BIM技術在礦山鋼結構施工管理中的應用

王曉燕

(新疆昌吉職業技術學院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

BIM技術在礦山鋼結構施工管理中的應用

王曉燕

(新疆昌吉職業技術學院 建工分院，新疆 昌吉 831100)

對BIM技術的特點及優勢作了總結，簡述了礦山鋼結構工程施工的特征，重點對建模管理、工程量管理、項目成本管理、施工數據管理等內容進行了介紹。通過加強BIM技術在礦山鋼結構施工管理中的應用，可提高工程施工質量，縮短施工工期，增強企業經濟效益。

BIM技術；礦山；鋼結構；施工管理

在礦山鋼結構的施工管理中，BIM技術能夠對其項目的信息數據進行整合處理，為工程單位的施工方、設計方、業主方等提供及時準確的信息，提高管理人員對鋼結構施工的控制能力，避免信息傳遞過程中造成的失真，并且還可有效改善各方的決策水平，提高鋼結構建設的效率和質量。

1 BIM技術的特點及優勢

BIM技術是一種建筑信息模型，其基本原理是利用鋼結構在施工過程中產生的數據信息，構建貼近實際的建筑虛擬模型，同時結合數字信息仿真技術，對鋼結構工程所具有的真實信息進行模擬。對于施工企業而言，在實際的施工管理中引入BIM技術，不僅能夠提升施工效率，還可減少風險隱患，降低不必要的施工成本[1]。

1.1項目本身的可視化

在BIM模型中，存在實現可視化的有效途徑，他能將原設計圖紙中的平面鋼筋結構，以一種三維立體的形式展示出來，使得人們能夠更加直觀地看到不同構件之間的相互聯系，為決策的制定提供了有效的參考依據。同時可視化功能的存在，能夠對鋼結構工程的具體范圍進行明確劃分，進而提升其在時間和空間上的協調性，減少項目規劃設計環節的問題[2]。

1.2模擬性和執行性

對于鋼結構工程的施工管理而言，應用BIM技術可進行相應的模擬實驗，保證施工方案的合理性和可靠性，并且在項目后期運營中，也可通過對緊急情況的模擬，制定出切實有效的應急預案，保障工程施工安全。其次BIM技術能夠根據施工要求進行模擬實驗，例如：緊急疏散、光照模擬、節能環保等，同時在進行項目施工過程中，通過4D模擬實驗，可確定鋼結構施工方案的可行性，確保項目施工的順利進行，而利用視覺上對比預測進度和完工進度，可有效防止進度疏漏情況，并且通過5D模擬還能夠對施工成本進行有效監控[3]。

1.3協調性和優化性

將BIM技術應用于鋼結構的施工管理中，能夠對各種文件與數據進行整合，并能在一個統一的視圖中顯示出來，提高對存儲空間的有效利用，不僅能縮短施工時間，還能夠在施工前對可能存在的矛盾沖突進行解決。不僅如此，由于礦區建筑的鋼結構施工相對復雜，單純依靠人工管理的方式效率難以提高，而BIM技術的應用，能夠實現對于復雜項目的優化，確保施工管理工作的有效進行。

2 礦山鋼結構工程施工的特征

2.1放線測量難以準確定位

由于礦山鋼結構的施工內容比較繁雜，而且工期比一般工程要長，又因構件安裝在施工細節的處理要求上較為嚴格，因此在礦山鋼結構工程的施工中，對于放線的定位和測量要求較高。如：放線的測量工具必須具有高精密性，測量結果的準確度要求也較高；要根據工程設計方案進行計算，確定放線的定位。這兩項細節若管理不當，出現失誤，會大大影響鋼結構的施工質量，引發安全事故。

2.2易受環境因素影響

相比于鋼筋混凝土的建筑來說，鋼結構的建筑，在施工過程中受天氣和溫度的影響較大，尤其是在礦山的施工中，由于地址環境和鋼結構的特性，一旦出現較大的溫差，就會發生熱脹冷縮，促使鋼結構的尺寸產生變化，加之礦山鋼結構本身的施工周期較長，鋼結構尺寸的變化較難進行測量或計算，從而會影響到鋼筋整體結構的精度，降低工程施工質量[4]。所以在施工管理過程中，要針對環境變化采取相應的管理措施，盡量降低因環境變化對施工所造成的影響，比如對鋼結構進行降溫或預熱等工作。

