基于BIM 的公路工程項目施工質(zhì)量管理提升策略研究

翟銳濤

（邯鄲市市政工程管理處，河北 邯鄲 056000）

1 研究背景

傳統(tǒng)的質(zhì)量管理主要是依靠制度的完善與建設(shè)、管理者們對于施工圖紙的了解與熟悉以及依賴于經(jīng)驗分析與判斷各種施工技術(shù)手段的合理性而實現(xiàn)，對于各種施工過程中的質(zhì)量監(jiān)督與管控重點的傳達(dá)、現(xiàn)場進行實體檢測等各個環(huán)節(jié)都存在著一定的限制[1-3]。

利用BIM 技術(shù)對專業(yè)系統(tǒng)以及復(fù)雜節(jié)點深化設(shè)計，將施工操作步驟、施工工藝融入項目模型，對質(zhì)量管理的重點部位進行動態(tài)管理，及時預(yù)警和調(diào)整可能發(fā)生的問題并提前予以解決。在施工現(xiàn)場可以實時查看模型信息，將現(xiàn)場的質(zhì)量問題在模型上進行標(biāo)注、傳遞，通過信息集成管理平臺，不僅可以做到全過程質(zhì)量管理，還可以實現(xiàn)反饋追蹤[4-7]。基于BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)化集成手段指導(dǎo)施工過程的精細(xì)化管理可以體現(xiàn)在公路項目現(xiàn)場質(zhì)量信息化、精細(xì)化管理。BIM 技術(shù)在現(xiàn)場施工過程工藝及技術(shù)交底、現(xiàn)場施工實體材料檢驗、現(xiàn)場施工材料數(shù)據(jù)填寫、樣板安裝于施工引路等各個環(huán)節(jié)中的廣泛應(yīng)用，提高了公路施工質(zhì)量過程管理中的施工效率與有效度。基于BIM 的公路項目質(zhì)量管理流程如圖1 所示。

2 基于BIM 的質(zhì)量信息管理

為便于建筑施工單位管理者們更加準(zhǔn)確及時掌握各種建筑構(gòu)件的設(shè)計過程及其中的施工管理流程、各種相關(guān)信息資料，要做好各種施工管理及其中的安全控制措施，消除各種出現(xiàn)差錯的施工漏洞。實現(xiàn)對工程施工的高度精細(xì)化流程管理，最終真正實現(xiàn)降低工程施工費用，保證工程施工安全，維持施工環(huán)境健康的目標(biāo)，從而最終實現(xiàn)公司保質(zhì)保量地圓滿完成各項工程施工任務(wù)。通過綜合運用諸如BIM、GIS 等新技術(shù)，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動萬物互聯(lián)等新應(yīng)用和企業(yè)管理智能化等先進信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合優(yōu)化應(yīng)用，讓項目施工者在施工現(xiàn)場的操作過程中，感覺移動互聯(lián)更全面、智能化更深入，大大提高現(xiàn)場施工操作技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)和現(xiàn)場工作效率[8-9]。而BIM 技術(shù)的快速輕量化應(yīng)用開發(fā)方式與其他許多中國傳統(tǒng)企業(yè)GIS 和BIM 技術(shù)應(yīng)用相比，也已經(jīng)開始有了一些全新的技術(shù)變化：BIM 技術(shù)的一大特點即輕量化二次開發(fā)、降低應(yīng)用開發(fā)成本，使得許多傳統(tǒng)企業(yè)不再需要自己購置笨重昂貴的GIS 和BIM 應(yīng)用軟件；由于開發(fā)起點低、效果好，傳統(tǒng)Web 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)人員即可輕松應(yīng)用，借力BIM 技術(shù)強大的3D 場景渲染技術(shù)能夠自動制作打造出一個清晰高仿真的高速道路行駛場景。跨平臺獨具特色，任何平臺移動智能終端均可以打開，方便現(xiàn)場的專業(yè)運維管理人員直接用自己的智能設(shè)備對其產(chǎn)品進行現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)查看、編輯及運維管理，如圖2 所示。

