石定峰 張 咪

寧波市產(chǎn)城生態(tài)建設(shè)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(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)發(fā)展迅速，并廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在工程建設(shè)領(lǐng)域，CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率。但是如今，工程項目變得越來越復(fù)雜，功能越來越完備，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來越高，規(guī)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(shè)計無法滿足各方之間的協(xié)調(diào)，為了有效提高生產(chǎn)效率，建筑業(yè)開發(fā)了BIM技術(shù)。

1、 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具。

（1）全生命周期

基于BIM建模標(biāo)準(zhǔn)，在初始設(shè)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(diào)整，以實現(xiàn)全面、全過程設(shè)計和建模。

（2）可視化

BIM建立的空間模型，可以實現(xiàn)組件可視化。對于工作人員，無論是否專業(yè)，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(xié)調(diào)

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

（4）建模與優(yōu)化

BIM可用于執(zhí)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(guān)的后期建造建模?；谟嘘P(guān)項目的更多信息，可以更準(zhǔn)確地進行建模以管理項目，優(yōu)化特殊設(shè)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(chǔ)工程在原有的基礎(chǔ)上進行改造建設(shè)，是城市快速發(fā)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(qū)，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(huán)境造成一定的影響，根據(jù)政府的管理目標(biāo)、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(yè)是家常便飯，容易造成為了工期而減少質(zhì)量的控制。在較短的時間內(nèi)完成合同約定的進度和質(zhì)量目標(biāo)，必須在各個專業(yè)作業(yè)隊伍的配合下，加大資源投入，以多個作業(yè)面的立體施工的方式才可能實現(xiàn)。

（2）施工周邊環(huán)境復(fù)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(gòu)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(gòu)筑物有一定的影響，同時周邊環(huán)境也對施工進度、安排有很大的干擾。

（3）協(xié)調(diào)單位眾多

市政工程改造項目施工經(jīng)常要面對高空架設(shè)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(xié)調(diào)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(shè)施、路燈、交通科技設(shè)施、綠化、景觀等配套設(shè)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(xié)調(diào)、交底困難。各方配合工作是工程順利開展的關(guān)鍵。

（5）地下管線復(fù)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(xiàn)狀地下管線的保護，運輸用的車輛進出施工現(xiàn)場，選擇合適的路徑，避免重車壓壞現(xiàn)狀地下管線?；娱_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(shè)施進行摸底，凡需要進行遷移的管線或設(shè)施，上報業(yè)主，與相關(guān)單位協(xié)調(diào)，及時進行遷移。老路拆除時，加強作業(yè)區(qū)的安全管理。并對管理作業(yè)人員進行安全技術(shù)措施交底。原有建筑物拆除，需要事前進行技術(shù)交底，找到原建筑物的圖紙及相關(guān)資料，并切斷和封堵通往被拆除區(qū)域內(nèi)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(shè)指示標(biāo)志、夜間燈光照明、臨時護欄隔離、臨時疏導(dǎo)等，臨時圍護方案需經(jīng)相關(guān)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(shè)計及施工中均應(yīng)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(fā)揮企業(yè)在管理和技術(shù)上的優(yōu)勢，采用BIM技術(shù)，精心組織施工，確保項目按工期、質(zhì)量、安全目標(biāo)完成。

3、基于BIM技術(shù)在市政工程更新項目中的應(yīng)用

市政工程改造項目的建設(shè)內(nèi)容復(fù)雜，因此存在許多不同類型的工程交叉作業(yè)。 BIM技術(shù)用于組織施工以實現(xiàn)精準(zhǔn)的施工管理。項目參與者通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)作以協(xié)商和協(xié)調(diào)項目，以管理施工質(zhì)量，安全性，成本和進度。 BIM技術(shù)在施工組織中的主要應(yīng)用如下：

（1）設(shè)計交底

設(shè)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(shè)計思路，熟悉設(shè)計的內(nèi)容。

（2）技術(shù)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(shù)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(zhǔn)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(jié)合，可以精確地組織施工資源以進行物理施工。

（4）工程量統(tǒng)計

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

（5）工廠化生產(chǎn)

這些組件可以根據(jù)BIM設(shè)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(zhǔn)確地被運送到組裝地點。

