BIM技術在施工階段應用障礙及對策研究

段占立+謝洪濤

摘要：BIM技術是以3D模型為載體，賦予其相關屬性信息，而形成的一種多維信息管理技術，主要應用于建設工程項目全壽命周期管理，是未來數字城市的應用基礎。本文以某地鐵工程為例，介紹了BIM技術應用現狀，并對BIM適用性、應用障礙因素進行深入分析，在此基礎上，積極探索BIM技術應用于工程項目的成功模式，為BIM技術推廣應用提供借鑒。

關鍵詞：BIM技術；施工階段；障礙因素；信息管理

0引言

住房建設部發布的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》文件中，明確提出：“十三五”期間，全面提高建筑業信息化水平，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力。

BIM技術是以3D模型為載體，賦予其相關屬性信息，而形成的一種多維信息管理技術，能夠為多專業的協同設計、施工、運營提供一個可視化的工作平臺，為建設工程項目全壽命周期管理提供有力的技術支撐。BIM技術作為一種新興信息管理技術，在推廣應用過程中，其廣度、深度卻不盡人意。

本文結合某地鐵工程實例，從BIM技術的應用現狀，對BIM技術在應用過程中的技術、組織管理、社會應用環境、經濟等方面的阻礙因素進行分析，并結合實際情況給出對策建議，從而為BIM技術推廣應用提供參考。

1 BIM應用過程中出現的問題

1.1工程概況

某地鐵車站位于民院路與小菜園立交橋之間，北側為某所大學，車站為地下二層明挖順作島式車站，主體結構長度為298.1m（含渡線長56.55m），主體結構內含C出入口：附屬結構在主體結構南側，包含A、B出入口及1、2號風亭，如圖1所示。

主體標準段分二層，地下一層為站廳層、地下二層為站臺層，站臺寬度為10.25m，車站結構高度為13.33m，底板埋深為17.0m，基坑開挖深度17.221m，頂板覆土厚度為2.69～3.69m：渡線段56.55m（寬度為5.9m-9.75m）同標準段，車站兩端各設一只端頭井，東端頭井平面內凈尺寸為12.5m*23.1m，東端為因渡線段，左右線端頭井平面內凈尺寸分別為8.6m*12.3m、9.1m*12.5m，基坑開挖深度為18.4m。

地鐵車站工程施工設計范圍起訖里程為：北側YCK8+271.750～YCK8+517.7：南側YCK8+271.750～YCK8+221.2。

1.2工程特點、重點、難點

根據本車站的周邊環境，交通狀況、地下管線埋設及車站設計情況，概括起來有如下幾方面的問題：①水：在場地范圍內地下水豐富、地下水位線位于地表下3～4m，給施工造成很大的安全隱患。②多：地下管線較多，施工區域內需改移、保護多種管線。③難：車站附屬結構距建筑物過近且地處城市繁華地區、施工空間狹窄、意外事故發生率較大，由于地鐵車站整體均處于民院路與小菜園立交橋之間的米軌下，為保障施工，還需拆除米軌長度300m，保證車站施工進度與對建筑物的保護是難點。

1.3本工程項目BIM技術應用的主要工作內容

①對整個施工項目的平面布置進行三維建模，優化場地布置。

②對盾構井、車站進行建筑、結構精確建模，如圖2所示，并對施工工序進行結構碰撞檢查和動態模擬。

③對盾構井、車站進行精細化鋼筋建模，實現鋼筋的精確算量、施工放樣、下料的信息化管理。運用基于BIM的信息化管理平臺，實現項目管理的隨時隨地快速查詢、基礎數據管理，實現按時間、區域多維度檢索與統計數據。

④通過應用智能移動終端APP軟件，與BIM模型進行關聯，實現質量、安全、施工等工作的可視化管理，形成結構化現場圖片數據庫，并方便核對和管理。如圖3所示，將現場出現的問題與BIM系統相結合，提升現場協作效率。

⑤運用后處理軟件，實現工程概況的可視化展示，制作施工工藝動畫，制作施工現場的應急處理方案動畫。

1.4本文結合BIM技術應用地鐵車站項目的過程及調查研究提出的幾點問題

1.4.1部分企業“為BIM而用BIM”