圖1 基于BIM 的公路項目質(zhì)量管理流程

圖2 基于BIM 的公路項目信息化管理

3 基于BIM 的質(zhì)量管理應(yīng)用

3.1 流程管理

采用BIM 技術(shù)能夠在技術(shù)資料交底、現(xiàn)場實體檢驗、現(xiàn)場數(shù)據(jù)填寫、樣板引路等各個環(huán)節(jié)中都能夠得到廣泛應(yīng)用，幫助企業(yè)提高施工質(zhì)量管理的工作效率和管理的有效性[10-11]。流程管理的建模流程如圖3 所示。在其實施的過程中要特別注意以下幾個重要的方面。

圖3 公路BIM 建模流程

3.1.1 模型與動畫輔助技術(shù)交底

針對一些比較復(fù)雜的大型建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者是難以準(zhǔn)確地采用二維繪圖語言直接表示的施工區(qū)域，建立BIM 模型，將這些基于BIM 模型的二維圖片直接添加整理到相應(yīng)的項目技術(shù)交底書面材料中，便于對項目工程分包方及其他項目施工班組的及時掌握和深入了解；同時，通過運用技術(shù)交底協(xié)調(diào)會，將各個重點工序、質(zhì)量審核等重點部位在計算機上進行了模型交底和動漫模擬，直觀有效地討論并組織制訂了一套關(guān)于工程質(zhì)量和施工安全的具體相關(guān)政策和管理措施，實現(xiàn)了技術(shù)交底信息的網(wǎng)絡(luò)化無縫傳輸。

3.1.2 現(xiàn)場實體檢驗

現(xiàn)場模型的對比與數(shù)據(jù)資料的填寫將通過BIM360 軟件，將BIM 模型引導(dǎo)到iPad 等移動終端設(shè)備，讓施工過程中的現(xiàn)場管理者可以利用BIM 模型來進行現(xiàn)場管理安排以及虛擬與實體對比，直觀迅捷地找出現(xiàn)場施工中的質(zhì)量隱患，并將現(xiàn)場檢查中可能發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題以圖像形式保存后，直接在手機或者移動設(shè)備上記錄下來，將需要整改的相關(guān)照片與現(xiàn)場檢查過程中的質(zhì)量問題匯總后形成整改情況通知單下發(fā)，保證了質(zhì)量問題檢查處理的準(zhǔn)確性和及時性，從而有效地加強了對于整個施工過程的質(zhì)量管控。

3.1.3 動態(tài)樣板引路

將BIM 等技術(shù)整合融入至現(xiàn)場樣板引路中，打破了以往非常傳統(tǒng)的在現(xiàn)場占據(jù)了一大片樣板空間而導(dǎo)致無法同時進行多個工序動態(tài)展示的簡單操作做法，在施工現(xiàn)場分別布置若干個智能手機和觸摸式樣板顯示器，將各種現(xiàn)場施工過程關(guān)鍵技術(shù)的操作規(guī)范做法、質(zhì)量安全監(jiān)督管控技術(shù)要點、施工工藝仿真過程動畫、現(xiàn)場施工總體平面設(shè)計布局等重要內(nèi)容同時進行了工程動態(tài)展示，為公路項目現(xiàn)場的工程質(zhì)量安全監(jiān)督工作提供了有效服務(wù)。

3.1.4 提高公路建設(shè)項目的管理水平

將建立的公路項目BIM 模型導(dǎo)入可視化平臺Fuzor 軟件，利用其多主體協(xié)同功能，成為項目在BIM環(huán)境下對建筑構(gòu)件單元模塊設(shè)計、生產(chǎn)、安裝進行集成與協(xié)同，和各層級人員結(jié)合現(xiàn)場快速理解公路項目設(shè)計意圖的工具，也方便了工程各參建單位、合作伙伴等之間的交流，提高了參建單位對項目的理解，從而更好地輔助于項目建設(shè)。