（6）碰撞檢查

通過將BIM技術(shù)應(yīng)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(yōu)化工程設(shè)計，減少施工階段錯誤損失和返工的可能性，還可以優(yōu)化管道布局。

（7）虛擬施工

實施虛擬施工，在計算機上執(zhí)行施工過程，虛擬模型可以在實際施工之前預(yù)測潛在問題，包括施工方法、施工模擬和施工優(yōu)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(shù)將施工計劃、施工模擬和現(xiàn)場監(jiān)控相結(jié)合，可大大降低施工質(zhì)量問題、安全問題，以及避免返工。

（8）進度保證

利用BIM技術(shù)，創(chuàng)建建筑信息模型，制定施工進度計劃，加上時間軸，構(gòu)建4D模型，執(zhí)行項目施工建模，可視化各個時間節(jié)點的項目施工狀態(tài)，確定時間節(jié)點工程最優(yōu)施工計劃。對于大規(guī)模和內(nèi)容復(fù)雜項目，利用BIM進行可視化作業(yè)建模，合理規(guī)劃施工平面、立體布置，對施工機械進行科學(xué)的安排調(diào)用，對物料進行合理的運輸和存儲，以實現(xiàn)最優(yōu)的時間和對項目資源進行科學(xué)合理的分配。

（9）優(yōu)化工序

在開始施工之前，根據(jù)施工計劃準(zhǔn)備模型，以清晰地了解現(xiàn)場施工狀態(tài)。對于復(fù)雜的施工內(nèi)容，進行施工模擬制定最優(yōu)工序。對于在工廠里進行預(yù)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(diào)整，來有效地減少返工。

（10）優(yōu)化施工管理

通過模擬施工，可以提前發(fā)現(xiàn)并解決在作業(yè)過程中出現(xiàn)的問題，從而大幅度地減少施工階段中的問題的發(fā)生，并優(yōu)化現(xiàn)場管理活動。對于復(fù)雜的作業(yè)內(nèi)容，利用建筑信息模型來促進員工的理解和溝通。

（11）施工協(xié)調(diào)

在項目施工過程中，不只是跟業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理交流協(xié)調(diào)，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(xié)調(diào)溝通，根據(jù)建筑信息模型，可以大幅度提高工作效率。

（12）運維階段的應(yīng)用

運維階段，利用BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(zhǔn)管控，為實現(xiàn)智慧城市、生態(tài)城市、美麗城市，打下堅實的基礎(chǔ)。同時為未來的、有可能出現(xiàn)的再次的改造提升，建立了詳實的、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，以及可以事先通過BIM技術(shù)進行歷史數(shù)據(jù)與新設(shè)計建立的模型數(shù)據(jù)進行碰撞檢查，提前規(guī)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(xiàn)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(gòu)筑物等，有利工程順利開展，減少不必要的經(jīng)濟損失，確保工程進度。

4、 BIM技術(shù)在市政改造中的應(yīng)用遇到的問題

當(dāng)今，BIM已廣泛用于市政工程項目建設(shè)，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(shè)計院獲取CAD圖紙，然后創(chuàng)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(nèi)容多、環(huán)境復(fù)雜，BIM應(yīng)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(yè)的BIM軟件之間沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或接口，不利于廣泛應(yīng)用。產(chǎn)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(guān)的軟件進行建模，還可以將BIM與實際建造有機地聯(lián)系在一起。在建筑公司中，具有相關(guān)信息化和建筑實踐經(jīng)驗的員工數(shù)量相對較少。要充分利用BIM技術(shù)，工作量將非常高，所需的人員數(shù)量也將相對較高，使得現(xiàn)有人才很難滿足各種項目的需求。

5、結(jié)論

BIM是繼CAD之后的又一技術(shù)進步，將改變整個行業(yè)的發(fā)展。目前，BIM是處在市政工程改造項目中初級應(yīng)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(shù)在市政項目中的發(fā)展。BIM在市政工程改造項目中的應(yīng)用可以更加有效地提高工作效率，同時更精準(zhǔn)地管理施工的各個階段，不斷提升施工技術(shù)和項目管理能力。