2.3機械設備要求高

鋼結構的施工對機械設備的要求較高，其采用的設備與技術也都較為先進，而在礦山鋼結構的施工過程中，更是需要先進的起重設備進行預制化組裝，同時在進行高空作業時，也需運用裝備精良的吊裝機械。因此在機械設備正式投入施工使用前，應對其性能和參數要求了解清楚，并反復進行核算與模擬設計，確保在施工過程中不會因機械設備的問題而引發安全事故。

3 BIM技術在鋼結構施工管理中的應用

3.1鋼結構安裝前的準備

首先在構件進場前，應用BIM技術制定周密計劃，并按照吊裝的順序自上而下安排進場和堆放，為安裝施工做好準備，同時由于構件一旦起吊到高空或是開始進行安裝，再發現問題要處理就會特別困難，所以為了不影響工程的進度，也為了避免引發安全事故，構件在進場后，應及時利用BIM模擬技術進行驗收工作，排除其在制作與運輸過程中可能出現的問題，只有在地面對構件的問題實施消除后，才能確保構件能合格、順利地參與施工。

3.2建模管理

一般情況下，鋼結構主要應用在建筑的裙房及塔樓H型的組合柱當中。其中，組合柱包含的構件主要有裝耳板、腹板、栓釘，以及鋼柱各個構件之間具有特定的鏈接與空間位置關系，而建立組合型鋼柱模型，最基礎的環節就是定好各個構件之間的空間位置關系，關鍵點就是各個參數數據，尤其是在對鋼結構工程進行施工的過程中，需要以基礎設計參數作為依據。但目前在礦山鋼結構施工中，其施工管理規模較大，結構較為復雜，需使用到的計算機輔助設計軟件超過10個，施工文件在軟件之間的傳遞不方便，需頻繁轉換格式，容易出現數據錯誤或丟失，由此在為鋼結構建模的過程中，可使用AutodeskRevit軟件將其對應的施工數據輸入，例如尺寸、規格、編號、質量和材質等。使用這樣的參數化建模管理方式，鋼構件能夠通過共享參數驅動，并在確定每一鋼構件的參數后，以H型鋼柱作為核心，掌握其他構件之間的空間位置關系，以連接文件將他們組裝，建立出H型鋼柱的三圍模型圖。其方便之處在于模型中的某一個細節需要改動，與之對應的參數就會發生變化，進而驅動模型的參數。

3.3工程量管理

在計算鋼結構的工程量中，通常使用人工方式進行，其工作量大、耗費的人力資源多、且速度慢、精度不高，尤其是在礦山鋼結構施工管理中，不僅計算的難度大，出現錯誤的可能性也較高，同時手工方式的計算為減輕難度，通常忽略了節點的切口和墊板占用的質量，造成計算結果容易出現偏差，而BIM模型則能夠清晰地反映出這些細節質量，保證工程相關數據的精確性。首先使用BIM 技術能在初期對每個構件的參數設置精確，建模完成后的計算工作只需在模型中選擇需要得出結果的構件就能夠指導相應的質量，有助于工程施工管理質量和效率的提高。其次出具材料、構件清單，作為定貨、備料、料組織運輸的依據，逐項由專人加以實施，大大減少了繁瑣的人工操作和潛在錯誤，方便對工程實體實行按構件、區域、樓層等隨時隨地的進行工程量統計，實現分階段材料采購區。

3.4項目成本管理

利用BIM技術，構建完善的鋼結構信息模型，能夠幫助管理人員了解其實際施工進度和發展情況，進而可對鋼結構施工進行全面管理，有利于實現相應的管理目標。其次能夠實現對所有涉及鋼結構工程造價的資料收集和統一管理，如投標書、進度審核預算書、支付憑證等附件的管理，保證鋼結構工程的造價管理具有可靠的數據支撐，提升管理效果。另外運用 BIM技術進行鋼結構施工總體組織設計編制和施工模擬，可確定施工所需的人、材、機資源計劃，減少施工損耗，并且能實時對項目的資源進行物料跟蹤，導出對應計劃所需的物料清單，同時根據清單準備鋼筋進場，通過多個進度計劃的比對，以實現材料進場與人員、機械及環境的高效配置。

