處置措施。

3.3 BIM技術在市政道路設備維修應用

市政道路施工和其他施工建設項目一樣，具有一定的設計年限和使用周期規劃。利用BIM技術開展市政道路設備維修，要通過對常年車流量測定、路面承載負荷的測算，科學觀測出可能出現的質量通病，增強道路維護檢修的針對性。實施道路設備維修要將日常檢修設備維護、設備零部件更換做出合理規劃。除了技術保障之外，還要提升相關管理人員BIM技術普及力度，對常見質量事故，借助自動修復手段，依靠大數據信息化系統完成。市政道路竣工投入后，即將進入使用階段，后續過程的道路管理成為工作重點。道路管理部門要借助BIM技術開展使用維護處理更換等方面的培訓，形成及時發現問題隱患、制定養護保護措施、保證公路使用安全的職業素質[4]。BIM 技術在市政道路建設中的應用要隨著時代發展，特別是城市地下綜合管廊建設的需要進行拓展，充分發揮該項技術在降低人工勞動強度、降低安全隱患傷害、提高工作效率、降低人力物力財力維修費用方面的優勢。

4 BIM 技術在市政道路施工管理中應用的技術難點及優化措施

4.1 數據傳輸與交換

在市政道路施工管理中，BIM 技術的數據傳輸與交換面臨較大挑戰。由于不同軟件之間的數據格式不統一，導致數據交換困難，降低了工作效率。為了解決這一問題，完善數據傳輸與交換標準是非常必要的，需要推動建立統一的BIM數據交換標準，促進不同軟件之間的數據交換與共享，降低數據傳輸成本。

4.2 模型精度與深度

在市政道路工程中，BIM 模型的精度與深度難以滿足施工管理需求。模型的構件信息不全、細節表現不足等問題影響了施工過程中的決策效率。

因此，在應用BIM技術中，需要提高模型精度與深度，加強BIM建模技術的研發與應用，滿足市政道路施工管理的精細化需求。

4.3 協同設計與協同管理

市政道路工程涉及多個專業領域的協同工作，但目前BIM技術在協同設計與協同管理方面仍存在一定難度。各專業之間的數據不兼容、信息不流通等問題影響了協同工作的效果。針對這一問題，加大對協同設計與協同管理技術的研發力度，突破多專業領域之間的數據不兼容、信息不流通等技術瓶頸。

4.4 技術標準與規范

目前，BIM技術的相關標準與規范還不夠完善，導致在市政道路施工管理中缺乏統一的標準依據，增加了技術的應用難度。

為了確保BIM 技術在應用中發揮相應的作用，需要建立健全BIM 技術的相關標準與規范，為市政道路施工管理中BIM技術的應用提供統一依據。

4.5 案例分析

以某市市政道路工程為例，分析BIM 技術在施工管理中的應用效果。通過BIM 技術進行深化設計，有效解決了原設計中存在的沖突問題，避免了施工過程中的設計變更。同時，利用BIM 技術進行場地布置與進度管理，合理安排施工資源，確保工程按期完成。在施工過程中，通過BIM 技術的數據共享與協同工作，有效提高了各參與方的溝通效率，降低了溝通成本。此外，通過BIM技術的質量管理功能，實現了質量信息的全面記錄與跟蹤，提高了工程質量。

5 結語

BIM 技術在國內應用普及推廣勢頭強勁，對市政工程施工綜合實力、大型施工企業總包集成能力建設、綜合成本控制、推行綠色環保理念均發揮著重要作用。因此，市政工程管理部門、政府相關管理組織機構，要對市政工程建設規模、資金投入進行前瞻性分析，保持與時俱進的創新思想，深入挖掘BIM技術在國內應用的潛力，形成更好的建設服務模式，為城鎮化建設，經濟社會發展提供更大助力。