代俊習(xí)，榮加敏 （安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

進(jìn)入到21世紀(jì)以來，中國建筑業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出高速率增長、多元化等特性，但管理的規(guī)范化有待提高，主要有以下三點方面：①施工企業(yè)協(xié)同力度小、資源利用率低；②EPC模式的盛行，導(dǎo)致設(shè)計與施工的協(xié)同合作不同步，從而發(fā)生返工現(xiàn)象，增加成本；③對于創(chuàng)新性高的項目，傳統(tǒng)的施工模式有很大的局限性。公路是國家發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，根據(jù)公路的運輸承載特性，將公路分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路和四級公路，不同的等級有不同的作用。高速公路具有建設(shè)周期長、投資大、路線長、技術(shù)難點多等特點，傳統(tǒng)的管理模式難以表達(dá)出融合了勘察、設(shè)計、施工、運營等全過程中的信息，因此需要一個平臺。與此同時，國家提倡“綠色施工、綠色建筑”的理念，建筑信息模型(BIM，Building Information Modeling)是一種新型的信息化方法，可以表達(dá)出工程建設(shè)過程中全方面的信息，有助于參建各方對項目的管理。2010年至2020年高速公路里程圖如圖1所示。由圖1可知，2010年～2018年高速公路的建設(shè)里程呈現(xiàn)出階梯性的發(fā)展，這表明國內(nèi)高速路網(wǎng)正在完善，而2019年～2020年增長速率有所下降。

圖1 我國高速公路2010-2020年總里程

文獻(xiàn)中剖析了BIM操作軟件時可能存在的問題，有助于國內(nèi)BIM的發(fā)展。2016年住房城鄉(xiāng)建設(shè)部正式發(fā)布了《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，表明我國從國家層面上重視BIM產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。文獻(xiàn)分析了BIM技術(shù)如何應(yīng)用于高速公路，同時提出了BIM道路模型，闡述了其概念及如何集成信息。文獻(xiàn)以實際工程案例為研究對象，開發(fā)了關(guān)于高速公路的4D系統(tǒng)，既增強(qiáng)了道路建設(shè)中的管理水平，又為BIM在公路的應(yīng)用開辟了一條道路。BIM技術(shù)由國外學(xué)者提出，因此在國外的應(yīng)用程度遠(yuǎn)高于國內(nèi)，圖2是BIM在各國的應(yīng)用程度，由圖2可知，美國是BIM技術(shù)使用最多的國家，而國內(nèi)使用程度較低。綜上所述，隨著科技力量的持續(xù)增強(qiáng)以及基礎(chǔ)設(shè)施投入的增大，建筑業(yè)將會迎來全新的變革，因此BIM技術(shù)在高速公路應(yīng)用的研究還需持續(xù)。

圖2 BIM在各國的應(yīng)用程度

2 高速公路管理要點以及BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 高速公路管理要點

高速公路建設(shè)管理全過程中，各個階段的側(cè)重點不一樣。勘察設(shè)計時，需要根據(jù)環(huán)境、造價、地質(zhì)等眾多因素合理設(shè)計路線，傳統(tǒng)的方式是施工人員實地測量，不僅浪費人力物力，而且周期較長，目前比較流行的是利用衛(wèi)星或者GIS地圖勘測技術(shù)；施工時需合理處置地方關(guān)系、臨時設(shè)施建設(shè)、路基、路面等結(jié)構(gòu)的施工，更重要的是如何融合施工信息；運營階段主要是對橋梁、涵洞等構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)。表1是BIM在工程各階段的應(yīng)用價值，由表1可知，BIM技術(shù)在高速公路的各個階段都發(fā)揮著不同的作用。

BIM在工程各階段的應(yīng)用 表1

2.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

2.2.1 設(shè)計階段的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，GIS技術(shù)逐漸深入到土木工程行業(yè)中，越來越多的設(shè)計單位將GIS技術(shù)與BIM相結(jié)合的產(chǎn)物作為設(shè)計的輔助工具，大大地提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性和實用性，既能為業(yè)主單位節(jié)約資金，又能節(jié)省時間，提高工作效率。高速公路設(shè)計師利用采集到的地形數(shù)據(jù)，通過一系列的軟件整合，形成曲面模型，可以對路線優(yōu)化，做流域分析，土方量的平衡等一系列作用。