3.5施工數據管理

在礦山鋼結構施工管理中，運用BIM技術可使管理人員依照設計方案以及相關的變更，對施工方案和工程量等參數進行及時調整，確保數據的可靠性和準確性。其次可根據實際需求，進行相應的參數設置，得到鋼結構相關的施工基礎數據，為管理人員分析和調用數據提供了便利，同時結合互聯網、移動通訊、RFID等技術，使用數據采集設備，采集構件信息傳遞給BIM模型，得出鋼結構實際計劃進度偏差、構件屬性信息，以此可協調鋼結構預制構件生產和施工，便于構件生產管理，保證全過程的可追溯性。另外還可強化數據信息的管理，實現數據的高度共享，從而使得原本分散性、粗放性的施工管理變得更加規范化和集成化，保證了良好的施工效果。

3.6進度管理

礦山鋼結構的施工以實施具體的管理階段耗時相對較長，因此基于BIM模型，應當積極推行全方位動態管理，即在集成平臺上關聯施工進度，將空間信息與時間信息直觀、可視、清晰的反映到模型中，實現對施工進度計劃的管控，同時由于在礦山施工環境的影響與客觀條件的制約下，會容易導致鋼結構建設工期出現偏差，因此在遇到此種問題時，施工單位應迅速與甲方溝通，并獲取甲方同意，而當出現有關單位的影響情況，則主要通過與有其創建融洽工作關系，并進行BIM信息共享的方式，來保證鋼結構施工管理工作的有序開展。其次管理人員還可通過劃分已完成的工程量，輸出施工進度，進行實際施工進度與計劃施工進度的對比，并能直接對現場進度情況進行分析診斷，確保進度計劃合理。

3.7施工安全管理

通過BIM 360 Glue的開發與應用，可將創建完畢的三維模型上傳至云端，而管理人員只需攜帶移動端設備IPAD進行鋼結構施工安全檢查，并能在模型中找到隱患位置，通過點擊模型中的元素打開相機拍攝隱患照片，然后載入模型，及時對其施工問題進行整改，同時還可將警示信息關聯發送所有管理人員，起到安全隱患人人自查與消除的目的。其次當隱患問題整改完畢后，整改責任人可通過移動端設備拍攝整改后的照片載入模型，并關聯管理人員進行查驗，從而達到鋼結構施工隱患的發現與消除的閉合管理。

4 結 語

總之，利用BIM技術進行礦山鋼結構施工管理工作，可為鋼結構工程精確計算提供良好的平臺，并在一定程度上推動了鋼結構施工管理技術的升級，同時BIM技術作為一種施工管理理念，不僅可優化鋼結構施工，確保工程施工質量，還可推動礦山鋼結構施工管理技術走向更高的發展領域。

[1] 壯真才. BIM技術在鋼結構施工管理中的應用[J]. 建筑技術開發, 2016(9): 81-82.

[2] 曹曉羅, 印晨曦, 洪尹楠. BIM技術在鋼結構工程施工中的應用[J]. 山西建筑, 2016(16): 55-56.

[3] 詹海華, 韓俊杰. 礦山安全生產管理[J]. 中國錳業, 2014, 32(3): 57-59.

[4] 劉軍生, 石韻, 王寶玉, 等. BIM技術在施工管理中的應用研究[J]. 施工技術, 2015(S1): 785-787.

AnApplicationofBIMTechnologyinConstructionManagementofMineSteelStructure

WANG Xiaoyan

(ConstructionBranch,XinjiangChangjiVocationalandTechnicalCollege,Changji,Xinjiang831100,China)

This paper summarizes the characteristics and advantages of BIM technology. The author points out the characteristics of mine steel structure construction, by introducing the contents of modeling management, including project management, project cost management and construction data management. BIM technology in the application of mine steel structure and construction management can improve construction quality, shorten construction period to enhance economic efficiency of enterprises.

BIM technology; Mine; Steel structure; Construction management

2017-08-02

王曉燕(1976-)，女，新疆人，碩士研究生，講師，研究方向：工程結構施工，手機：18890867168，E-mail:1737051869@qq.com.

U442.5

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.047