基于BIM技術的土石壩施工進度管理的幾點認識及分析

摘 要：水利工程的快速發展，對水利工程的項目管理也提出了更高的要求，在土石壩項目管理實踐中，施工進度管理與項目經濟效益、工程度汛安全等密切相關，是土石壩項目管理的核心指標之一。本文分析了BIM技術在土石壩項目施工進度管理中的可行性和適用性，提出基于BIM的土石壩施工BIM模型構建方法，并建立基于BIM的土石壩施工進度管理框架，以提高土石壩施工進度管理效率及土石壩項目整體管理水平。

關鍵詞：土石壩；BIM；進度管理；管理框架

隨著我國經濟的快速發展，對電能的需求與日俱增，同時，國家出于環境保護的戰略需要，減少并關閉了大量火電廠的運行，并增加了水力發電等清潔能源項目的建設。目前我國水壩數量達86000座以上，其中95%以上是土石壩。水利行業經過長期發展，項目逐漸變的大而復雜，傳統的二維圖紙操作和技術控制手段已不能滿足項目管理的需要。

1.BIM與土石壩施工進度管理

土石壩項目是水利工程中最常用的壩型之一，其施工階段涉及眾多參與方，具有施工周期長、投資大、影響因素多等特點，其施工階段的進度管理是一項重要的控制指標，施工進度影響到項目的竣工時間、安全度汛、施工安全等關鍵，因此，施工進度的管理至關重要。土石壩項目建設是一個復雜的系統工程，從項目建設過程、參與單位、專業領域等方面來看，具有明顯復雜系統的特點，表現為以下幾個方面：項目的一次性、土石壩項目參與方多、施工協調工作量大、項目建設周期長，實施過程影響因素多，對造價和工期影響大、土石壩項目質量要求高，項目質量控制困難、工程項目建設期、運營期社會影響深遠、土石壩項目實施風險大、土石壩項目受環境制約大、同時對環境的影響也大。BIM技術以三維可視化為基礎，實現建設項目全生命周期內信息的集成、傳遞和應用，給工程項目的實施提供了新的技術手段和實施方法，優勢明顯，是未來工程項目領域的重要發展方向。而BIM技術在進度管理中的應用價值則在于：項目管理人員基于BIM模型可以在三維視圖中進行施工現場布置，提高施工管理效率；其次BIM技術可以為項目的進度管理提供信息集成平臺，通過創建、查詢、修改項目進度信息，減少信息丟失，減少各參與方之間的溝通和協調時間，從而提高進度管理效率；最后，基于BIM模型可以實現土石壩施工過程的動態模擬，分析土石壩施工技術方案的可行性，通過分析比選選出最優方案。

2. 基于BIM的土石壩施工進度管理應用環境分析

BIM技術的應用拓寬了施工進度管理思路，可以有效解決傳統施工進度管理方式中的一些問題和弊病。BIM技術的應用涉及項目的整個生命周期，而在施工進度管理中的應用主要通過建模軟件建立項目的三維信息模型，然后依據項目工期目標和資源情況編制項目進度計劃，最后將三維信息模型與進度計劃關聯，形成項目的4D模型，實現項目的進度模擬。項目管理人員基于該4D模型，進行項目實際進度的跟蹤記錄、分析及糾偏，優化進度計劃，從而實現項目施工進度的動態管理。BIM技術在項目施工管理中的應用主要包括進度模擬、施工方案優化、三維技術交底、碰撞檢查與施工安全四個方面。依據BIM技術的特點和土石壩項目的特征，從技術、經濟、環境三方面來分析BIM技術在土石壩項目施工進度管理中的應用可行性和適用性。技術方面，BIM技術的應用可以集成項目各參與方自項目籌劃階段到運營維護階段的項目設計信息、施工信息、幾何信息、材質信息等項目所有信息。經濟方面，據Autodesk公司統計：建筑企業應用BIM可提高66%的競爭力，縮短5%-10%的施工進度，并減少20%-25%的協調時間。以上數據可以看出BIM應用的巨大經濟效益，而水利工程投資額巨大，BIM技術的引入將節約大量工程投資，并且可以提高水利工程行業的生產率。就環境而言，自2002年BIM概念引入我國以來，從國家的政策鼓勵和推動，到行業的實踐應用和創新，BIM技術在我國得到了迅速發展。BIM技術的應用是基于BIM軟件來創建并運用建筑模型管理項目信息，提供決策依據，實現科學管理。目前，市面上以Autodesk、Bentley、Graphisoft和Dassault四大軟件商的產品為主流BIM軟件，又配合其他與BIM相關的軟件來為項目的建設、運行服務。基于BIM的進度管理依靠建模軟件、進度管理軟件作為技術支持，目前常見的支持基于BIM的施工進度管理的軟件工具主要有Innovaya公司的Innovaya Visual 4D Simulation和Autodesk公司的TimeLiner。

