成小鵬

摘 要：截止2020年年底，我國(guó)高速公路的總里程達(dá)到了16萬(wàn)公里，建立覆蓋全國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)的主干道，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。高速公路施工要求高，涉及隧道、涵洞、橋梁等隱蔽工程，增加了施工難度。BIM技術(shù)作為現(xiàn)代建筑工程的數(shù)據(jù)化工具，將BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路施工環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)高速公路空間管理、建立安全疏散模型、施工現(xiàn)場(chǎng)可視化管理，提高高速公路施工質(zhì)量和效率，協(xié)調(diào)建筑工期、質(zhì)量和安全的關(guān)系，確保高速公路施工質(zhì)量和安全的情況下，如期完成工程。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);高速公路;施工管理

BIM技術(shù)也就是建筑信息模型建筑，是指建筑工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理的數(shù)據(jù)化管理工程，通過(guò)整合建筑工程各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，在建筑工程策劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)管理等全生命周期進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，從而便于各參與主體實(shí)時(shí)了解到工程進(jìn)度，提高建筑工程生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。BIM技術(shù)具有可視化、可協(xié)調(diào)性、模擬性、可出圖性、可優(yōu)化性等特點(diǎn)，為建筑工程前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)管理等提供信息，極大地提高了建筑工程信息化集成度。2016年12月20日，住建部發(fā)布《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，為建筑信息模型在建筑工程的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。將BIM技術(shù)應(yīng)用高速公路施工環(huán)節(jié)，可以施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)管理，確保施工進(jìn)度符合施工要求。

1 空間管理關(guān)鍵技術(shù)

高速公路具有施工范圍廣、施工環(huán)境復(fù)雜、施工人員多、施工技術(shù)工藝交叉等特點(diǎn)，增加高速公路施工管理的難度。高速公路隧道、橋梁涵洞等隱蔽工程，在山體內(nèi)部施工，項(xiàng)目管理人員無(wú)法及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而導(dǎo)致施工質(zhì)量隱患，造成設(shè)計(jì)變更，工程返工，增加高速公路施工成本[1]。結(jié)合到高速公路施工要求，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，采用4D、5D施工管理技術(shù)，確保高速公路施工安全性。4D工程管理技術(shù)是整合高速公工程項(xiàng)目的信息，將施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、設(shè)施3D模型和施工進(jìn)度表進(jìn)行連接，建立施工現(xiàn)場(chǎng)4D模型，實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度計(jì)劃、三維模型、人力、機(jī)械設(shè)備、物力、材料等場(chǎng)地布置和成本分析等施工要素的結(jié)合，對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行信息化、集成化和智能化管理。通過(guò)4D模型，在虛擬環(huán)境中引入時(shí)間信道，可以對(duì)多點(diǎn)施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)施工安全。同時(shí)還可以模擬高速公路施工進(jìn)度，對(duì)整個(gè)施工工期節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確控制，有助于現(xiàn)場(chǎng)人力、物力和材料的統(tǒng)籌調(diào)度，在模型中輸入相應(yīng)的設(shè)備型號(hào)、設(shè)施名稱(chēng)、設(shè)備類(lèi)型和計(jì)劃時(shí)間等信息，讓場(chǎng)地布置情況和施工進(jìn)度相協(xié)調(diào)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、人、材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。BIM 5D技術(shù)是在原有的建筑信息模型基礎(chǔ)上，增加時(shí)間和成本兩個(gè)維度，構(gòu)成五維建筑信息模型。5D技術(shù)包括了3D幾何模型、建筑工期、建筑成本等信息，進(jìn)一步拓展了BIM信息模型的建模范圍，有助于施工單位在施工階段控制整個(gè)施工成本。將5D技術(shù)應(yīng)用在高速公路施工環(huán)節(jié)，可以控制整個(gè)施工過(guò)程的材料數(shù)量，并建立施工進(jìn)度、施工成本和施工內(nèi)容等信息模型，從不同的層面對(duì)高速公路施工期間的材料使用數(shù)量進(jìn)行分析，從而優(yōu)化整個(gè)施工進(jìn)度和建筑材料，減少施工過(guò)程中的浪費(fèi)，降低施工成本。

