楊 明

(甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引 言

作為重要的基礎(chǔ)工程，道路工程在建設(shè)過(guò)程中不僅有較高的質(zhì)量要求，同時(shí)也要保障工程設(shè)計(jì)施工的合理性以及建設(shè)效率。不同的道路工程，其工程量差異相對(duì)較大，現(xiàn)階段道路工程在建設(shè)過(guò)程中需要考慮的因素相對(duì)較多，因此不論是在設(shè)計(jì)階段還是施工階段其整體建設(shè)難度都比較大，因此，需進(jìn)一步應(yīng)用相應(yīng)的信息技術(shù)提升各類數(shù)據(jù)的處理能力，確保工程建設(shè)各單位能夠進(jìn)行有效的信息同步和信息共享。BIM技術(shù)作為現(xiàn)代化工程建設(shè)中重要的輔助性工具其具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析以及模擬能力，上述功能對(duì)于道路工程，各階段建設(shè)工作均有重要意義，因此BIM技術(shù)直接影響著道路工程的整體建設(shè)質(zhì)量。深入分析BIM技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用情況有助于提升該技術(shù)的應(yīng)用深度，進(jìn)一步發(fā)掘相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)功能，這對(duì)于強(qiáng)化我國(guó)道路工程建設(shè)水平具有重要意義。

1 BIM技術(shù)特點(diǎn)分析

BIM是一種可應(yīng)用于多種基礎(chǔ)工程建設(shè)的信息化模型系統(tǒng)，該技術(shù)具備強(qiáng)大的可視化及模擬性特點(diǎn)，同時(shí)，該技術(shù)還具備數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)以及參數(shù)化顯示等各種功能。從可視化角度來(lái)看，BIM技術(shù)下相關(guān)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠以立體化形式真實(shí)的展現(xiàn)于使用者眼前，相較于傳統(tǒng)二維圖紙，三維模型能夠以更多角度審視設(shè)計(jì)內(nèi)容，也更容易明確工程各部分之間的相互關(guān)系，此外，可視化特征下，圖紙使用者能夠更好的理解設(shè)計(jì)意圖，確保正確應(yīng)用施工技術(shù)，保障工程質(zhì)量。而模擬性是BIM技術(shù)的另一大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)所能夠依靠不斷錄入工程相關(guān)參數(shù)來(lái)構(gòu)成三維模型，而且相關(guān)模型具備動(dòng)態(tài)模擬功能，可以通過(guò)融入相應(yīng)的施工參數(shù)來(lái)模擬進(jìn)行施工作業(yè)，不僅可以通過(guò)該模擬過(guò)程了解當(dāng)前施工設(shè)計(jì)下的施工效率，同時(shí)也可明確施工成本以及施工合理性。另外作為信息化工程技術(shù)系統(tǒng)，BIM技術(shù)也具備強(qiáng)大的信息協(xié)調(diào)以及信息共享功能，各單位在進(jìn)行道路工程建設(shè)過(guò)程中，可使用同一模型體系，各方在進(jìn)行相關(guān)作業(yè)時(shí)，可互相了解相鄰工程的具體情況，這大大提升了設(shè)計(jì)配合和施工配合[1]。從整體上看，BIM技術(shù)能夠有效提升工程設(shè)計(jì)合理性、提高施工效率、強(qiáng)化施工質(zhì)量，而且利用其優(yōu)勢(shì)功能也可充分提升工程建設(shè)管理水平。

2 BIM技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

2.1.1 施工圖設(shè)計(jì)

在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)能提升設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)效率。在施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中BIM技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)數(shù)字化模型分析，設(shè)計(jì)人員根據(jù)勘察結(jié)果決定具體的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，通過(guò)錄入相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)明確具體設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員根據(jù)當(dāng)前設(shè)計(jì)參數(shù)下形成的設(shè)計(jì)模型可及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理的設(shè)計(jì)內(nèi)容，積極調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)。BIM技術(shù)形成的工程模型既能夠直接展示當(dāng)前工程的幾何信息同時(shí)也能夠從多角度顯示工程的非幾何內(nèi)容。在道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，路線設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)以及地形分析設(shè)計(jì)等都是重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容，在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行上述設(shè)計(jì)時(shí)不僅可以單獨(dú)明確相應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)容在工程中的呈現(xiàn)情況同時(shí)也可將各設(shè)計(jì)重點(diǎn)組合在一起，形成較為完整的道路工程模型并根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，不斷對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整[2]。

