蔣梓明

(湖南建工集團(tuán) 裝飾工程有限公司，長沙 410004)

在全球化進(jìn)程愈演愈烈的今天，綠色環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)深入人心，這就要求在公路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)中在保質(zhì)保量的同時，還要通過科學(xué)的方法將綠色理念應(yīng)用于公路項(xiàng)目的各個環(huán)節(jié)。公路施工進(jìn)度計(jì)劃是公路項(xiàng)目中最為重要的一環(huán)，是提高工程質(zhì)量、降低成本、縮短工期等的保證[1-3]。目前公路項(xiàng)目施工進(jìn)度管理主要是結(jié)合項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人以及次級負(fù)責(zé)人根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，并依托前期的二維設(shè)計(jì)圖紙、人員配置等資料，使用“烏托邦”式方法對公路工程編制項(xiàng)目進(jìn)度表。這種項(xiàng)目進(jìn)度管理計(jì)劃無法做到信息集成，只能做到二維層面的展示，進(jìn)度計(jì)劃與設(shè)計(jì)模型處于孤島狀態(tài)，計(jì)劃和模型之間的信息無法互通。而由BIM技術(shù)其固有的優(yōu)異性能，諸如信息交互快、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，通過規(guī)則推理的公路施工進(jìn)度計(jì)劃的編排優(yōu)化，打破公路工程領(lǐng)域的傳統(tǒng)管理模式，推動管理結(jié)構(gòu)改革進(jìn)程，進(jìn)而提高公路工程整體管理水平。

劉本奎等[4]以天津市平安泰達(dá)金融中心項(xiàng)目為例，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述了該項(xiàng)目的計(jì)劃編排方法、計(jì)劃各個環(huán)節(jié)的工程意義以及實(shí)施過程中影響進(jìn)度執(zhí)行的因素和解決措施。通過分析項(xiàng)目中重要的管控點(diǎn)，結(jié)合各領(lǐng)域的專業(yè)知識對項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、裝修、幕墻間的銜接關(guān)系，做到了履約為先、降本增效。但是劉本奎等的研究工作僅僅是對傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理控制模式的優(yōu)化和精煉，并沒有做到對于工程項(xiàng)目各個環(huán)節(jié)之間，特別是施工各個階段的信息集成與統(tǒng)一。

蔣綺琛等[5]結(jié)合實(shí)際施工情況，基于BIM技術(shù)，對施工過程中的施工進(jìn)度計(jì)劃管理要素進(jìn)行分析、提取，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，解決施工進(jìn)度控制中的信息獲取及諸多專業(yè)問題之間的協(xié)調(diào)溝通，通過事前控制、事中控制、事后控制等手段涵蓋項(xiàng)目全過程。蔣綺琛等基于BIM技術(shù)，精煉傳統(tǒng)施工進(jìn)度管控方法，推動了項(xiàng)目管理的改革，提升了管理人員對項(xiàng)目施工進(jìn)度安排的合理性。

1 BIM技術(shù)量化、分解施工活動

公路工程項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃的編排本質(zhì)上是對公路工程項(xiàng)目施工活動的量化、分解、組織和串聯(lián)。因此，對項(xiàng)目施工活動的量化、分解是編輯施工進(jìn)度計(jì)劃的必要前提，而具體項(xiàng)目施工活動的量化分解主要是通過之前項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)或者是非應(yīng)用目的分類體系，如工程量分類、工程定額分類等，而不是通過建設(shè)項(xiàng)目信息分類標(biāo)準(zhǔn)[6-8]。

目前，國內(nèi)工程項(xiàng)目信息分類主要通過工程量清單、工程定額進(jìn)行分類，缺乏信息集成和信息互通，且應(yīng)用目的不一，分類劃分過于粗糙，不足以支持詳細(xì)的公路工程項(xiàng)目的計(jì)劃。而基于BIM技術(shù)和國外建設(shè)項(xiàng)目信息分類體系，可以參數(shù)化公路施工過程中各個階段的工作量、工程量清單、工程定額等，并結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目信息分類標(biāo)準(zhǔn)(目前主要采用IFC國際標(biāo)準(zhǔn))和公路信息模型交付準(zhǔn)則[9-10]，對公路工程項(xiàng)目施工活動的量化、分解(預(yù)處理)。