2 安全疏散模型建立

安全疏散模型是施工安全管理的重要內(nèi)容，通過(guò)建立安全疏散模型，可以根據(jù)高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，根據(jù)疏散人群數(shù)量、疏散面積、疏散通道、人群疏散速度等信息模擬，從而將疏散人群的擁擠程度進(jìn)行模擬，為安全疏散通道的施工提供參考[2]。建筑信息模型可以真實(shí)再現(xiàn)工程的實(shí)際場(chǎng)景，將高速公路的建筑全貌、結(jié)構(gòu)主體和裝修裝飾信息顯示出來(lái)。在安全疏散救援環(huán)節(jié)，可以通過(guò)BIM技術(shù)，讓救援人員第一時(shí)間了解到現(xiàn)場(chǎng)的情況，幫助救援人員完成救援工作。由于BIM技術(shù)具有可視化、可優(yōu)化性、可協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)，可以模擬不同施工階段的場(chǎng)景，為現(xiàn)場(chǎng)的施工管理提供參考。在建立安全疏散模型的時(shí)候，需要考慮到核疏散主體、疏散環(huán)境、疏散空間等因素，在模擬的時(shí)候，需要模擬不同人群的行走速度和不同的心理，根據(jù)人群特點(diǎn)，制定安全疏散通道。根據(jù)模擬情況，可以生成不同施工階段的應(yīng)急疏散通道圖和不同施工現(xiàn)場(chǎng)的人員疏散方式，為應(yīng)急救援提供參考。

3 數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有可出圖性、可協(xié)調(diào)性、可視化等特點(diǎn)，將其運(yùn)用在高速公路施工階段，有助于高速公路相關(guān)利益方通過(guò)BIM模型，了解到高速公路工程的實(shí)際情況，并將高速公路三維模型展示出來(lái)，讓高速公路的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等過(guò)程在可視化狀態(tài)下進(jìn)行溝通、討論和決策，實(shí)有助于高速公路各參與方的協(xié)調(diào)合作。將BIM技術(shù)和GIS技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以將高速公路的地形等高線(xiàn)生成三維曲面圖，并與GIS地形模型進(jìn)行融合，制作高速公路電子沙盤(pán)，通過(guò)電子沙盤(pán)可以直接直觀(guān)的了解到高速公路各個(gè)主體工程與地形空間的關(guān)系，從而了解到高速公路施工重點(diǎn)和難點(diǎn)，制定相應(yīng)的解決方案，加快施工進(jìn)度。由于高速公路施工過(guò)程中，需要鋼筋、水泥、砂石骨料、機(jī)械設(shè)備等材料設(shè)備，施工現(xiàn)場(chǎng)的空間有限，如果現(xiàn)場(chǎng)布置不合理，可能影響到施工進(jìn)度。通過(guò)三維信息模型，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的面積，計(jì)算出機(jī)械設(shè)備、材料所需的面積，并計(jì)算出設(shè)備凈距離、車(chē)輛掉頭所需距離，從而對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)空間布局進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)空間利用的最大化。高速公路的樁基、預(yù)制梁吊裝等專(zhuān)項(xiàng)工程施工過(guò)程，由于涉及工程量大、施工工藝復(fù)雜，需要制定嚴(yán)格的施工方案，確保工程順利進(jìn)行[3]。將BIM技術(shù)與高速公路專(zhuān)項(xiàng)施工工藝結(jié)合，可以創(chuàng)建專(zhuān)項(xiàng)工程三維模型，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工情況，讓施工單位直觀(guān)了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而不斷優(yōu)化施工方案。在技術(shù)交底環(huán)節(jié)，通過(guò)BIM模型，可以讓現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)施工小組負(fù)責(zé)人直觀(guān)了解到高速公路主體工程施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，讓工程更全面了解到整個(gè)高速公路施工方案。通過(guò)BIM技術(shù)，整合高速公路各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建施工管理平臺(tái)，可以對(duì)高速公路施工范圍的橋梁、道路、隧道等分項(xiàng)工程進(jìn)行信息化管理，加強(qiáng)高速公路施工質(zhì)量、施工安全、施工成本、施工進(jìn)度等方面的管理。通過(guò)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，為高速公路的人力資源、成本管理等工作提供信息參考，讓高速公路管理更加精細(xì)化。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路具有點(diǎn)多、面廣、線(xiàn)路長(zhǎng)的特點(diǎn)，增加了工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理難度。將BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路施工管理階段，利用BIM技術(shù)的可視化、可出圖性、可協(xié)調(diào)性、可優(yōu)化性等特點(diǎn)，可以不斷優(yōu)化高速公路施工方案，構(gòu)建高速公路施工安全疏散模型，為高速公路施工應(yīng)急救援工作提供支持，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工布置，提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬蕾.BIM技術(shù)在山嶺高速公路工程施工管理中的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（3）：215-216.

[2]王偉，李國(guó)峰.BIM技術(shù)在高速公路橋梁施工安全管理中的應(yīng)用[J].公路，2020（6）：176-178.

[3]龔加有，謝洪濤，陳隨海，等.BIM與LSM技術(shù)在高速公路工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2019（8）：94-97.