3. 基于BIM的土石壩施工進度管理實施框架研究

基于BIM的土石壩施工進度管理需要集成三維地形模型、壩體建筑物三維模型及工進度計劃信息，要解決各模型信息間的接口問題，以完成土石壩的施工可視化模擬，實現施工進度的動態控制。依據土石壩的施工進度管理需求，基于Autodesk公司產品制定土石壩施工模型的解決方案。采用Autodesk Civil 3D、Autodesk Infraworks、Autodesk Rater Design來建立土石壩工程區域的三維地形模型；由Autodesk Civil 3D、Autodesk Revit、Autodesk CAD軟件按照施工方案的分塊、分層要求建立土石壩的施工模型；按照施工方案用Microsoft Project/P6軟件編制施工進度計劃；通過Autodesk Navisworks Management平臺由以上數據集成土石壩施工4D模型，并完成土石壩的施工可視化模擬，實現土石壩施工進度的動態管理。基于BIM的土石壩施工進度管理要考慮組織、過程、信息和系統四要素以及它們之間的關聯。組織是指土石壩施工過程的各參與者、管理模式、合作方式以及權責分配等；過程是指從施工準備、實施、工程竣工的整個流程，以及各個流程所包含的工作、資源投入等；信息是指土石壩施工過程中產生施工信息以及其表達方式等，包括土石壩施工方案、施工進度計劃等信息；系統是指負責工程以及創建和使用信息的計算機軟件和系統。結合土石壩施工模型的建模流程，基于BIM的施工進度管理框架是一個包括數據源、結構層、數據層、模型層、平臺層、應用層、項目層的機構體系。土石壩BIM建模流程及施工進度管理架構可為類似項目的施工進度管理提供技術借鑒和參考。

4.結束語

BIM技術是前沿技術，基于BIM技術的土石壩施工進度管理，實現了土石壩項目施工進度管理的可視化和動態化，土石壩項目結合BIM技術的實踐應用較少，基于BIM的土石壩項目進度管理尚處于初級探索階段，依然是依靠人工取得施工進度的關鍵信息，土石壩的施工進度管理水平尚需進一步提高。基于上述分析，本文對BIM技術在土石壩施工進度管理方面的應用適應性進行分析，建立土石壩施工BIM模型，實現土石壩施工可視化模擬，提出基于BIM技術的土石壩施工進度管理框架。然而，鑒于我國BIM相關理論體系、國家和地方標準及本土化BIM軟件尚不成熟，而且國內外對于BIM技術在土石壩施工中的應用研究較少，缺乏研究成果，因此本文尚屬于探索性研究，存在一定的局限和不足，需要以后的研究者和技術人員進行進一步的研究和探討。

參考文獻：

[1] 李建成，王廣斌.BIM 應用——導論[M].同濟大學出版社.2015.

作者簡介：

成滿拴（1980.3.23-）寧夏， 男，大學本科，工程師，從事施工單位項目管理工作。