部分企業為了響應國家的號召，為BIM而用BIM，充當門面，在一些沒有必要使用BIM技術的項目上使用，不以解決實際問題為先導，造成了資源的浪費。

1.4.2適用范圍不明確

BIM技術的應用應該是建立在多種需求的基礎之上，不是所有項目都有必要運用BIM，若能夠用更省時、高效的傳統技術解決工程中出現的問題，相比運用BIM技術花費的成本也更低，此時運用BIM技術沒有任何意義。

1.4.3企業單位組織管理系統與BIM技術組織管理系統存在沖突

傳統的信息交流方式是點對點的交流，BIM技術信息交流方式是信息集中存儲并共享，顯然傳統的信息交流方式已不能滿足現在的大型公共建筑的管理要求，BIM技術組織管理系統要求企業單位改善或改變傳統的組織管理系統。

1.4.4施工單位領導，工作人員積極性不高

在BIM運用過程中，部分施工單位領導只注重表面，而不會深入了解運用的廣度和深度，導致新技術的應用流于表面形式。施工人員學習BIM技術需要花費大量的時間和金錢，本身工作強度較大，多數人不愿意學習。

2 BIM技術應用障礙因素分析

2.1技術因素

近年來，國內BIM技術應用的廣度和深度不斷加強，大部分軟件都來源于國外，如Revit、civil 3d、navisworks等，國外軟件功能雖然強大，但是國外BIM技術軟件與國內多數工程軟件不能對接，沒有考慮到國內設計流程、設計規范、管理模式、法律法規等，大多數工程軟件需要軟件公司的二次開發，一定程度上影響了BIM技術的應用進程。

BIM技術在國內應用起步較晚，BIM技術的二次開發缺乏個性化設計，針對于軌道交通設計的軟件還沒有開發出來。目前多使用Revit進行建模，建筑規范與軌道交通規范存在很大不同，不能完全適用，BIM軟件缺乏彈性，不能滿足企業個性化需求。endprint

國內BIM軟件的開發是基于各家軟件公司獨自開發的，軟件兼容性差，沒有統一的文件格式和應用接口，且數據轉化率并不能保證達到100%，對于BIM技術在全壽命周期推廣應用產生不利影響。

2.2社會應用環境因素

BIM技術起始于美國，并最先對BIM做了較為完整的定義。在美國、日本、德國、英國及中國香港地區，學者們更加注重BIM技術的全壽命周期、跨學科、跨專業的應用研究，實現更深層次的應用，例如，國外學者在軌道交通工程領域，BIM技術主要應用于運營、維護階段。

我國BIM技術應用還處在初級階段，整體應用水平不高，大多應用在房屋建筑項目中，主要以設計公司為主，就本文提到的地鐵項目主要應用在施工階段，并未發揮BIM技術全壽命周期管理的作用。近年來，國家行政主管部門及行業協會對BIM標準體系的編制工作更加重視，目前，已處在征稿編制過程中，完整BIM規范標準尚未發布，各企業沒有統一的標準可供參考，適用范圍沒有強制性規定，大大阻礙了BIM技術的發展應用。

國家“十三五”規劃提到，全面提高建筑業信息化水平，增強信息技術集成應用能力。國家行政主管部門及行業協會對BIM技術信息化管理越來越重視，也在不斷積極探索BIM技術應用，但是BIM技術的應用主要還只是靠國內軟件開發商來推廣，國家沒有強制性的要求，明顯動力不足，就目前而言，國內BIM應用的大環境還不成熟，一定程度上阻礙了BIM技術在建設工程項目全壽命周期內的應用。

2.3組織管理因素

BIM技術信息管理系統打破了傳統的項目管理系統，傳統的信息交流方式是點對點的交流，BIM技術信息交流方式是信息集中存儲并共享，傳統的信息溝通與儲存方式顯然已經不能滿足現在大型公共建筑信息管理的要求，現在的設計、施工成果一般以紙質檔案在城建館備案，一旦丟失，將對后期的運營維護產生極為不利的影Ⅱ向，尤其是城市繁華地區建筑，涉及的專業多，地下管線排布復雜，BIM信息管理系統完全可以解決這些問題，通過建立三維信息模型，賦予其相關屬性信息，這些信息能夠隨時隨地被調用，服務于建設工程項目全壽命周期，實現信息實時共享。主要問題是施工階段信息來源于施工現場，而這些信息需要相關施工人員上傳到信息模型，增加了施工人員的工作量。

