BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用

李月鵬

摘 ?要：高速公路機(jī)電工程具備管線鋪設(shè)復(fù)雜、設(shè)備種類多的特點(diǎn)，需要各參建方協(xié)同作業(yè)，減少各專業(yè)的施工沖突，才能保證機(jī)電工程施工質(zhì)量。通過(guò)把BIM技術(shù)引入高速公路機(jī)電工程中，可以全過(guò)程、全方位、動(dòng)態(tài)監(jiān)管項(xiàng)目建造過(guò)程，通過(guò)模型和數(shù)據(jù)，利用BIM技術(shù)的特點(diǎn)，最大程度發(fā)揮項(xiàng)目的信息價(jià)值，從而促進(jìn)我國(guó)高速公路工程的進(jìn)一步發(fā)展。本文就此展開了相關(guān)探究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);高速公路;機(jī)電工程

1BIM在高速公路機(jī)電工程中的特點(diǎn)及作用

1.1BIM的特點(diǎn)分析

1.1.1可視化

可視化的實(shí)際應(yīng)用在建筑行業(yè)中起著非常重要的作用。BIM所提及的可視化是一種可視化圖形，可以形成人與人之間的互動(dòng)和反饋，因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程是可視化的，視覺效果不僅可以通過(guò)效果圖顯示和報(bào)告，更重要的是，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論和決策都是以視覺狀態(tài)進(jìn)行的。

1.1.2協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)是建筑行業(yè)的重點(diǎn)內(nèi)容，建設(shè)單位、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位都在做協(xié)調(diào)配合的工作。一旦企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)施發(fā)展過(guò)程中遇到了問題，就要將各有關(guān)人士召集起來(lái)開協(xié)調(diào)會(huì)，尋找各個(gè)施工安全問題可能發(fā)生的原因及解決辦法。然后作出變更，采取相應(yīng)補(bǔ)救措施來(lái)解決這些問題。

1.1.3模擬性

在設(shè)計(jì)發(fā)展階段，BIM可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要施工部位進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。比如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱傳導(dǎo)模擬等。4D模擬（三維模型加項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間）可在招投標(biāo)和施工階段進(jìn)行，即根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬實(shí)際施工，從而確定合理的施工方案，指導(dǎo)施工。同時(shí)，可以進(jìn)行5D模擬（基于4D模型加成本控制），實(shí)現(xiàn)成本控制。

1.1.4優(yōu)化性

事實(shí)上整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程就是一個(gè)企業(yè)不斷進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程。當(dāng)然優(yōu)化和BIM也不存在實(shí)質(zhì)性的必然聯(lián)系，但在BIM的基礎(chǔ)上可以做更好的優(yōu)化。優(yōu)化受3個(gè)因素的制約：信息、復(fù)雜性和時(shí)間。復(fù)雜程度較高時(shí)，參與管理的工作人員本身的能力無(wú)法掌握所有的信息，必須借助相關(guān)的科學(xué)研究技術(shù)和設(shè)備的幫助。

1.1.5可出圖性

BIM模型不僅可以繪制常規(guī)的建筑設(shè)計(jì)圖和構(gòu)件工藝圖，而且可以直觀地顯示、協(xié)調(diào)、模擬和優(yōu)化建筑，并發(fā)布專業(yè)圖紙和深化圖紙，使工程表達(dá)更加詳細(xì)直觀。

1.2BIM的作用

BIM技術(shù)對(duì)業(yè)主企業(yè)而言，因可明確自己預(yù)先通過(guò)了解并檢視工作成果，是一個(gè)有吸引力的工具，因?yàn)樗臐摿Τ隽艘耘f技術(shù)研究工具可以進(jìn)行發(fā)展規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)的窠臼[1]。如果實(shí)施有效，BIM可以在整個(gè)建筑生命周期內(nèi)節(jié)省大量成本。通過(guò)促進(jìn)運(yùn)營(yíng)商之間的合作和知識(shí)共享，它可以在施工開始前生成更準(zhǔn)確的成本估計(jì)。在施工期間，透過(guò)3D模型分析及其相關(guān)信息技術(shù)確實(shí)、隨時(shí)進(jìn)行溝通，可以通過(guò)模型最大限度地減少返工及資源浪費(fèi)。

2BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用

2.1BIM機(jī)電工程深化設(shè)計(jì)

高速公路機(jī)電工程的三維模型包含設(shè)備、道路、隧道等數(shù)字信息，這些數(shù)據(jù)是運(yùn)用BIM進(jìn)行施工管理的基礎(chǔ)。①根據(jù)要求創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型，并開展優(yōu)化設(shè)計(jì);②依據(jù)監(jiān)測(cè)模擬的結(jié)果更改、優(yōu)化BIM設(shè)計(jì)中的相關(guān)設(shè)備管線。各專業(yè)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定義設(shè)備、道路、隧道等內(nèi)容數(shù)據(jù)，包括尺寸、功能、型號(hào)、材料等完整參數(shù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建包含各道路設(shè)備信息的3D數(shù)據(jù)模型，并對(duì)設(shè)備模型實(shí)施分類、組織以及關(guān)聯(lián)工作。

