淺析BIM技術在市政工程改造項目中的應用

石定峰 張 咪

寧波市產城生態建設集團有限公司 浙江 寧波 315000

自1980年代以來，隨著個人計算機技術的發展，信息技術發展迅速，并廣泛應用于各個領域。在工程建設領域，CAD技術的廣泛應用大大提高了生產效率。但是如今，工程項目變得越來越復雜，功能越來越完備，建筑標準越來越高，規模越來越大，審美要求也越來越高，僅僅依靠想象力是極其困難的。 CAD設計無法滿足各方之間的協調，為了有效提高生產效率，建筑業開發了BIM技術。

1、 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具。

（1）全生命周期

基于BIM建模標準，在初始設計階段、施工階段、運營和維護階段都有相同的模型，實際施工有時要對初始模型進行調整，以實現全面、全過程設計和建模。

（2）可視化

BIM建立的空間模型，可以實現組件可視化。對于工作人員，無論是否專業，他們都能看到公享平臺上的組件模型，從而使溝通更加高效。

（3）更好的協調

每個項目的設計都需要幾方的合作，甚至參與設計的部門也不盡相同。各個專業的設計師設計思考的出發點通常是不同的，并且在設計過程中經常會發生不必要的返工。借助BIM技術，可以立即生成各專業的設計圖紙，并且可以同步所有專業的設計和圖紙。

（4）建模與優化

BIM可用于執行多方向施工過程建模，包括施工布局建模，施工進度計劃建模，組件安裝建模，甚至相關的后期建造建模。基于有關項目的更多信息，可以更準確地進行建模以管理項目，優化特殊設計，控制成本和工期等。

2、市政工程改造項目的特點

市政工程改造項目主要指城市基礎工程在原有的基礎上進行改造建設，是城市快速發展的重要前提，其中市政道橋是其中最主要的組成部分，還包括給水管道、雨水管道、污水管道、電力排管、通信光纜、燃氣管線，以及景觀園林、綠化、景觀亮化工程等等。由于市政工程改造項目施工一般在城區，市政工程改造項目有以下特點。

（1）工期緊

施工過程中會對周邊環境造成一定的影響，根據政府的管理目標、道路交通限制以及方便市民的要求，施工工期越短越好，為此搶工期對于施工企業是家常便飯，容易造成為了工期而減少質量的控制。在較短的時間內完成合同約定的進度和質量目標，必須在各個專業作業隊伍的配合下，加大資源投入，以多個作業面的立體施工的方式才可能實現。

（2）施工周邊環境復雜

在市政改造項目施工中，施工范圍紅線周邊往往有許多構筑物，包括老百姓的住宅、公用建筑、各種管線、已有道路、電力鐵塔等，在施工中不可避免對其他構筑物有一定的影響，同時周邊環境也對施工進度、安排有很大的干擾。

（3）協調單位眾多

市政工程改造項目施工經常要面對高空架設以及地下已有管線的處理，一般改造項目中，涉及的管線都是比較多，在協調解決過程中，存在一定的困難。

（4）配套單位比較多

在施工過程中，包括原有道路橋梁的處理、新老道路交接處理、道路、排水、河道、電力排管、給水、交通設施、路燈、交通科技設施、綠化、景觀等配套設施施工等，參建的單位多，常有多家單位不同時間段進場施工。相互協調、交底困難。各方配合工作是工程順利開展的關鍵。

（5）地下管線復雜

施工時對原有地下管線的保護也是項目的重點和難點。土方開挖時注意對現狀地下管線的保護，運輸用的車輛進出施工現場，選擇合適的路徑，避免重車壓壞現狀地下管線。基坑開挖時，要小心開挖，避免挖到、碰到電纜線路、通信光纜等地下管線。

（6）原有路面、建筑物拆除

路面拆除施工前，對老路沿線的管線及設施進行摸底，凡需要進行遷移的管線或設施，上報業主，與相關單位協調，及時進行遷移。老路拆除時，加強作業區的安全管理。并對管理作業人員進行安全技術措施交底。原有建筑物拆除，需要事前進行技術交底，找到原建筑物的圖紙及相關資料，并切斷和封堵通往被拆除區域內的水、電等線路及各種管道。

（7）改造施工需考慮保通措施

市政改造項目在施工前要做好保通方案，施工時做好臨時圍護，滿足施工要求，保證安全暢通，增設指示標志、夜間燈光照明、臨時護欄隔離、臨時疏導等，臨時圍護方案需經相關部門同意后方可實施。

（8）新舊路交接問題及處理

新舊路交接問題及處理在利用舊路作新路路基時，寬度通常不足，舊路單邊或雙邊擴寬，這時就存在新舊路交接問題，包括路基和路面的交接，設計及施工中均應慎重處理。

針對上述市政工程改造項目在施工過程中的特點難點，充分發揮企業在管理和技術上的優勢，采用BIM技術，精心組織施工，確保項目按工期、質量、安全目標完成。

3、基于BIM技術在市政工程更新項目中的應用

市政工程改造項目的建設內容復雜，因此存在許多不同類型的工程交叉作業。 BIM技術用于組織施工以實現精準的施工管理。項目參與者通過網絡協作以協商和協調項目，以管理施工質量，安全性，成本和進度。 BIM技術在施工組織中的主要應用如下：

