郭欣有

【摘要】公路建設(shè)是城市發(fā)展的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)建設(shè)工程。公路連通各個(gè)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(yīng)用廣泛，使得公路也成為城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障。這些年來(lái)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程不斷加快，因此對(duì)于公路工程的建設(shè)需求也越來(lái)越多，建設(shè)力度不斷加大。而公路工程網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，隨著公路建設(shè)里程的增長(zhǎng)以及不同地理環(huán)境下的建設(shè)條件的不同，給公路工程的建設(shè)帶來(lái)了不小的困難。

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù);BIM技術(shù);公路工程;技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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

公路工程施工在增進(jìn)不同地區(qū)聯(lián)系，方便人們?nèi)粘３鲂?等方面發(fā)揮積極作用。作為施工單位，在公路工程建設(shè)中， 有必要加強(qiáng)施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，把握技術(shù)要點(diǎn)，注重施 工技術(shù)管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)每道工序質(zhì)量的有效控制。然而，公路 工程施工周期長(zhǎng)，沿線地形地質(zhì)條件復(fù)雜，資金投入多，風(fēng) 險(xiǎn)大，為有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，防止工期延誤，降低養(yǎng)護(hù)維修 費(fèi)用，延長(zhǎng)公路工程使用壽命，有必要加強(qiáng)施工技術(shù)管控。

1、公路工程施工技術(shù)控制與管理工作需注意的問(wèn)題

1）健全技術(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)。施工單位要建立健全的施工技術(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)，明確路基和路面施工、鋼筋工程、路橋過(guò)渡段等施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行細(xì)致分類，確保各項(xiàng)技術(shù)落實(shí)到位。優(yōu)化技術(shù)方案組合，最終高效地完成公路工程施工任務(wù)。2）規(guī)范施工流程，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督。公路工程施工流程復(fù)雜，所需機(jī)械設(shè)備、原材料和施工人員眾多，如果不注重加強(qiáng)管理，施工現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)出現(xiàn)混亂局面。為避免出現(xiàn)這種情況，確保公路施工規(guī)范有序進(jìn)行，必須明確施工流程，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督。必要情況下還推動(dòng)公路工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

2、GIS+BIM技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用思路

GIS是利用計(jì)算機(jī)建立的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，ArcGIS是一個(gè)地理信息系統(tǒng)系列軟件的總稱，具有強(qiáng)大的空間分析、地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理能力。BIM是建筑信息參數(shù)化的集成，所集成的信息可以進(jìn)行關(guān)聯(lián)與使用，當(dāng)模型中某個(gè)參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，模型實(shí)體能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更改，為工程施工精細(xì)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(shù)，將GIS與BIM技術(shù)有效融合，建立一個(gè)具備空間場(chǎng)景的三維工程模型，能夠?qū)κ┕きh(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理，為工程管理提供了一個(gè)既可全局把控又可精細(xì)管理的全新技術(shù)手段。同時(shí)，利用BIM技術(shù)彌補(bǔ)了GIS技術(shù)在項(xiàng)目信息模型精度上存在的不足，基于GIS技術(shù)對(duì)各項(xiàng)目零散的建筑信息模型數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、補(bǔ)充及完善，再通過(guò)對(duì)既有建筑信息模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲得工程項(xiàng)目范圍內(nèi)外部作業(yè)的限界要求，為施工期間各區(qū)場(chǎng)地平面布置方案、大小臨時(shí)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、土石方量精確計(jì)算、基坑開挖分區(qū)分塊、基坑降水工程施工指導(dǎo)、基坑施工監(jiān)測(cè)等施工提供依據(jù)和載體。

3、公路工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)與其它工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)的區(qū)別

首先，BIM技術(shù)的最廣泛應(yīng)用就是管線碰撞檢查，以及解決結(jié)構(gòu)、建筑、管線等專業(yè)間設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。而在公路工程中，不涉及管線碰撞，不涉及多專業(yè)共同參與，所以房屋建筑中的一些BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)在公路工程中其實(shí)沒(méi)有實(shí)際意義。其次，BIM技術(shù)的另一大應(yīng)用點(diǎn)就是施工模擬，對(duì)于一些圖紙復(fù)雜的建筑物和構(gòu)筑物來(lái)說(shuō)，提前通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬一遍施工過(guò)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(fù)雜，路基和路面的結(jié)構(gòu)形式也清晰明了，只要施工組織設(shè)計(jì)科學(xué)合理，有無(wú)施工模擬并不會(huì)在很大程度上影響公路施工的正常進(jìn)行。而且無(wú)論是房屋還是橋梁，一般都是獨(dú)立項(xiàng)目，涉及的地塊也相對(duì)獨(dú)立，對(duì)于項(xiàng)目以外的信息需求不高，結(jié)構(gòu)形式比較規(guī)則，多為水泥混凝土的預(yù)制拼裝，于是無(wú)論從建模角度還是從施工模擬角度來(lái)看，相對(duì)于公路工程都較為容易實(shí)現(xiàn)，而公路工程是線性工程，需要較為詳實(shí)的GIS信息，是無(wú)法通過(guò)“族模型”的方式去建模的，也是無(wú)法通過(guò)“搭積木”的方式去進(jìn)行施工模擬的，所以多數(shù)的房屋建筑的建模技術(shù)和施工模擬技術(shù)無(wú)法去實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的公路施工流程。

