淺析GIS+BIM技術公路工程施工中相對傳統技術的優勢

郭欣有

【摘要】公路建設是城市發展的一項重要的基礎建設工程。公路連通各個城市，使得人們的出行變得便利，不僅如此，公路還具有很多的特征，例如比較靈活，應用廣泛，使得公路也成為城市發展的重要基礎保障。這些年來，由于我國經濟的飛速增長，城市化進程不斷加快，因此對于公路工程的建設需求也越來越多，建設力度不斷加大。而公路工程網絡化的發展，隨著公路建設里程的增長以及不同地理環境下的建設條件的不同，給公路工程的建設帶來了不小的困難。

【關鍵詞】GIS技術;BIM技術;公路工程;技術優勢

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.111

公路工程施工在增進不同地區聯系，方便人們日常出行 等方面發揮積極作用。作為施工單位，在公路工程建設中， 有必要加強施工技術規范標準學習，把握技術要點，注重施 工技術管控，實現對每道工序質量的有效控制。然而，公路 工程施工周期長，沿線地形地質條件復雜，資金投入多，風 險大，為有效應對這些挑戰，防止工期延誤，降低養護維修 費用，延長公路工程使用壽命，有必要加強施工技術管控。

1、公路工程施工技術控制與管理工作需注意的問題

1）健全技術選用標準。施工單位要建立健全的施工技術選用標準，明確路基和路面施工、鋼筋工程、路橋過渡段等施工技術標準。對施工技術進行細致分類，確保各項技術落實到位。優化技術方案組合，最終高效地完成公路工程施工任務。2）規范施工流程，加強技術監督。公路工程施工流程復雜，所需機械設備、原材料和施工人員眾多，如果不注重加強管理，施工現場可能會出現混亂局面。為避免出現這種情況，確保公路施工規范有序進行，必須明確施工流程，加強技術監督。必要情況下還推動公路工程建設可持續發展。

2、GIS+BIM技術在公路工程施工中的應用思路

GIS是利用計算機建立的地理數據庫，ArcGIS是一個地理信息系統系列軟件的總稱，具有強大的空間分析、地圖制作、空間數據管理能力。BIM是建筑信息參數化的集成，所集成的信息可以進行關聯與使用，當模型中某個參數發生改變時，模型實體能實現自動更改，為工程施工精細化、可視化管理提供了新的管理思路。由于公路工程具備地理信息等屬性，這就可以借助地理信息的空間分析技術，將GIS與BIM技術有效融合，建立一個具備空間場景的三維工程模型，能夠對施工環境和施工現場進行有效的監督與管理，為工程管理提供了一個既可全局把控又可精細管理的全新技術手段。同時，利用BIM技術彌補了GIS技術在項目信息模型精度上存在的不足，基于GIS技術對各項目零散的建筑信息模型數據進行整合、補充及完善，再通過對既有建筑信息模型進行數據分析，獲得工程項目范圍內外部作業的限界要求，為施工期間各區場地平面布置方案、大小臨時工程規劃設計、土石方量精確計算、基坑開挖分區分塊、基坑降水工程施工指導、基坑施工監測等施工提供依據和載體。

3、公路工程領域的BIM技術與其它工程領域的BIM技術的區別

首先，BIM技術的最廣泛應用就是管線碰撞檢查，以及解決結構、建筑、管線等專業間設計不協調的問題。而在公路工程中，不涉及管線碰撞，不涉及多專業共同參與，所以房屋建筑中的一些BIM技術應用點在公路工程中其實沒有實際意義。其次，BIM技術的另一大應用點就是施工模擬，對于一些圖紙復雜的建筑物和構筑物來說，提前通過計算機模擬一遍施工過程可以有效避免由于圖紙誤讀和工序混亂造成的誤工、返工損失。而在公路工程中，圖紙并不復雜，路基和路面的結構形式也清晰明了，只要施工組織設計科學合理，有無施工模擬并不會在很大程度上影響公路施工的正常進行。而且無論是房屋還是橋梁，一般都是獨立項目，涉及的地塊也相對獨立，對于項目以外的信息需求不高，結構形式比較規則，多為水泥混凝土的預制拼裝，于是無論從建模角度還是從施工模擬角度來看，相對于公路工程都較為容易實現，而公路工程是線性工程，需要較為詳實的GIS信息，是無法通過“族模型”的方式去建模的，也是無法通過“搭積木”的方式去進行施工模擬的，所以多數的房屋建筑的建模技術和施工模擬技術無法去實現傳統的公路施工流程。

4、GIS+BIM技術公路工程施工中的應用

4.1GIS+BIM技術在土方工程中的應用

在施工過程中，通過施工進度模擬提高施工項目各方之間協調管理工作的質量和效率。運用BIM技術生成原始地形數字模型并在此基礎上進行土方量計算，不但計算結果更加準確，時間上也僅僅需要幾天即可完成，各種土方量計算結果能夠以表格或報表方式輸出。土方開挖工程量的計算流程：①依據地質勘察報告，創建地下土層模型，真實反映地下土層狀況;②根據施工方案建立土方開挖的BIM模型;③將土方開挖的BIM模型與地質土層模型進行對比;④生成各土層開挖土方量清單表，土方模型與地質模型重疊對比計算。

4.2施工進度、施工質量、安全管理方面的應用

公路工程施工是一個動態過程，可能會受到各方面因素的影響。利用BIM技術，可以通過智能化的信息系統動態控制施工進度，實時跟蹤每一個施工進度的變化，及時收集和更新數據。施工管理人員可以通過BIM技術隨時掌握施工的工程情況，發現問題及時與各部門溝通解決，這樣既可以實現本部門的實時溝通與交流，也可以有效發揮不同部門之間的協調作用，使各個部門之間的配合程度得到強化，從而確保施工進度的正常進行，不會造成工期上的延誤。BIM技術還可以服務于項目的生命周期，使管理朝著精細化管理方向發展，對施工材料、施工工藝、設備人工等進行實時性、動態性地管理，從而提升質量維護管理效率及監督整改效率，提升工程管理的質量。此外，BIM技術所構建的可視化三維場景可以使管理人員直觀地觀察施工過程，對施工實施的安全性進行全面檢驗，通過構建的3D模型，還可以細致地進行安全檢查，對可能存在的安全隱患進行全面排查，開展預見性的安全管理。強化施工管理及安全管理工作，提升施工過程中整個施工隊伍的應急處理能力，提前制定科學、合理的應對措施，使整個施工過程中的管理水平得到顯著提升。

結語：

綜上，GIS+BIM技術在公路工程施工前期可以起到極大的作用，能夠直觀準確感知、迅速掌握、減少溝通成本、避免施工問題。無論是從對于現場施工的幫助角度還是展示角度都具有明顯的優勢。以空間分析和三維可視化為核心技術的GIS提供了研究地理實體要素的手段和方案，以GIS為技術基礎的平臺可以滿足項目人員對工程全局性表達的需求。而高精度的BIM模型不僅為GIS提供重要的數據源，其本身整合了建筑的幾何、非幾何信息，將信息進行參數化集成，實現數據驅動模型，滿足整個項目的精細化管理要求。因此，BIM和GIS的融合可以深化多領域的協同應用，為公路工程以及其他專業工程建設的信息化、可視化管理提供一種嶄新的技術手段，擁有極為廣闊的應用前景。

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