在國內，職能式組織結構是多數企業所采用的組織結構模式，在工作中常出現交叉和矛盾的指令關系，公司各職能部門對各項目部決策具有一定的影Ⅱ向，項目部是否用BIM技術，怎么用，都要與各職能部門協調統一，BIM信息管理系統與傳統的項目管理系統存在沖突，要求各工作部門改變工作方式，適應新技術的發展要求，這也是阻礙BIM技術應用因素之一。

我國的項目常用的承發包模式以及項目管理模式會導致設計與施工階段的分離，導致設計單位與施工單位信息溝通存在偏差，這種模式下，BIM技術應用很難完成全壽命周期信息管理，只是應用于某一階段，工程建設項目各階段統籌管理不足，各項目參與方統籌管理以及各參與方傳統的內部組織管理方式都將影響BIM技術的推廣應用。

2.4經濟因素

日前，上海市住房和城鄉建設管理委員會為推廣BIM，擬定了分階段鼓勵并最終強制使用BIM的推行政策。根據BIM技術應用深度不同，政府實行不同的獎勵補貼政策，這一鼓勵機制促進了BIM技術的應用推廣，而現實情況并不如人意，部分企業單位為拿到補助款，而在項目中刻意去運用BIM技術，應用的范圍和深度遠遠不夠。

就目前的現實而言，BIM技術的應用大環境還不夠成熟，在一個項目中，需使用不同的工程軟件才可以滿足技術要求，軟件使用周期長，軟件的使用成本高；對工程人員的專業知識、工作經驗要求較高，需要花費大量精力學習不同的BIM軟件，還要聘請大量的BIM技術專家進行指導，人工成本增加：我國的項目常用的承發包模式以及項目管理模式導致項目部運用新技術動力不足：例如，施工單位模板工程，鋼筋工程、多數是由施工隊來承包，施工隊節約成本跟項目部沒有直接利益關系，因此，項目部對于推進BIM技術在施工中的應用研究缺乏動力來源，再者，制作施工動畫的費用較高，高清動畫市場價在300-500元/秒不等，一般不低于300元/秒，而對于施工中的關鍵工序，施工單位則是能省就省，主要是作展示用，并沒有深入探究施工模擬帶來的方便之處。

3對策及建議

雖然BIM是未來建設工程領域的主流技術，但其在推廣應用過程中還存在很多問題，針對上文提出的問題以及障礙因素分析，提出相關對策建議如下：

①針對BIM應用出發點、適用范圍問題，政府和行業部門應制定相關BIM標準體系，制定BIM技術使用的準入范圍、廣度和深度及竣工驗收的標準等。例如上海市在《關于進一步加強上海市建筑信息模型技術應用推廣的通知》文件中提到的推廣應用要求：按項目的規模、投資性質和區域分類、分階段全面推廣BIM技術應用。行業協會應加大BIM技術推廣宣傳力度，舉辦各種大型競賽活動，組織BIM應用推廣研討會，進行更深層次的應用研究。

②軟件開發企業應結合國內的設計流程、設計規范、信息管理模式、法律法規等進行國外軟件的二次開發，或者自主研發更加先進能夠適應不同企業要求的工程軟件，注重軟件接口的統一，數據轉化率等相關參數設計：國內軟件開發商應注重企業間的合作，根據國內工程企業單位需求、標準規范、組織管理模式、法律法規開發個性化BIM應用軟件。

③企業單位應積極參與BIM技術學習，以企業長遠利益為出發點，積極參與BIM技術更深層次的應用研究，與高校具備技術和施工經驗的BIM團隊合作，通過積極應用BIM技術，企業單位培養有技術和施工經驗的BIM團隊，積極探索BIM技術應用于工程項目的成功模式，積累經驗，建立項目試點，加以推廣。

④通過與企業單位的領導與員工訪談了解到，領導、員工的積極性在BIM技術應用過程中起到至關重要的作用，BIM技術的應用增加了部分職能部門、項目部及基層施工人員的工作量，而工資并沒有上漲，因此沒有太高的積極性，針對人員積極性不強，可制定激勵措施，在BIM技術應用過程中注重工作人員的獎懲。

4結論

本文結合工程實例，對BIM技術在施工階段應用過程中存在的問題進行了歸納總結，并針對問題找出BIM技術更深層次應用的阻礙因素，從技術、組織管理、社會應用環境、經濟等方面著手，對BIM技術在施工階段的應用的阻礙因素進行了深入分析研究，在此基礎上給出對策建議，為BIM技術更深層次的應用提供參考。endprint