2.1.2 路線方案設(shè)計(jì)

路線方案是道路工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，而路線方案設(shè)計(jì)與多方面因素有關(guān)，首先設(shè)計(jì)人員要深入了解道路建設(shè)區(qū)域的地形情況，根據(jù)既定設(shè)計(jì)目標(biāo)先確認(rèn)道路中心線，道路中心線決定了道路的具體位置和走向情況，在初步設(shè)定好中心線后，將相關(guān)參數(shù)引入BIM模型中，形成模擬中心線，根據(jù)模擬中心線在模型中的具體表現(xiàn)，進(jìn)一步調(diào)整中心線參數(shù)，最終形成由多段線組成的道路路線設(shè)計(jì)模型。最后在軟件中選中相應(yīng)的中心線并為其編輯名稱，使中心線轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的道路路線方案，確保路線名稱準(zhǔn)確，并且融入相應(yīng)的路線標(biāo)簽，最終明確相應(yīng)的路線樣式和路線方案[3]。

2.1.3 地下管線協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

道路工程建設(shè)涉及大范圍的路基開(kāi)挖，這對(duì)于道路工程周邊區(qū)域地下管線有直接影響，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要全方位了解道路工程相關(guān)區(qū)域地下管線情況，做好相應(yīng)的管線協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。由于當(dāng)前城市發(fā)展建設(shè)速度相對(duì)較快，因此其地下管網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜，不同類型管線分布較為密集而且數(shù)量相對(duì)較多。比較常見(jiàn)的包括給排水管線、供熱管線、電力管線、燃?xì)夤芫€等，按照相關(guān)管線與道路工程之間的位置關(guān)系，又可將與該工程有相互影響的管線分為沿線管線、橫向過(guò)路管線等。以某道路工程為例，通過(guò)管線勘查工作明確了該道路工程建設(shè)區(qū)域有如下幾類管線，分別為φ1 800雨水管線，110 kV市政供電線路、220 kV市政供電線路、φ1 200燃?xì)夤芫€、φ700及φ300給水管線、φ450/φ600/φ1 000污水及雨水管線[4]。由于涉及的管線種類相對(duì)較多且分布較為復(fù)雜，因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分利用BIM技術(shù)進(jìn)行地下管線協(xié)調(diào)，借助BIM技術(shù)良好的信息整合能力通過(guò)電力部門(mén)、水利部門(mén)、燃?xì)獠块T(mén)進(jìn)行深入溝通，獲取相應(yīng)的管線設(shè)計(jì)參數(shù)將之整合錄入到BIM系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)精確定位來(lái)形成相應(yīng)的地下管線模型，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整道路參數(shù)來(lái)模擬道路與管線之間的影響情況，在充分了解各種不同類型地下管線坐標(biāo)及管徑等參數(shù)的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)調(diào)整既定設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)內(nèi)容不與地下管線產(chǎn)生不利的相互影響。

2.1.4 碰撞檢查

碰撞檢查是指將各子工程設(shè)計(jì)內(nèi)容整合為一個(gè)整體，通過(guò)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)模型實(shí)驗(yàn)來(lái)檢查各子工程或各個(gè)構(gòu)件之間是否存在沖突問(wèn)題。某高架工程在進(jìn)行碰撞檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)位于起始點(diǎn)370 m處的排水管線與下方鋼筋結(jié)構(gòu)存在交叉碰撞的問(wèn)題，而下方鋼筋結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求，其相互間距應(yīng)在7～10 cm之間，但由于排水管線與其交叉碰撞，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)排水管線下方鋼筋結(jié)構(gòu)間距僅為3 cm，小于設(shè)計(jì)規(guī)范中的最小值，后續(xù)通過(guò)調(diào)整排水管線位置及角度妥善解決了上述問(wèn)題，保障了設(shè)計(jì)精度[5]。