2.2施工資源管理

針對(duì)高速公路機(jī)電工程施工的各階段特點(diǎn)，將設(shè)備、工作人員以及其他資源和物資實(shí)施調(diào)撥管理。應(yīng)用BIM系統(tǒng)根據(jù)工程進(jìn)度編輯成設(shè)備調(diào)撥表，工程管理者可根據(jù)調(diào)撥表和施工進(jìn)度規(guī)劃好物料到貨時(shí)間，并提交采購(gòu)部實(shí)施訂購(gòu)。此外，對(duì)物資的管理進(jìn)行控制，項(xiàng)目部可開展限額領(lǐng)取材料，BIM系統(tǒng)可以自動(dòng)生成物料配置單，施工工人根據(jù)物料配置單進(jìn)行物料的發(fā)放和領(lǐng)取。

2.3質(zhì)量控制

2.3.1碰撞檢測(cè)

應(yīng)用BIM技術(shù)的三維模型視圖功能，快速準(zhǔn)確檢測(cè)出構(gòu)件是否存在碰撞，并在檢測(cè)后生成沖突報(bào)告，直觀顯示發(fā)生沖突的位置，以便于對(duì)機(jī)電工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。

2.3.2綜合管線優(yōu)化

管線優(yōu)化必須按照機(jī)電安裝各專業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，遵循合理避讓與排布的原則對(duì)不同系統(tǒng)及其內(nèi)部構(gòu)件之間的距離關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。常見的綜合管線優(yōu)化情形如下：（1）管線線路、標(biāo)高發(fā)生沖突時(shí)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。（2）在有限空間管線分布不合理，即部分空間區(qū)域過(guò)于密集或分散時(shí)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。（3）機(jī)電系統(tǒng)管線存在相互干擾時(shí)，如強(qiáng)、弱電纜橋架的相距較近時(shí)需要調(diào)整優(yōu)化[2]。（4）管線分布密集時(shí)需要用組合支架進(jìn)行分層排布，以保證管線正常使用，節(jié)省空間。（5）工程現(xiàn)場(chǎng)的施工工藝、安裝順序?qū)C(jī)電設(shè)備管線的部分情況造成影響時(shí)需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

2.4進(jìn)度控制

2.4.1施工模擬

（1）機(jī)電工程施工進(jìn)度經(jīng)常會(huì)受到場(chǎng)地布局、管線排布、安裝順序、安裝方法等方面的因素影響，造成實(shí)際進(jìn)度與進(jìn)度計(jì)劃偏差。利用BIM技術(shù)能夠減少上述問題的發(fā)生，通過(guò)在施工前多次模擬施工流程，能夠使各專業(yè)直觀看到機(jī)電安裝效果[3]。（2）在技術(shù)交底中，可以組織施工方觀看施工模擬圖，提前告知施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全隱患和注意事項(xiàng)，提高施工效率。BIM平臺(tái)能夠提供機(jī)電工程施工模擬圖，讓現(xiàn)場(chǎng)管理人員掌握各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度情況，并將實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃的動(dòng)態(tài)控制。

2.4.2工期優(yōu)化

在BIM平臺(tái)中錄入了機(jī)電工程計(jì)劃開始與完成、實(shí)際開始與完成等參數(shù)，使項(xiàng)目部能夠在工期范圍內(nèi)查詢每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工程量情況，便于制定合理可控的每天、每周、每月的施工進(jìn)度計(jì)劃，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化資源供給，減少施工延誤的可能性。

2.5成本控制

2.5.1工程量查詢

利用BIM平臺(tái)集成MEP模型、進(jìn)度和成本的數(shù)據(jù)，以時(shí)間為參照軸建立起構(gòu)件信息與成本數(shù)據(jù)的關(guān)系，使承建方能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)查詢實(shí)際工程量[4]。在工程量查詢中，可自定義查詢關(guān)鍵條件，如時(shí)間、進(jìn)度、構(gòu)件類型、規(guī)格型號(hào)等，BIM平臺(tái)可以根據(jù)查詢條件自動(dòng)計(jì)算和導(dǎo)出工程量信息，增強(qiáng)成本數(shù)據(jù)的可追溯性。

2.3.2資源控制

（1）在BIM平臺(tái)中，可以對(duì)任意時(shí)間段的人工、材料、機(jī)械的消耗量與計(jì)劃成本進(jìn)行分析，以可視化的資源曲線圖展現(xiàn)出來(lái)，使項(xiàng)目部能夠直觀獲取材料的消耗量信息，對(duì)材料消耗量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析判斷，為資源控制提供決策依據(jù)[5]。（2）BIM平臺(tái)要提供精細(xì)化的查詢功能，對(duì)某個(gè)時(shí)間段的人、料、機(jī)消耗量進(jìn)行查詢，將其與預(yù)算進(jìn)行對(duì)比分析，確定成本執(zhí)行偏差，并生成資金曲線圖，使項(xiàng)目部了解實(shí)際成本與預(yù)算成本之間的偏離情況，為制定成本糾偏措施提供依據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，在高速公路機(jī)電工程施工中，BIM技術(shù)不但能提高整個(gè)項(xiàng)目的精細(xì)化、系統(tǒng)化管理水平，還可提高施工建造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用水平，保證高速公路機(jī)電工程的管理效率、建設(shè)質(zhì)量，需要引起足夠的重視。

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