BIM技術在提升公路工程質量中的應用研究

馮永強

（河北通宇建筑工程有限公司，河北張家口054001）

0 引言

某高速公路位于我國東部，是沿海城市的一條關鍵出行快速通道，對促進沿線城市的經濟發展和社會交流發揮了巨大作用。高速公路全長為242km，路線經過山間洼地、溝谷，地表一般都覆蓋有第四殘坡積、坡洪積、第四系冰水沉積粉質黏土夾卵石層等。全線橋梁共約200 座，總長約90km，隧道42 座，互通式立交總計17 處，連接線長約12km，另外包括2 處停車區、4 處服務區。

1 解決的問題分析

獲得利益最大化是工程建設單位的首要目標，因此存在部分施工單位因個人利益，使用質量不合格的原材料，從而影響工程質量。為有效解決該問題，工程建設方應從源頭入手，控制施工原材料質量。在實際工程特定部位進行施工時，應注意確保原材料質量符合對應的施工要求，可通過應用BIM 技術，使部位與所用原材料建立特定聯系和追溯機制，從而確保工程建設整體質量。

在項目建設期間，整個項目施工階段包括多項內容，而為實現BIM 技術在整個施工全生命周期中的信息管控以及信息追溯，需要從原材料進場入手，除做好原材料取樣留樣、試驗檢測等工作外，還可將BIM技術應用到報告審批中。原材料取樣應具有代表性。其中，原材料留樣過程應由監理工程師見證，通過采用拍照取證的方式留下影像資料，防止后期出現問題時無法找出相應負責人。

而在原材料產品試驗檢測過程中，應利用專業的計量軟件，及時將檢測結果上傳至試驗機聯網，確保檢測結果具備準確性，否則會造成數據與實際情況不符。在整個項目建設原材料進場期間，要求檢測人員應具備一定的專業能力，不管是手機審批還是簽字審批，都應將檢驗報告結果及時上報給線上審批部門，以確保檢測過程具備審批時效性。與此同時，也應該注重原材料的可追溯性，換言之就是工作人員可實時查閱建筑施工的每個階段實際工序中運用的具體原材料品牌及批次。不管是哪個部位的結構物，其原材料情況都能被實時查閱到；反之，根據原材料也可直接查出相關結構物，即實現原材料追溯。

通過進行原材料追溯，能直接查閱出施工中針對某一結構物存在的問題，相關人員可對所存在的問題進行解決，從而確保工程質量，尤其在公路運營管養期間，運用原材料追溯能確保整個公路建設質量。另外，相關工作人員要對進場原材料的電子臺賬進行登記，并實時同步更新臺賬，確保手機端以及電腦端相互同步，可通過設計臺賬更新手機提醒的方式。臺賬除可以預覽材料進貨數量、批號外，還能直觀地看到產地。項目部試驗檢測負責人以及監理辦試驗檢測負責人，可使用手機直觀地查閱到每個結構物的試驗檢測結果，與傳統試驗檢測數據查閱相比，很大程度地節約查閱時間，提高查閱效率，在線實時共享結構物檢測數據，并能對其進行合理的管理[1]。

2 材料管控與BIM 整合要點

2.1 原材料進場階段

項目部實驗員在原材料進場前，除查看質保單上的檢測數據是否滿足該項目要求外，還應該對比質保單上批號與原材料上批號是否一致。

實驗員可通知監理工程師進行現場核驗或通過手機APP 發起，其中報檢詳情內要求注明材料的基本信息以及材料質保單照片。取樣后能迅速對材料的粉煤灰細度、含水率以及集料級配進行檢測。檢測完成之后進行拍照上傳等工序，由監理審批通過，再進行材料卸車。卸車后的原材料需要合理堆放，相關人員應做好待檢測標識牌并加強管理。

2.2 取樣留樣階段

在取樣留樣期間，應嚴格落實相關標準，針對不合格的材料進行復檢取樣時，監理人員、業主代表應在取樣現場。在抽取樣品期間，應使用規定的檢查方法，要注明材料的數量、型號、規格以及試驗編號等，確保登記試樣的相關信息準確。此外，還應做好留樣工作，將材料信息及時上傳到材料數據庫等。

2.3 試驗檢測階段

試驗上傳數據包括多項內容，除了包括試驗時間、設備編號、操作人員以及樣品檢測名稱外，還包括監測數據結果。試驗員可通過質檢計量平臺，對試驗檢測數據進行調取。檢測期間應從待檢原材料中采取隨機抽取的方式取樣。針對檢測出的不合格材料應立即進行上報，確保能及時監控并保證材料試驗數據的真實性[2]。

2.4 試驗數據填寫階段

在進行試驗檢測原始數據填寫期間，應根據試驗檢測結果進行登記。可通過相關軟件填寫報告單，然后由軟件自動生成原材料檢驗報告，再通過試驗負責人落實簽名、蓋章等程序后，即可生效。

2.5 檢測報告審批階段

加強控制工程質量檢測力度，確保試驗檢測具備時效性是工地實驗室應注意的關鍵，其一定程度上能夠提高工程質量。否則可能會造成工程經濟損失，嚴重時發生安全事故。故而針對這一問題，檢測人員應在試驗檢測落實的72h 內遞交試驗檢測結果，且提供的完整試驗檢測報告，在一周之內執行完畢。