2.2 施工階段應(yīng)用

2.2.1 圖紙會(huì)審

圖紙會(huì)審工作是施工前施工技術(shù)人員明確設(shè)計(jì)情況，了解設(shè)計(jì)意圖的重要工作，同時(shí)在圖紙會(huì)審工作中也能夠發(fā)現(xiàn)當(dāng)前施工圖設(shè)計(jì)中存在的一系列問(wèn)題，有助于提升設(shè)計(jì)合理性和合規(guī)性。傳統(tǒng)二維圖紙會(huì)審受限于圖紙展示能力，圖紙會(huì)審工作往往不能全方位了解設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)內(nèi)容，不能充分發(fā)揮圖紙會(huì)審的工作價(jià)值[6]。BIM技術(shù)所形成的三維立體模型用于圖紙會(huì)審工作能夠更為全面更為直觀的展示設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)參數(shù)，這有助于發(fā)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)計(jì)下的各類問(wèn)題。舉例來(lái)講，在某道路工程圖紙會(huì)審工作中，由于應(yīng)用了BIM技術(shù)因此采用了三維模型會(huì)審的形式，在會(huì)審過(guò)程中施工技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)在某管道開(kāi)槽設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)定上，原始設(shè)計(jì)參數(shù)將開(kāi)槽坡度設(shè)置為1：3，而按照設(shè)計(jì)規(guī)范，此處開(kāi)槽邊坡坡度應(yīng)控制在1：0.67，此外BIM模型參數(shù)上人行道地磚厚度為7 cm，而根據(jù)初期設(shè)計(jì)要求，人行道地磚厚度應(yīng)為5 cm。上述問(wèn)題反饋至設(shè)計(jì)部門(mén)后經(jīng)核定為數(shù)據(jù)標(biāo)定錯(cuò)誤，調(diào)整后滿足施工條件[7]。如采用二維平面圖紙進(jìn)行會(huì)審，諸如開(kāi)槽邊坡坡度以及人行道地磚厚度之類的細(xì)節(jié)性參數(shù)問(wèn)題很難被發(fā)現(xiàn)，由此也可明確BIM技術(shù)應(yīng)用于圖紙會(huì)審中的優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 進(jìn)度及成本管控

BIM技術(shù)在道路工程施工過(guò)程中可充分發(fā)揮進(jìn)度管理和成本管控作用，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)掌握不同子工程的施工效率及當(dāng)前施工進(jìn)度，例如各子工程按照整體施工進(jìn)度要求應(yīng)在12個(gè)工作日內(nèi)完工，而當(dāng)前各子工程已動(dòng)工4 d，通過(guò)BIM系統(tǒng)明確了各子工程工程量為40，而當(dāng)前已完成量為14.2，完成度為35.5 %，施工效率滿足相應(yīng)的進(jìn)度要求[8]。而在成本管控方面，BIM系統(tǒng)能夠充分展示子工程的各項(xiàng)材料消耗情況，同時(shí)也能夠明確相應(yīng)的設(shè)備應(yīng)用情況以及人力資源應(yīng)用情況，尤其是能夠提示當(dāng)前各項(xiàng)施工材料的庫(kù)存量，根據(jù)系統(tǒng)指出的完工程度以及施工材料庫(kù)存量可以計(jì)算相應(yīng)子工程是否存在材料消耗速率異常等問(wèn)題，通過(guò)這些內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)更為精確的成本管控，最大限度控制施工成本。