為此，本文根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃編排的實(shí)際需求，參考現(xiàn)有信息分類體系[11-13]，提出了適用于施工進(jìn)度計(jì)劃自動生成的分解規(guī)則。具體如下：①通過對公路施工所涉及的專業(yè)分類。專業(yè)分類內(nèi)容包括路基工程、路面工程、交通工程、隧道工程、橋涵工程等。由于不同專業(yè)的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)有差異，導(dǎo)致公路施工各環(huán)節(jié)所需項(xiàng)目資源、項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的細(xì)致程度以及評判標(biāo)準(zhǔn)不同。對于公路工程項(xiàng)目中路面工程，由于其占有整個公路工程項(xiàng)目資源較小，可以按照施工長度為單元進(jìn)行分類，進(jìn)而提高施工效率。②按公路施工活動分段。因受施工條件、資源以及環(huán)境的影響，為了貫徹綠色可持續(xù)發(fā)展理念，采用分段公路施工進(jìn)行。③按公路施工方法分類。由于不同的公路施工方案采用的施工工藝、施工順序以及施工方法不同，而不同的施工方案主旨也不一樣，因此需基于綠色可持續(xù)發(fā)展理念[14-16]，按施工方法進(jìn)行分類。

公路工程項(xiàng)目的施工活動分解結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 公路工程項(xiàng)目的施工活動分解結(jié)構(gòu)

2 BIM技術(shù)規(guī)則推理公路施工計(jì)劃

通過BIM技術(shù)強(qiáng)大的信息集成能力，結(jié)合GIS或激光掃描技術(shù)等輔助手段對公路施工前后的數(shù)據(jù)收集并整理[17-19]。再根據(jù)工程進(jìn)程的實(shí)際情況，對構(gòu)建的4D BIM模型調(diào)整，從而生成出最新的、最佳的施工計(jì)劃以及施工所需的設(shè)計(jì)資料(如模型各構(gòu)件的設(shè)計(jì)形狀和表達(dá)精度)，進(jìn)而減少了調(diào)整施工的重復(fù)工作。基于BIM技術(shù)及相關(guān)輔助手段的公路施工計(jì)劃進(jìn)度生成流程如圖2所示，公路BIM模型族群精細(xì)程度與幾何表達(dá)精度見表1。

圖2 基于BIM技術(shù)及相關(guān)輔助手段的公路施工計(jì)劃進(jìn)度生成流程

表1 公路BIM模型族群精細(xì)程度與幾何表達(dá)精度

3 案例分析

本文以某公路工程的某時段的路面工程(商業(yè)街非機(jī)動車道鋪裝工程)為例，分析上述通過BIM技術(shù)自動生成施工進(jìn)度計(jì)劃方法的有效性和可調(diào)性。該工程為商業(yè)街非機(jī)動車道鋪裝工程，工程材料采用白麻花崗巖、灰麻花崗巖、米白色通體磚、淺灰色通體磚、米黃色通體磚和棕色通體磚，其設(shè)計(jì)圖如圖3所示。

圖3 路面工程設(shè)計(jì)圖

由于采用圖3中所設(shè)計(jì)的路面在施工過程中發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計(jì)圖與實(shí)際不符，設(shè)計(jì)的形式過于單一。為了調(diào)整路面工程的設(shè)計(jì)圖(圖3)，在BIM軟件中選取圖3邊界、構(gòu)建原始BIM模型，并將相關(guān)信息(IFC格式)導(dǎo)入到BIM中去。通過Dynamo參數(shù)化公路施工各類指標(biāo)，對初始BIM模型進(jìn)行調(diào)整(將部分通體磚顏色進(jìn)行修改)。進(jìn)而生成新的設(shè)計(jì)圖(圖4)和施工計(jì)劃(表2)。

圖4 基于BIM技術(shù)的路面工程設(shè)計(jì)修改圖

表2 商業(yè)街非機(jī)動車道鋪裝工程定額及工日/工時轉(zhuǎn)化

4 結(jié)論

基于BIM技術(shù)量化、分解施工活動，并使用邏輯推理和規(guī)則約束在BIM軟件中將綠色、可持續(xù)發(fā)展理念注入施工進(jìn)度計(jì)劃，并自動編排。首先使用GIS的手段采集數(shù)據(jù)，然后將原始數(shù)據(jù)改成IFC格式并轉(zhuǎn)入BIM模型中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工基本活動的分解?；谶壿嫾s束等關(guān)系，參數(shù)化公路工程施工過程中各項(xiàng)指標(biāo)，推理公路施工順序，進(jìn)而自動生成公路工程施工的進(jìn)度計(jì)劃。