（1）設計交底

設計人員可以通過模型，對施工方進行可視化交底，讓施工方清晰地了解項目的設計思路，熟悉設計的內容。

（2）技術交底

使用該模型，員工可以直觀地了解他們需要滿足的條件以及對他們的技術要求。

（3）施工進度

該模型可以生動地反映項目主體的實際情況。通過分配工作的每個階段，可以準確計算每個步驟的工作量，然后將其與工作面分析和資源分析相結合，可以精確地組織施工資源以進行物理施工。

（4）工程量統計

施工管理人員可以根據施工進度快速計算所需工程材料的數量，并根據時間表實現實際的定額選料和合理的運輸。

（5）工廠化生產

這些組件可以根據BIM設計模型進行分解，附上二維碼。在工廠對其進行處理后，它們可以非常準確地被運送到組裝地點。

（6）碰撞檢查

通過將BIM技術應用于三維管道碰撞測試，不僅可以完全消除重碰撞和軟碰撞，優化工程設計，減少施工階段錯誤損失和返工的可能性，還可以優化管道布局。

（7）虛擬施工

實施虛擬施工，在計算機上執行施工過程，虛擬模型可以在實際施工之前預測潛在問題，包括施工方法、施工模擬和施工優化。在施工過程中，直觀地了解計劃以及實際的進度。這樣，使用BIM技術將施工計劃、施工模擬和現場監控相結合，可大大降低施工質量問題、安全問題，以及避免返工。

（8）進度保證

利用BIM技術，創建建筑信息模型，制定施工進度計劃，加上時間軸，構建4D模型，執行項目施工建模，可視化各個時間節點的項目施工狀態，確定時間節點工程最優施工計劃。對于大規模和內容復雜項目，利用BIM進行可視化作業建模，合理規劃施工平面、立體布置，對施工機械進行科學的安排調用，對物料進行合理的運輸和存儲，以實現最優的時間和對項目資源進行科學合理的分配。

（9）優化工序

在開始施工之前，根據施工計劃準備模型，以清晰地了解現場施工狀態。對于復雜的施工內容，進行施工模擬制定最優工序。對于在工廠里進行預制的板梁和其他組件，利用碰撞檢測，查出不符合要求的，及時調整，來有效地減少返工。

（10）優化施工管理

通過模擬施工，可以提前發現并解決在作業過程中出現的問題，從而大幅度地減少施工階段中的問題的發生，并優化現場管理活動。對于復雜的作業內容，利用建筑信息模型來促進員工的理解和溝通。

（11）施工協調

在項目施工過程中，不只是跟業主、設計、監理交流協調，還要跟各管線單位、交通部門、各配套工程施工單位之間等進行協調溝通，根據建筑信息模型，可以大幅度提高工作效率。

（12）運維階段的應用

運維階段，利用BIM技術與物聯網技術，對市政道路、橋梁、給水管道、雨水管道、污水管道、泵站、園林、景觀亮化工程等，進行精準管控，為實現智慧城市、生態城市、美麗城市，打下堅實的基礎。同時為未來的、有可能出現的再次的改造提升，建立了詳實的、準確的數據信息，以及可以事先通過BIM技術進行歷史數據與新設計建立的模型數據進行碰撞檢查，提前規避或進行有效處理，避免在未來新一輪的改造施工的開挖過程中出現挖斷各類未知管線的情況，避免在施工時地表還有障礙物如電力鐵塔、其他建筑物或構筑物等，有利工程順利開展，減少不必要的經濟損失，確保工程進度。

4、 BIM技術在市政改造中的應用遇到的問題

當今，BIM已廣泛用于市政工程項目建設，但也存在一些問題。

（1）深度不夠

對于建筑公司而言，最常見是從設計院獲取CAD圖紙，然后創建模型，聲稱使用BIM，但實際并沒有利用BIM，許多BIM項目只是面子工程。

（2）沒有成熟軟件

市政工程改造項目中有內容多、環境復雜，BIM應用不能令人滿意，這主要是由于缺乏好的市政BIM軟件所致。市政行業的BIM軟件之間沒有統一的標準或接口，不利于廣泛應用。產品族庫不夠多，沒有足夠的支撐。

（3）人才不足

BIM人才不僅可以使用相關的軟件進行建模，還可以將BIM與實際建造有機地聯系在一起。在建筑公司中，具有相關信息化和建筑實踐經驗的員工數量相對較少。要充分利用BIM技術，工作量將非常高，所需的人員數量也將相對較高，使得現有人才很難滿足各種項目的需求。

5、結論

BIM是繼CAD之后的又一技術進步，將改變整個行業的發展。目前，BIM是處在市政工程改造項目中初級應用階段，因有國家政策，以及主管部門及高校的支持，極大地鼓勵了BIM技術在市政項目中的發展。BIM在市政工程改造項目中的應用可以更加有效地提高工作效率，同時更精準地管理施工的各個階段，不斷提升施工技術和項目管理能力。