談BIM技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

曹 珊 （山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

公路工程對(duì)我國(guó)的城市化發(fā)展有重要的先導(dǎo)和推動(dòng)作用，提高公路工程的信息化建設(shè)水平不僅能夠滿足時(shí)代發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)需求，還能推動(dòng)公路工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，從而促進(jìn)城市化水平的提高。而B(niǎo)IM技術(shù)是使用建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)建立一個(gè)虛擬的三維模型，在利用數(shù)字化的技術(shù)，為三維模型提供與實(shí)際情況相一致的建筑工程信息庫(kù)，使用BIM 技術(shù)可以有效提高公路工程的施工效率和施工質(zhì)量，保障施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，提高施工管理的信息化建設(shè)水平，為施工企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此，公路工程建設(shè)需要緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，在工程建設(shè)中廣泛運(yùn)用BIM技術(shù)，不斷提高公路工程的信息化建設(shè)水平和管理水平，從而有效提升公路工程的市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)公路行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 BIM技術(shù)概述

BIM 技術(shù)就是通過(guò)使用各種建筑模型和數(shù)字信息模型，對(duì)工程全生命建設(shè)周期進(jìn)行合理管控和觀察，提高工程的信息化管理水平和管理效率。同時(shí)給工程的設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)營(yíng)單位等提供一個(gè)信息共享交換平臺(tái)，讓各方人員能夠協(xié)同作業(yè)，為項(xiàng)目全過(guò)程的決策提供可靠的參考依據(jù)，減少溝通成本，提高工作效率。在構(gòu)建數(shù)字化信息模型時(shí)，需要簡(jiǎn)化模型，需要從公路工程的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)工程的難易程度進(jìn)行研究，從而對(duì)數(shù)字信息模型進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，同時(shí)，需要深入了解工程進(jìn)度和施工各個(gè)階段的不同需求，收集整理工程建設(shè)過(guò)程中需要用到的各種材料、工程信息，再通過(guò)整合歸納信息建構(gòu)模型，這樣施工人員才能準(zhǔn)確理解模型的建設(shè)理念，清楚了解施工的方向，順利開(kāi)展施工，提高施工人員使用模型的便捷性。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

BIM 技術(shù)具有可視化特點(diǎn)，使用BIM 技術(shù)可以使公路工程實(shí)物效果立體化、形象化的展示在人們面前。在公路工程建設(shè)中，通常是使用平面設(shè)計(jì)圖紙作為施工參考，它的立體感比較差，缺乏一定的直觀性，這樣在建設(shè)過(guò)程中，公路有可能會(huì)遺漏一些重要功能，如果建設(shè)出來(lái)的公路不符合實(shí)際工程要求，就需要翻修重建，這樣會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而使用BIM 技術(shù)，就可以利用強(qiáng)大的可視化功能，根據(jù)公路工程的真實(shí)面貌，建立一個(gè)立體化的三維模型，而工程的功能特性和物理結(jié)構(gòu)用數(shù)字化表現(xiàn)出來(lái)，這樣可以讓建設(shè)人員正確理解公路工程的各項(xiàng)信息。

2.2 協(xié)調(diào)性

公路工程的建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)規(guī)模大，涉及的相關(guān)部門和相關(guān)人員比較多，要想順利實(shí)施工程建設(shè)，需要各部門和各個(gè)人員進(jìn)行有效的信息溝通，提高項(xiàng)目建設(shè)的協(xié)調(diào)性。如果項(xiàng)目的施工企業(yè)沒(méi)有正確理解和掌握公路技術(shù)參數(shù)，又缺乏有效的溝通，那么在建設(shè)過(guò)程中一旦出現(xiàn)信息偏差，就會(huì)導(dǎo)致施工事故發(fā)生，影響工程進(jìn)度和施工效率。而B(niǎo)IM技術(shù)可以建立一個(gè)信息共享交換平臺(tái)，對(duì)參建各方人員的項(xiàng)目意見(jiàn)和建議進(jìn)行收集匯總，然后再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)施工工序進(jìn)行模擬，直觀顯示工程進(jìn)度計(jì)劃，避免公路施工出現(xiàn)安全問(wèn)題，

2.3 模擬性

模擬性也是BIM 技術(shù)的重要特點(diǎn)，不僅能在設(shè)計(jì)階段借助三維與四維效果圖對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的工程全貌進(jìn)行模擬，彌補(bǔ)設(shè)計(jì)圖紙直觀性不足的缺陷，同時(shí)也能在施工階段對(duì)整體施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，提高施工效率。BIM 技術(shù)的模擬性對(duì)整個(gè)公路工程建設(shè)有重要作用，可以為公路工程的施工方案提供有效的參考依據(jù)，還能在模擬過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)公路工程進(jìn)度計(jì)劃中的問(wèn)題，對(duì)工程造價(jià)成本、工程管理成本進(jìn)行有效控制，減少成本投入，給施工企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益。

2.4 信息關(guān)聯(lián)性

BIM 技術(shù)可以保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，公路工程的相關(guān)建設(shè)人員可以從系統(tǒng)中快速高效的查找自己需要的信息，如果建設(shè)人員在系統(tǒng)中修改設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，具有關(guān)聯(lián)性的其他信息數(shù)據(jù)也會(huì)相應(yīng)地同步更新，這樣可以提高技術(shù)指標(biāo)與數(shù)據(jù)參數(shù)的吻合度。BIM技術(shù)的關(guān)聯(lián)性可以確保施工中各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)的準(zhǔn)確性，為項(xiàng)目全過(guò)程的決策提供可靠的參考依據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)全生命周期系統(tǒng)數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接。