結(jié)合4D 公路項目虛擬施工模擬精細(xì)化施工過程，通過信息化、智能化，降低施工失誤中的人為因素，實現(xiàn)施工過程全方位模擬、快速準(zhǔn)確的控制，從而提高公路項目施工質(zhì)量。

BIM 模型中積累的建設(shè)各階段數(shù)據(jù)信息可無損傳遞給運維階段，從而輔助公路在運維階段的設(shè)施管理，保障設(shè)備的日常維護，提高公路設(shè)施運營過程中的安全性。

3.2 大體積混凝土測溫

利用全新的工業(yè)自動化溫度數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理軟件對大體積混凝土進行溫度監(jiān)控，將所有測溫數(shù)據(jù)無線傳遞并匯總，自動發(fā)送到溫度數(shù)據(jù)分析管理平臺上，通過對每一個指定的測溫地點的數(shù)據(jù)進行采集和分析，形成了一套動態(tài)的質(zhì)量監(jiān)測和溫度管理。電子式溫度傳感器按照不同測溫工作地點的實際布置要求，自動直接將所有溫度變化的波動情況輸出并反饋發(fā)送給計算機，形成一條溫度變化的曲線圖，隨時都可以通過遠(yuǎn)程實時動態(tài)監(jiān)測公路中大面積鋼筋混凝土的溫度變化，根據(jù)溫度變化情況，隨時采取加強養(yǎng)護措施，確保了大體積鋼筋混凝土的澆筑和施工質(zhì)量，確保在本工程澆筑后不出現(xiàn)由于溫度波動劇烈導(dǎo)致的溫度裂縫。

3.3 數(shù)字化驗收

施工現(xiàn)場采用實測實際數(shù)值，將實測模型資料與工程中的建模數(shù)據(jù)進行了對比，發(fā)現(xiàn)存在的工程質(zhì)量的不足，解決了工程質(zhì)量問題。竣工驗收模型應(yīng)當(dāng)在施工全過程模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個工程項目的竣工驗收需求，通過修改、增減或者刪除有關(guān)信息來創(chuàng)建。在對項目進行竣工驗收時，將所有的竣工驗收資料或相關(guān)信息直接自動添加至具體的施工流程模型，并根據(jù)實際的項目需要和情況對其進行更改修正，以有效地保證該模型和具體的工程實體之間的一致性，進而構(gòu)造出完整的竣工模型，錄入各模型元素的非幾何信息。質(zhì)量狀態(tài)檢查系統(tǒng)如圖4 所示。

圖4 質(zhì)量狀態(tài)檢測系統(tǒng)

4 總結(jié)

市政道路的建設(shè)一直都是當(dāng)前中國大中型城市基礎(chǔ)建設(shè)的一個重要方面，并且深受社會各界及廣大市民關(guān)注。要求施工中做到精細(xì)化管理已經(jīng)成為一個必然的趨勢。如今，公路工程不再只簡單地依靠大量的數(shù)據(jù)與推測來反映工程狀況，基于公路沿線的高精度、附近的建筑物等地理資料信息和工程信息，集成了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和公路相關(guān)專業(yè)技術(shù)，以三維可視化的方式，通過基于BIM 的公路工程項目質(zhì)量管理與運維系統(tǒng)，能夠針對城市道路的建設(shè)、運營等整個壽命周期的不同時間階段，提供一系列綜合仿真技術(shù)服務(wù)，能夠有效提高單位間跨部門協(xié)同工作效率，提升施工現(xiàn)場管理效能。實現(xiàn)公路工程項目施工的全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，為公路行業(yè)注智賦能。最終達(dá)到由“智慧道路”為重要組成部分的“智慧城市”建設(shè)戰(zhàn)略目標(biāo)。