4、GIS+BIM技術(shù)公路工程施工中的應(yīng)用

4.1GIS+BIM技術(shù)在土方工程中的應(yīng)用

在施工過(guò)程中，通過(guò)施工進(jìn)度模擬提高施工項(xiàng)目各方之間協(xié)調(diào)管理工作的質(zhì)量和效率。運(yùn)用BIM技術(shù)生成原始地形數(shù)字模型并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土方量計(jì)算，不但計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，時(shí)間上也僅僅需要幾天即可完成，各種土方量計(jì)算結(jié)果能夠以表格或報(bào)表方式輸出。土方開挖工程量的計(jì)算流程：①依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，創(chuàng)建地下土層模型，真實(shí)反映地下土層狀況;②根據(jù)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(zhì)土層模型進(jìn)行對(duì)比;④生成各土層開挖土方量清單表，土方模型與地質(zhì)模型重疊對(duì)比計(jì)算。

4.2施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、安全管理方面的應(yīng)用

公路工程施工是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，可能會(huì)受到各方面因素的影響。利用BIM技術(shù)，可以通過(guò)智能化的信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制施工進(jìn)度，實(shí)時(shí)跟蹤每一個(gè)施工進(jìn)度的變化，及時(shí)收集和更新數(shù)據(jù)。施工管理人員可以通過(guò)BIM技術(shù)隨時(shí)掌握施工的工程情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與各部門溝通解決，這樣既可以實(shí)現(xiàn)本部門的實(shí)時(shí)溝通與交流，也可以有效發(fā)揮不同部門之間的協(xié)調(diào)作用，使各個(gè)部門之間的配合程度得到強(qiáng)化，從而確保施工進(jìn)度的正常進(jìn)行，不會(huì)造成工期上的延誤。BIM技術(shù)還可以服務(wù)于項(xiàng)目的生命周期，使管理朝著精細(xì)化管理方向發(fā)展，對(duì)施工材料、施工工藝、設(shè)備人工等進(jìn)行實(shí)時(shí)性、動(dòng)態(tài)性地管理，從而提升質(zhì)量維護(hù)管理效率及監(jiān)督整改效率，提升工程管理的質(zhì)量。此外，BIM技術(shù)所構(gòu)建的可視化三維場(chǎng)景可以使管理人員直觀地觀察施工過(guò)程，對(duì)施工實(shí)施的安全性進(jìn)行全面檢驗(yàn)，通過(guò)構(gòu)建的3D模型，還可以細(xì)致地進(jìn)行安全檢查，對(duì)可能存在的安全隱患進(jìn)行全面排查，開展預(yù)見(jiàn)性的安全管理。強(qiáng)化施工管理及安全管理工作，提升施工過(guò)程中整個(gè)施工隊(duì)伍的應(yīng)急處理能力，提前制定科學(xué)、合理的應(yīng)對(duì)措施，使整個(gè)施工過(guò)程中的管理水平得到顯著提升。

結(jié)語(yǔ)：

綜上，GIS+BIM技術(shù)在公路工程施工前期可以起到極大的作用，能夠直觀準(zhǔn)確感知、迅速掌握、減少溝通成本、避免施工問(wèn)題。無(wú)論是從對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工的幫助角度還是展示角度都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。以空間分析和三維可視化為核心技術(shù)的GIS提供了研究地理實(shí)體要素的手段和方案，以GIS為技術(shù)基礎(chǔ)的平臺(tái)可以滿足項(xiàng)目人員對(duì)工程全局性表達(dá)的需求。而高精度的BIM模型不僅為GIS提供重要的數(shù)據(jù)源，其本身整合了建筑的幾何、非幾何信息，將信息進(jìn)行參數(shù)化集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，滿足整個(gè)項(xiàng)目的精細(xì)化管理要求。因此，BIM和GIS的融合可以深化多領(lǐng)域的協(xié)同應(yīng)用，為公路工程以及其他專業(yè)工程建設(shè)的信息化、可視化管理提供一種嶄新的技術(shù)手段，擁有極為廣闊的應(yīng)用前景。

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