3 BIM技術(shù)在公路工程中的具體應(yīng)用

3.1 立項(xiàng)階段

在公路工程的立項(xiàng)階段，相關(guān)工作人員需要分析研究公路工程本身的可行性，同時(shí)需要提出科學(xué)合理的可行性論證理念，還需要對(duì)公路工程的建設(shè)走向、施工方案、進(jìn)度計(jì)劃、施工技術(shù)等進(jìn)行明確規(guī)定指示，只有做好公路工程施工前期的準(zhǔn)備工作，才能為公路工程的后期建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而工作人員在立項(xiàng)階段應(yīng)用BIM 技術(shù)建立三維可視化模型，能夠確保模型的科學(xué)性、合理性。在進(jìn)行建模工作時(shí)，需要收集整理各個(gè)方面的信息數(shù)據(jù)，再結(jié)合相關(guān)資料和工程建設(shè)要求進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，同時(shí)需要模擬預(yù)測(cè)公路工程不同時(shí)段的交通流，從而明確公路工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃路線和公路工程的設(shè)施設(shè)計(jì)。

3.2 設(shè)計(jì)階段

在公路工程的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)前可以使用RS遙感技術(shù)、三維激光掃描儀、GPS 技術(shù)等對(duì)公路工程的地理位置、地形地貌、環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)、道路交通等進(jìn)行勘察測(cè)量，確保信息數(shù)據(jù)的真實(shí)性、精準(zhǔn)性，為設(shè)計(jì)人員提供良好的數(shù)據(jù)支持。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合工程的建設(shè)要求和實(shí)際的建設(shè)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)圖，公路工程涉及的設(shè)計(jì)部分比較多，公路中的通信設(shè)備、綠化設(shè)施等都需要由專業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行，每個(gè)部分設(shè)計(jì)完成后需要進(jìn)行整合歸納，由于設(shè)計(jì)內(nèi)容是分開(kāi)進(jìn)行的，這樣在整合的過(guò)程中就很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容重復(fù)問(wèn)題，導(dǎo)致在施工過(guò)程中需要變更設(shè)計(jì)，增加公路工程的建設(shè)成本。因此，設(shè)計(jì)階段使用BIM技術(shù)是非常重要的，應(yīng)用BIM技術(shù)，可以把所有的設(shè)計(jì)圖紙放在可視化模型中，這樣能夠直觀展現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙中的碰撞重疊部分，讓各設(shè)計(jì)人員綜合了解問(wèn)題所在，針對(duì)問(wèn)題再對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提升每個(gè)設(shè)計(jì)部分契合度，完善設(shè)計(jì)方案，這樣可以保證公路工程的施工進(jìn)度順利開(kāi)展，提高施工效率和施工質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本，減少經(jīng)濟(jì)損失。設(shè)計(jì)工作完成后，可以利用BIM 技術(shù)對(duì)線路、路基、隧道、涵洞等建立三維模型，向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)直觀的展示設(shè)計(jì)方案，領(lǐng)導(dǎo)能夠通過(guò)模型隨時(shí)查詢公路工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

3.3 施工階段

公路工程管理的重點(diǎn)就是施工階段，施工階段需要對(duì)施工需要用到的人力、物力、機(jī)器設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格管理，同時(shí)把控施工進(jìn)度，優(yōu)化施工環(huán)節(jié)。BIM 技術(shù)在施工階段可以最大化地發(fā)揮效用，比如使用BIM靜態(tài)模擬施工方案，根據(jù)公路周邊環(huán)境確定機(jī)器設(shè)備的最佳安裝位置，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地規(guī)劃程度，避免一些不必要的輔助機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)，造成現(xiàn)場(chǎng)混亂。同時(shí)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用BIM 建造的三維模型，能夠?qū)⒚總€(gè)節(jié)點(diǎn)的施工進(jìn)度劃分為單一的模型，這樣每個(gè)階段的施工進(jìn)度都能在系統(tǒng)中看到動(dòng)態(tài)的模擬過(guò)程，有利于管理人員和施工人員查看進(jìn)度、進(jìn)行資源調(diào)配和調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃。同時(shí)還可以有效結(jié)合BIM 的碰撞檢測(cè)和施工模擬，對(duì)公路工程的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和管線進(jìn)行碰撞檢測(cè)分析，模擬公路工程施工的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵工藝，這樣能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度計(jì)劃中的問(wèn)題，對(duì)施工方案和資源調(diào)配進(jìn)行優(yōu)化，避免資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，保證公路工程的整體施工進(jìn)度，提高施工效率和施工質(zhì)量。

3.4 竣工驗(yàn)收階段

公路工程竣工后還需要進(jìn)行驗(yàn)收工作，管理人員需要先對(duì)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)添加補(bǔ)充，完善BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，通過(guò)BIM整理出工程的詳細(xì)數(shù)據(jù)，就可以發(fā)布在相關(guān)平臺(tái)上，這樣社會(huì)各界都能看到工程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)公開(kāi)、透明、真實(shí)提高監(jiān)督的有效性。運(yùn)用BIM結(jié)算工程款項(xiàng)，BIM軟件實(shí)現(xiàn)了框圖出價(jià)、框圖出量，更加快速地完成工程量拆分和重新匯總，形成造價(jià)文件，為工程進(jìn)度款結(jié)算工作提供有效的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)可以充分應(yīng)用在公路工程的立項(xiàng)階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、竣工驗(yàn)收階段，為公路工程的全生命建設(shè)周期提供良好的數(shù)據(jù)支持和有效管理，提高了施工效率和施工質(zhì)量，提高了公路工程的信息化建設(shè)水平，為公路工程行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供更大的助力。