2.2.3 基于BIM技術(shù)的信息共享管理

道路工程在建設(shè)過(guò)程中，各不同子工程在施工過(guò)程中需要較高的配合度，同時(shí)很多道路工程其不僅涉及路面工程、路基工程、管線工程，同時(shí)也涉及橋梁工程、隧道工程等，因此多工程協(xié)同配合是保障道路工程整體建設(shè)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，既往施工作業(yè)過(guò)程中，各施工單位和施工小組對(duì)相鄰工程的施工進(jìn)度和其他施工情況掌握度比較差，因此在子工程配合的過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，應(yīng)用BIM技術(shù)后，施工單位能夠在統(tǒng)一的信息化工程體系內(nèi)共享各施工小組的施工信息，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)同步的信息交流，同時(shí)也能夠更好地了解相鄰工程對(duì)于本工程的建設(shè)要求，保障相鄰工程妥善對(duì)接。而且在相鄰工程出現(xiàn)參數(shù)變動(dòng)后，由于使用統(tǒng)一的信息體系，相鄰工程能夠同步獲取相應(yīng)的修改參數(shù)，并結(jié)合對(duì)接要求對(duì)本工程相關(guān)施工內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，這極大的提高了道路工程不同施工部門(mén)之間的配合度。

2.2.4 施工方案模擬及技術(shù)交底

BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)施工模擬，在完全了解相應(yīng)施工圖設(shè)計(jì)的前提下將各項(xiàng)參數(shù)輸入到施工模型之中，即可開(kāi)啟施工方案模擬，依托這一技術(shù)，施工單位可以詳細(xì)了解當(dāng)前施工圖設(shè)計(jì)所能達(dá)到的施工效果，同時(shí)也可以在模擬施工的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)或人員組織方面的問(wèn)題，可以根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整施工方案和施工組織形式，最大限度提升施工效率，保障施工安全。此外對(duì)于一線施工人員而言，傳統(tǒng)二維平面圖紙的技術(shù)指引性相對(duì)較差，依靠此類圖紙進(jìn)行技術(shù)交底，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)施工技術(shù)認(rèn)知程度較低，而通過(guò)三維立體模型來(lái)進(jìn)行技術(shù)交底，可以使一線施工人員更直觀地了解到相應(yīng)的施工技術(shù)，確保施工中應(yīng)用正確的施工技術(shù)，提高施工質(zhì)量。

2.3 運(yùn)維階段應(yīng)用

對(duì)于道路工程而言，在建設(shè)完畢后，想要最大限度提升運(yùn)行質(zhì)量、延長(zhǎng)工程壽命，就必須做好相應(yīng)的運(yùn)維工作。BIM系統(tǒng)能夠根據(jù)相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)清楚的顯示道路整體情況，在進(jìn)行周期性養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，每次工作后都將獲取到的相關(guān)信息錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，包括當(dāng)前道路存在的病害問(wèn)題、相應(yīng)的處理方案以及處理效果等，這樣能夠使運(yùn)維人員更好地掌握道路工程當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)道路樁號(hào)即可精確查詢道路不同位置的病害情況，當(dāng)工作人員想要了解某道路工程當(dāng)前整體狀態(tài)時(shí)就可通過(guò)系統(tǒng)輸入相應(yīng)的工程代碼，調(diào)取當(dāng)前道路工程的病害資料及修補(bǔ)作業(yè)記錄，例如輸入樁號(hào)K200.400，工作人員就可了解到該位置曾在2021年5月17日檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)路面開(kāi)裂問(wèn)題，于2021年5月19日采用噴灑瀝青撒料壓入的方式進(jìn)行表面處理，現(xiàn)已恢復(fù)正常使用[9]。BIM系統(tǒng)既能夠指明病害位置，同時(shí)也能夠顯示準(zhǔn)確的檢修時(shí)間以及維護(hù)修補(bǔ)方法，進(jìn)一步提升了運(yùn)維進(jìn)度和運(yùn)維質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

BIM技術(shù)在道路工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用范圍較廣，且在各個(gè)方向均能取得較好的應(yīng)用效果，該文對(duì)其具體應(yīng)用情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望所述內(nèi)容能夠進(jìn)一步強(qiáng)化我國(guó)道路工程整體建設(shè)質(zhì)量。