BIM技術在G5513長益高速公路擴容工程中的應用

王唯一 楊晨 王禮志 王越 邵杰

（1.湖南省長益高速公路擴容工程建設開發有限公司，湖南 長沙 410000；2.上海魯班工程顧問有限公司，上海 200082）

一、項目簡介

長益高速公路擴容項目起于湖南省長沙市望城區觀音巖，途經寧鄉縣雙江口、朱良橋鎮，終于益陽市赫山區，與長張高速公路相接，對接益陽市繞城高速公路。路線全長約50.284公里，橋隧比為45.6%，采用雙向六車道高速公路標準建設，設計行車時速為120公里，路基寬度為33.5米，項目概算總投資約77.97億元。全線共設置8處互通立交，5個收費站和1個綜合服務區。

圖1.烏山互通效果圖

二、BIM技術應用的必要性分析及設計目標

公路施工項目里程長、標段眾多且類型不一，往往涉及各級單位達數十家，因而施工過程中要格外注意協同管理工作。傳統的工作模式下，各系統所需數據均由基層項目管理機構手工錄入，由于各基層機構錄入的數據存在交換難題，導致項目部大量的數據無法及時匯總到上層。

基于此，本項目決定利用BIM技術輔助設計，同時提升施工管理水平，保障施工進度、質量、安全，控制施工成本。目前，根據已調研情況設定了以下目標。

（一）試點項目

通過本項目的探索，積累、總結BIM技術在公路工程中的應用、管理經驗及實施標準，為其他同類型項目提供有力的經驗和數據支撐。

（二）數據協同

利用BIM技術將項目的各個參與者并入到統一的協調管理系統中，并為其他監測、管理平臺提供接口，使得整個施工過程中產生的信息和數據形成一個結構化的數據庫，以便跟蹤和使用信息。最終，將建設過程信息交付于運維階段。

（三）三維仿真

利用BIM技術查找設計疏漏，以免影響后續工程施工；將設計模型深化為能夠為工程施工提供指導的施工模型。

（四）動態可視化管理

匯總設計圖紙中出現的錯、漏、缺等問題，減少二次設計變更，規避施工風險；通過建立BIM施工模型，將土建工程中的路橋隧結構與施工進度關聯，并結合施工資源、安全質量、成本等信息，實現對施工進度、質量安全、施工成本三大目標的動態可視化管理。

（五）成本控制

項目管理過程中的主要業務及所使用的基礎數據在本系統中產生，并為成本管理信息系統、物資管理系統提供中間數據，可減少手工重復工作量，保證底層數據采集的真實性、時效性。

三、BIM技術的應用

（一）基于BIM技術的項目管理

1.進度管理

項目各個標段里程較長，傳統的橫道圖無法直觀反映出工程的整體施工進度。利用BIM技術輔助進度計劃編制，可將二維的進度計劃三維化，同時在系統中進行生長模擬，以便更直觀地把控項目進度，及時調整不合理的工期排布。

2.質量安全管理

通過BIM系統的移動端采集現場質量、安全、進度和文明施工的照片，并將其與BIM模型下對應的構件位置關聯。管理人員可以隨時通過移動終端發現問題、處理問題，形成管理閉環，有效解決了傳統質量安全管理時效差、過程無痕、協同困難等問題，提高了項目現場管理水平。

3.會議看板

項目召開日常會議時，可直接從系統內調取施工現場采集的相關信息（質量、安全、文明施工等），并自動統計各類問題的發生數量、整改情況，此外，還可以對比各個標段、各個工段的施工數據，促進施工管理。

4.資料管理

通過移動端、PC端查看項目資料，實現對設計圖紙信息、技術交底資料、報檢資料等施工全過程資料的存檔及云管理，且資料查詢不受條件約束。目前，項目竣工資料正在不斷補充完善中，以期充分發揮BIM技術模型的存儲價值，將最終的模型打造為一個具有工程結構的信息庫。

5.梁場進度管理

通過信息化手段，直接掃碼更新制梁進度信息，省去了頻繁更新臺賬的環節，管理人員在系統中就可以查看各個時間段梁片狀態的匯總信息，同時支持臺賬導出，方便紙質文件歸檔。

（二）基于BIM技術的三維仿真應用

1.圖紙問題校核

通過建立BIM模型，共匯總統計大小問題49處，隨后與設計代表進行溝通反饋，有效避免設計問題流入施工過程。

2.施工圖算量

根據修改后的土建模型，結合施工圖，復核混凝土工程量。將混凝土工程量復核報告用于項目部內控管理工作，以控制混凝土用量。經過加權平均計算，施工中的混凝土量差均在1%以內，符合現場量控標準。

3.交通導改設計

傳統的交底方式不直觀且評審過程繁雜，現確定工程重難點位置的施工方案模擬采用BIM交底制度，即所有方案經BIM模擬分析后，再組織交底。該方法有利于項目參與方更好地了解施工情況，提高工作效率，同時避免方案錯誤。

4.鋼筋搭接方案優化

根據設計圖紙建立標準箱梁構件模型，在Navisworks中檢查預應力管束和鋼筋碰撞問題，并輸出碰撞報告。通過應用上述方法，該項目共找到大小碰撞點230余個，幫助現場施工人員提前發現沖突點，優化鋼筋搭接流程。

5.施工方案模擬

在通用構件標準化施工過程中，三維的交底方式更易于被工人接受，同時還可以形成企業的工藝視頻庫，為后續項目提供便利。

（三）基于BIM技術的BIM+GIS應用

利用無人機航拍影像，通過pos數據與影像生成三維的地形模型，與路基、橋梁結合在一起，可以快速獲取挖填方量，同時對區域面積、長度等數據進行測量。

（四）計量支付平臺對接

通過計量系統，可完成工程項目實施過程中的工程信息管理、資料管理和清單管理，實現工程變更、工程質檢、工程計量的線上流轉與審批。同時，將工程資料與BIM模型關聯后，還可以進行資料與模型構件的相互反查，實現工程的全過程資料審批管理。計量管理平臺以原始數據為基礎，各部門協同管理流程簡單扼要，管理者可通過Web端實時查看計量支付情況，及時對支付異常的環節進行排查。

四、結語

在BIM技術的指導下，長益高速公路擴容工程目前正在有條不紊地推進，除了保障施工工期、成本、安全、質量外，BIM技術平臺使業主和承包單位間的聯系更加緊密，降低了溝通成本，提升了辦公效率。同時，BIM技術憑借在三維圖形方面的優勢，還大大優化了方案會審的決策難度，讓整個過程變得更加直觀和簡單。

下一步，湖南省長益高速公路擴容工程建設開發有限公司將探索BIM技術與智慧工地、智能下料、智慧服務區、運營養護的結合，推動公路工程領域技術發展和管理創新。