BIM技術(shù)具有協(xié)同性，如圖3所示，紅色的區(qū)域是流域面積，白色線是道路中線。利用BIM技術(shù)可以快速地提取工程量，以及資源調(diào)配等情況，并根據(jù)模型優(yōu)化出造價更低、路線更優(yōu)的線路。如果設(shè)計方案變更時，與之俱來的是工程量、造價等其他的變化，該變化具有實時性，提升了設(shè)計的效率。與傳統(tǒng)的CAD設(shè)計軟件相比較來說，BIM技術(shù)可以全方位的展示路線成果，能更直觀地讓參建各方清楚設(shè)計的意圖，大大降低了方案評審難度，節(jié)約了時間。

圖3 某高速公路路線走勢圖

2.2.2 投標(biāo)階段的應(yīng)用

越來越多的業(yè)主將BIM技術(shù)作為招標(biāo)時的硬性條件，這表明BIM技術(shù)已經(jīng)延伸至招投標(biāo)階段，BIM技術(shù)在招投標(biāo)階段的使用，主要有以下幾個優(yōu)點：①利用CAD圖紙形成三維模型，導(dǎo)出工程量清單，并與招標(biāo)單位對比，找出差異大的地方，及時采取措施解決，同時利用土方量平衡功能，為技術(shù)標(biāo)的編制提供方案；②利用BIM技術(shù)的即視感，對場布進(jìn)行建模，形成三維模型，相比較于CAD圖紙，其效果更直觀，如圖4所示，某項目投標(biāo)時的臨時設(shè)施場布模型；③BIM技術(shù)的應(yīng)用，也能充分展示出企業(yè)精細(xì)化管理的水平。

圖4 某項目投標(biāo)時的臨時設(shè)施場布模型

圖4 BIM建模

2.2.3 施工階段的應(yīng)用

隨著社會的進(jìn)步，過去企業(yè)粗放式的管理逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽非缶?xì)化管理，而BIM技術(shù)是一種全新的管理模式，從資源調(diào)配、進(jìn)度、工程量等全方位的控制，對材料、構(gòu)件進(jìn)行信息的輸入，實施有效的可追溯行徑，與此同時，BIM技術(shù)可視化方案、交底能更好地為參建各方展示出工藝流程，提高施工效率，能有效地避免不規(guī)范情況的發(fā)生。圖5是某項目橋梁上跨高速時導(dǎo)行的場景，高速公路的導(dǎo)行方案往往需要經(jīng)過參建各方及專家的評審，其中就包括高速大隊、路政以及交警等，為了更直觀地展示施工工序與導(dǎo)行線路的交叉，該項目采用BIM建模的方式，形象地展示出不同階段的導(dǎo)行方式，極大地解決了溝通難的問題，提高了效率。

2.2.4 運營階段的應(yīng)用

施工過程中采用BIM技術(shù)建立模型，隨著施工的進(jìn)行，逐漸完善構(gòu)件信息。一方面可以為后期運營提供數(shù)據(jù)參數(shù)，分析問題發(fā)生的原因；另一方面可以根據(jù)后期運營中出現(xiàn)的問題，總結(jié)經(jīng)驗，對由于材料不合格導(dǎo)致的質(zhì)量問題，后續(xù)施工中避免類似材料的使用，從源頭上控制問題的發(fā)生。

3 結(jié)論

國家的發(fā)展離不開基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，更離不開科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。本文從各個國家BIM技術(shù)應(yīng)用程度入手，分析了我國高速公路目前BIM技術(shù)的使用情況，從設(shè)計、招投標(biāo)、施工、運維四個方面，分別舉例論述了BIM的使用情況，最后分析得出，BIM技術(shù)作為新興的一種管理模式，其在高速公路的應(yīng)用前景廣闊，不僅可以有效地提升項目的精細(xì)化管理水平，還能為業(yè)主及參建各方節(jié)約時間。但BIM技術(shù)的應(yīng)用需要大量人力、物力的支持，且回報率不高，多數(shù)都是潛在的效益，需要政府出臺相關(guān)激勵政策。