楊海霞

（甘肅路橋飛宇交通設(shè)施有限責(zé)任公司）

1 引言

高速公路工程作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，一直都體現(xiàn)著行業(yè)的最高建設(shè)水平，在當(dāng)前數(shù)字經(jīng)濟(jì)和信息化建設(shè)的發(fā)展下，在新基建政策的推動(dòng)下，為了更好地把控項(xiàng)目進(jìn)度、提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量、滿足高速公路建設(shè)的高質(zhì)量需求、真正貫徹智能交通理念，把BIM技術(shù)引入高速公路機(jī)電工程中，全過程、全方位、動(dòng)態(tài)監(jiān)管項(xiàng)目建造過程，通過模型和數(shù)據(jù)，利用BIM技術(shù)的特點(diǎn)，最大程度發(fā)揮項(xiàng)目的信息價(jià)值，助力我國(guó)高速公路工程質(zhì)量、信息化水平、管理效率全面提升。

2 基本情況介紹

2.1 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）

BIM 技術(shù)被稱為第二次建筑設(shè)計(jì)革命，隨著技術(shù)的不斷深化和發(fā)展，BIM 被推廣到更多領(lǐng)域和專業(yè)，尤其是在施工建設(shè)中的機(jī)電工程，BIM 以其管線綜合、碰撞檢查的可視化、參數(shù)化被廣泛應(yīng)用。BIM以三維參數(shù)化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，搭建了收集工程項(xiàng)目全生命周期信息數(shù)據(jù)的模型平臺(tái)，在這個(gè)數(shù)字化平臺(tái)上，可以展現(xiàn)項(xiàng)目周邊的環(huán)境、項(xiàng)目的整體進(jìn)度、項(xiàng)目的管理信息等內(nèi)容，便于工程項(xiàng)目的各方及時(shí)、準(zhǔn)確把握信息并進(jìn)行基于數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)、建造溝通，提高了工作效率、降低了項(xiàng)目成本。

2.2 高速公路機(jī)電工程施工現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目多采取總承包模式，總承包模式對(duì)工程項(xiàng)目的精細(xì)化管理有了更高要求。由于BIM技術(shù)在統(tǒng)籌調(diào)度、監(jiān)測(cè)控制、組織協(xié)調(diào)等方面的特點(diǎn)，總包公司要求該技術(shù)的廣泛使用。即便有政策和管理效力的加持，但是目前高速公路機(jī)電工程施工對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用還比較淺，沒有大規(guī)模展開。這些企業(yè)主要將BIM 技術(shù)應(yīng)用在各專業(yè)的設(shè)計(jì)階段，施工進(jìn)程中的應(yīng)用很少，運(yùn)維階段更是難以充分利用BIM模型數(shù)據(jù)，造成高速公路機(jī)電工程的施工管理還是依據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人主觀應(yīng)急處理能力，整體管理水平粗放、管理效率較低[1]。

2.3 BIM 在高速公路機(jī)電工程中的優(yōu)勢(shì)

在高速公路機(jī)電工程施工中，BIM技術(shù)的使用主要能完善施工項(xiàng)目的全過程管理，做好項(xiàng)目的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式等工作，減少各專業(yè)間的溝通問題和各專業(yè)設(shè)計(jì)施工的技術(shù)矛盾。與此同時(shí)，運(yùn)用BIM技術(shù)建立的三維數(shù)字模型能夠方便各參建方、各專業(yè)直觀、準(zhǔn)確、形象地了解項(xiàng)目的全部信息數(shù)據(jù)和高速公路機(jī)電工程的建設(shè)情況，如某項(xiàng)目BIM模型見圖1。

圖1 某高速公路BIM模型

1）減少設(shè)計(jì)變更

高速公路工程具有線路長(zhǎng)、設(shè)計(jì)建造工點(diǎn)多、施工任務(wù)重的特點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)遺漏和錯(cuò)誤。在項(xiàng)目施工過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不斷對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行修正和調(diào)整。因此，減少工程設(shè)計(jì)變更的工作量，有效幫助高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目按時(shí)保質(zhì)竣工。在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)階段，通過使用BIM技術(shù)可以提前解決施工時(shí)會(huì)遇到的問題，極大減少了設(shè)計(jì)變更和返工的出現(xiàn)。

2）促進(jìn)數(shù)據(jù)分享

高速公路機(jī)電工程的施工需要多個(gè)參建單位協(xié)同配合，如果工程信息在這些單位之間流轉(zhuǎn)不暢，會(huì)嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。為了解決數(shù)據(jù)在各分包單位之間分享不便的問題，可以通過使用BIM技術(shù)搭建數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，在平臺(tái)中實(shí)時(shí)更新和分發(fā)工程數(shù)據(jù)。通過BIM 平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)變更和分享，幫助各單位獲取工程中所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方全方位地溝通與交流，工程質(zhì)量會(huì)得到顯著提升。

3）控制施工成本

目前，施工中的人員成本、材料成本和機(jī)械成本越來越高，傳統(tǒng)施工在這方面的成本不斷攀升。同時(shí)，在對(duì)工程質(zhì)量嚴(yán)格的要求下，現(xiàn)有的質(zhì)量控制方法和質(zhì)量數(shù)據(jù)溯源、質(zhì)量監(jiān)管方法等都存在嚴(yán)重不足，現(xiàn)有的施工管理和組織方式嚴(yán)重滯后于施工流程。

在高速公路機(jī)電工程施工中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，提高事前風(fēng)險(xiǎn)的把控，減少質(zhì)量問題的發(fā)生，提高成本管控水平。同時(shí)，利用BIM技術(shù)能提高變更管理水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度變化以及工程量變化，促使全過程成本管控。