受試驗檢測報告從出具報告到審批簽認結束這一周期較長等因素影響，檢測報告易出現滯后現象，從而難以確定材料是否能夠進行正常使用。因此，對于原材料檢測報告，線上審批時應按照流程完成。其基本流程如圖1所示，報告管理功能設計如圖2所示。

圖1 線上審批流程

圖2 報告統計

2.6 臺賬更新階段

針對原材料進場臺賬表格，需進行統一規定。除對每批原材料的批號、場地以及廠家等進行登記外，項目部試驗檢測負責人以及監理辦試驗檢測負責人還應及時登記進貨數量，更新填寫進場材料的信息。手機APP 可顯示出臺賬更新提醒，且可通過電腦以及手機進行下載并實時瀏覽。

2.7 原材料使用過程追溯

2.7.1 鋼筋原材料的使用追溯

鋼筋原材料的存放必須嚴格按照批次進行分類，可在合格原材料旁放置相關標識牌，其作用在于能夠通過手機追溯到該批次材料的信息情況。

對于半成品，加工前期要求對其進行合理規劃管理，同一批次的鋼筋半成品放置位置應固定，利用追溯二維碼的方式進行標示。該過程中注意原材料追溯信息與半成品追溯二維碼信息應保持一致，以便于后期查詢使用，如圖3所示。

圖3 鋼筋內場半成品追溯二維碼

外場施工人員可通過掃描半成品追溯二維碼，在內場領用相關材料。該過程要經過相關工作人員截圖取證。當半成品運輸至施工現場后，需進行綁扎。此時，通過掃描結構物上的二維碼能及時了解該鋼筋半成品的原材料信息等。

2.7.2 混凝土原材料的使用追溯

針對檢驗合格的混凝土原材料，應在堆放位置旁邊設置“材料標識牌”。該過程中也應該加強管理，相關人員可通過標示牌上的信息二維碼及時追溯該材料信息情況。

拌和材料在進場后，應按照工序前后順序按序使用，且該過程中應嚴格按照要求開展工作。

相關工作人員進行混凝土拌和施工時，應按照要求對原材料建立消耗臺賬，其目的在于記錄混凝土流轉的工程部位情況。材料進場時應做好標示工作。與此同時，對混凝土材料拌和數量、配比以及批次剩余量等應進行記錄。

2.7.3 預應力材料的使用追溯

必須按照要求存放檢驗合格的預應力原材料，且在其旁邊放置“材料標識牌”。“材料標識牌”上放置預應力原材料的信息二維碼。

在預應力鋼絞線下料取用時，要想獲取原材料標識信息，可通過手機APP 進行掃描，可直觀地將該信息與模型對應的工程部位進行關聯。

2.8 追溯結果關聯

上文介紹原材料使用過程的追溯，通過將BIM 模型施工部位與原材料試驗報告進行相關聯的方式，人們能夠清晰地了解原材料流向的具體施工位置。該方式能使人們不管是反查還是正查，均可隨時利用手機進行查看，其也能作為驗證該構件使用的材料質量合格的證明。

3 應用效果及研究方向

3.1 應用效果

粗放式原材料管理在公路工程行業中較為常見。傳統管理模式中，原材料的消耗與相關材料并未進行聯系，易導致原材料消耗臺賬無法真實反映原材料的消耗去向，也無法有效實現信息流實時共享。當在實際施工階段遇到原材料發生問題時，很難立即找到根源。而如今，通過應用BIM 技術到工程行業當中，能有效反映出原材料消耗去向，提高施工效率。

該高速公路項目中，通過利用BIM 技術手段能夠加強對原材料的管理，且能夠使各個部門之間的信息相互聯系，實現數據共享。相關工作人員通過將材料信息二維碼貼到材料標識牌上，不管是施工部門、監理部門還是監理實驗室，包括業主都能夠直接觀察到原材料的使用情況。此外，針對材料線上報檢以及驗收等操作，BIM 技術手段可使工作人員利用手機快速查看原材料類別、產地、供應商、檢測報告以及品牌等，從而實現原材料可追溯。

實現原材料信息與實驗數據互通，離不開利用BIM 技術手段。通過點擊BIM 模式或是點擊原材料，都能夠直觀體現原材料信息與試驗數據。在高速公路項目建設中，利用BIM 技術使相關數據直觀展示出來，能有效提高管理效率，圖4 為材料管理臺賬。

圖4 案例高速公路項目的原材料臺賬

3.2 研究方向

該高速公路項目中，應用BIM 技術實現原材料追溯以及檢測手段的時間較短，且尚不成熟。據相關研究得知，國內外利用BIM 技術進行原材料追溯的案例較少，導致難以有效地對其實現合理應用。為提高工程質量，真正提高管理效率，應基于具體的實踐工程案例，深入研究BIM 技術的應用方法，以實現原材料和模型之間的關聯。此外，在今后的工程施工中，將BIM 技術更高效地應用到工程管理中將是一種不可阻擋的信息化趨勢，其能高效實現原材料追溯以及試驗數據共享，為工程決策提供有利條件。

4 結語

綜上所述，在高速公路的工程建設中，為確保工程質量，從施工前期到項目竣工階段都應該對原材料加強管控。但是就目前來看，我國BIM 技術應用于公路工程中還屬于初級階段，“西安電纜事件”的出現使建筑行業提高了對原材料的重視。眾所周知，通過合理應用BIM 技術能提高工程質量，故而相關工作者應加大研究力度，更高效地實現基于BIM 技術的原材料可追溯。此外，還應加強試驗數據共享的研究力度，確保我國公路工程建設的長遠健康發展。