4）確保安全施工

通過建立三維參數(shù)化BIM模型，能精確統(tǒng)計(jì)建筑材料的使用情況，合理調(diào)配和使用資源。對(duì)相關(guān)子項(xiàng)目和工程段進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工模擬，通過計(jì)算機(jī)模擬出幾種施工方案，可供工程方科學(xué)選擇。將BIM技術(shù)應(yīng)用在高速公路機(jī)電項(xiàng)目中，可以及早找出施工中存在的安全隱患和技術(shù)缺點(diǎn)，保障項(xiàng)目安全、順利的進(jìn)行。

5）促進(jìn)工程全面管理

在工程中全面使用BIM技術(shù)，提高項(xiàng)目管理的信息化運(yùn)營(yíng)水平，保證高速公路三維信息化BIM模型的完整性和可靠性，給后期機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來便利，全方面支持工程的全生命周期數(shù)據(jù)管理。

3 BIM 技術(shù)在高速公路機(jī)電工程施工中的具體應(yīng)用

3.1 BIM干涉監(jiān)測(cè)及工程模擬

將高速公路機(jī)電工程施工中的BIM模型進(jìn)行模擬演示，具體包括設(shè)備、道路、隧道等，通過軟件模擬，檢測(cè)各專業(yè)線纜、管道、設(shè)備是否存在矛盾的情況，進(jìn)行設(shè)備定位監(jiān)測(cè)和精確分析，在軟件模擬過程中，得出相關(guān)標(biāo)段的關(guān)系，便于提前預(yù)警、減少變更、科學(xué)調(diào)配資源、優(yōu)化建設(shè)方案。

3.2 BIM機(jī)電工程深化設(shè)計(jì)

高速公路機(jī)電工程的三維模型包含設(shè)備、道路、隧道等數(shù)字信息，這些數(shù)據(jù)是運(yùn)用BIM進(jìn)行施工管理的基礎(chǔ)。

①根據(jù)要求創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型，并開展優(yōu)化設(shè)計(jì)；

②依據(jù)監(jiān)測(cè)模擬的結(jié)果更改、優(yōu)化BIM 設(shè)計(jì)中的相關(guān)設(shè)備管線。各專業(yè)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行圖紙深化設(shè)計(jì)時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定義設(shè)備、道路、隧道等內(nèi)容數(shù)據(jù)，包括尺寸、功能、型號(hào)、材料等完整參數(shù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建包含各道路設(shè)備信息的3D 數(shù)據(jù)模型，并對(duì)設(shè)備模型實(shí)施分類、組織以及關(guān)聯(lián)工作[2]。

3.3 施工資源管理

針對(duì)高速公路機(jī)電工程施工的各階段特點(diǎn)，將設(shè)備、工作人員以及其他資源和物資實(shí)施調(diào)撥管理。應(yīng)用BIM 系統(tǒng)根據(jù)工程進(jìn)度編輯成設(shè)備調(diào)撥表，工程管理者可根據(jù)調(diào)撥表和施工進(jìn)度規(guī)劃好物料到貨時(shí)間，并提交采購(gòu)部實(shí)施訂購(gòu)。此外，對(duì)物資的管理進(jìn)行控制，項(xiàng)目部可開展限額領(lǐng)取材料，BIM系統(tǒng)可以自動(dòng)生成物料配置單，施工工人根據(jù)物料配置單進(jìn)行物料的發(fā)放和領(lǐng)取。

3.4 BIM技術(shù)與質(zhì)量管理

在高速公路機(jī)電工程的質(zhì)量管理中，充分結(jié)合BIM模型參數(shù)化的優(yōu)勢(shì)，將工程BIM模型的坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)到大地坐標(biāo)系，這樣可以得到高速公路中所有機(jī)電設(shè)備的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)。同時(shí)配合GPS 定位系統(tǒng)和全站儀，提高放線效率和精度，為工程質(zhì)量管理提供保障。在高速公路機(jī)電工程質(zhì)量管理中的最小單位是檢驗(yàn)批，借助BIM 系統(tǒng)，可以標(biāo)注出所有檢驗(yàn)批的位置、材質(zhì)、構(gòu)造等質(zhì)量要點(diǎn)，相關(guān)施工單位、監(jiān)理單位、甲方都可以在BIM 數(shù)據(jù)平臺(tái)查看所需的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)檢查核驗(yàn)。

3.5 工程進(jìn)度管理

利用BIM 系統(tǒng)集成進(jìn)度計(jì)劃數(shù)據(jù)以及BIM模型，使項(xiàng)目各參與方可通過三維參數(shù)化模型模擬項(xiàng)目開展的具體情況，并分析其安全性、功能和空間，進(jìn)而優(yōu)化、完善工程組織的計(jì)劃方案。同時(shí)，確保工程進(jìn)度信息、計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度偏差等方面的實(shí)時(shí)查詢，并可根據(jù)需要生成各種報(bào)表。在不同的施工階段檢查工程進(jìn)度與模擬情況的差距，及時(shí)調(diào)整建造方案配合進(jìn)度的變化，取得最大化的施工管理效益，提高整體的施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高速公路機(jī)電工程施工中，BIM技術(shù)不但能提高整個(gè)項(xiàng)目的精細(xì)化、系統(tǒng)化管理水平，還可提高施工建造關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用水平和高速公路機(jī)電工程的管理效率、建設(shè)質(zhì)量。當(dāng)前，全國(guó)各行各業(yè)都在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，運(yùn)用信息技術(shù)變革傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式，提高生產(chǎn)資料的數(shù)字化水平，最終將達(dá)到大幅提升生產(chǎn)力的目的，助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。