蘇 勇 王英森 張國福

中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司 重慶 400700

隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的不斷推進(jìn)，城市軌道交通作為重大城市公共服務(wù)體系重要組成部分，也得到了迅速的發(fā)展。由于工程項(xiàng)目具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，所以，對施工項(xiàng)目的安全生產(chǎn)有著更為清晰的要求，不僅要保證施工人員的安全性，還要保證城市軌道交通的正常的投入運(yùn)行后，要保證公眾的行駛安全。所以，有關(guān)的工作人員要利用BIM技術(shù)通過模擬各種信息，使建筑管理者度建筑信息進(jìn)行精細(xì)化管理，制定出一套合理的對策；因此，提高了建設(shè)工程的整體管理水平。

1 BIM技術(shù)簡介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是利用數(shù)據(jù)模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的一個(gè)流程。BIM模型包含了工程項(xiàng)目幾何、物理、性能和質(zhì)量等有關(guān)的信息，項(xiàng)目中的不同的參與方可以在項(xiàng)目的各個(gè)階段，以相同的模型為基礎(chǔ)，利用和保持這些數(shù)據(jù)，開展協(xié)同工作，并對項(xiàng)目展開相應(yīng)的分析和仿真。利用BIM技術(shù)，可以使項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的全過程中，實(shí)現(xiàn)了信息的共享與高質(zhì)量的傳輸，從而提升了建筑項(xiàng)目的施工的效率與成效，節(jié)省了項(xiàng)目的成本費(fèi)用，從而提升了決策與管理的水平[1]。

2 城市軌道交通工程施工項(xiàng)目安全生產(chǎn)精細(xì)化管理的重要性

2.1 城市軌道交通工程施工高風(fēng)險(xiǎn)特征的必然要求

大部分的城市軌道交通項(xiàng)目都是以地下施工為主，具有投資大，工期長，項(xiàng)目多、施工技術(shù)、復(fù)雜的自然條件、不可預(yù)測的潛在危險(xiǎn)和對環(huán)境的損害大等特點(diǎn)，是屬于一項(xiàng)具有危險(xiǎn)性的建設(shè)工程。粗放式的安全生產(chǎn)管理方式，導(dǎo)致了在城市軌道交通工程中，出現(xiàn)了大量的安全事件。這是由于參建人員的安全意識(shí)不夠強(qiáng)烈，安全生產(chǎn)技能，不能滿足安全生產(chǎn)的要求等，從導(dǎo)致了這些事件的發(fā)生。由于安全監(jiān)管存在的不足和項(xiàng)目本身的風(fēng)險(xiǎn)累積等一系列問題，使得建設(shè)項(xiàng)目的安全監(jiān)管變得更加困難。所以，提升城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目的安全管理的精細(xì)化程度，就是其建設(shè)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2.2 企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的客觀要求

在進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)施工公司高質(zhì)量發(fā)展中，安全生產(chǎn)工作必須體現(xiàn)在建設(shè)現(xiàn)場的安全管理工作上。制定和執(zhí)行有關(guān)的有關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，都需要做好安全工作。建筑工地的安全工作要做到精細(xì)化。在提高建設(shè)工程項(xiàng)目中，對整體的安全工作進(jìn)行精細(xì)化管理，可以提高企業(yè)的安全管理水平，提高參與著的安全意識(shí)和技能，降低風(fēng)險(xiǎn)，減少生產(chǎn)制造安全隱患，抵制安全生產(chǎn)事件，減輕安全生產(chǎn)事件所造成的公司財(cái)產(chǎn)損失和名譽(yù)虧損，為企業(yè)發(fā)展提供高質(zhì)量的支撐。

2.3 符合施工項(xiàng)目總體目標(biāo)的要求

城市軌道交通工程項(xiàng)目的目標(biāo)是達(dá)到“安全，質(zhì)量，進(jìn)度，成本”全面受控的整體目標(biāo)，這些目標(biāo)之間都是有聯(lián)系的，構(gòu)成了整個(gè)工程管理的整體。安全生產(chǎn)的目標(biāo)是在建筑項(xiàng)目管理的基礎(chǔ)上形成的，而安全施工監(jiān)督屬于工程項(xiàng)目管理中的一個(gè)關(guān)鍵方面。管理者根據(jù)工程項(xiàng)目管理規(guī)劃，對每個(gè)因素、每個(gè)步驟進(jìn)行精細(xì)化管理的安全管理，能夠?qū)︻A(yù)防風(fēng)險(xiǎn)、除隱患、遏安全事故，為建筑項(xiàng)目總體目標(biāo)的完成奠定基礎(chǔ)[2]。

3 應(yīng)用特點(diǎn)

BIM具有優(yōu)越性，數(shù)據(jù)可視化，模擬性，靈活性，多維性和可出圖性六大特點(diǎn)。在現(xiàn)階段，市場上開發(fā)的BIM軟件種類很多，它涵蓋了工程造價(jià)管理、機(jī)電剖析、運(yùn)營管理及規(guī)劃方案設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，BIM把項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、管理方法及運(yùn)營融為一體，對軌道交通全過程中成本費(fèi)、進(jìn)度和安全質(zhì)量等進(jìn)行有效的監(jiān)督，從而達(dá)到對軌道交通項(xiàng)目工程的全方位周期管理。

3.1 三維立體模型

在BIM模型中，可以以3D的形式展示出對軌道交通工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)屏幕中展示出3D的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)工程圖紙的可視化（圖1）。在城市軌道交通建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過BIM的3D立體技術(shù)，可以將軌道交通等的總體布局展現(xiàn)出來，以便于施工人員對軌道交通建設(shè)中的各個(gè)重要參數(shù)有一個(gè)更為清晰的認(rèn)識(shí)。利用BIM的3D立體技術(shù)，可以方便有關(guān)人員對工程的各個(gè)方面都有全面的把握，從而讓施工運(yùn)營人員對軌道交通工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案中的有關(guān)數(shù)據(jù)信息有一個(gè)更為深入的認(rèn)識(shí)。轉(zhuǎn)化為一個(gè)能提高整個(gè)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)度的方案。

圖1 三維立體模型

3.2 信息全面具體

BIM模型的功能很多，在模型中包括了各種的設(shè)計(jì)模塊，并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。該模型為設(shè)計(jì)人員提供了很有價(jià)值的設(shè)計(jì)資料。同時(shí)，該模型還能對不合理的地方給予提示和警告。改模型具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能，容納了海量的數(shù)據(jù)和信息，為建設(shè)工作階段提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)和信息服務(wù)。該數(shù)據(jù)庫為項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目的施工工期、項(xiàng)目質(zhì)量以及所使用的施工工藝等方面的資料，為項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施過程中的信息進(jìn)行了分析。不難發(fā)現(xiàn)，BIM模型可以為整體的軌道交通建設(shè)整個(gè)設(shè)計(jì)全流程，為其帶來了大量的數(shù)據(jù)和信息，可以對不符合要求的區(qū)域進(jìn)行快速的解決，從而提高了在設(shè)計(jì)工作中的質(zhì)量[3]。

4 BIM技術(shù)在城市軌道交通工程施工管理中的優(yōu)勢分析

4.1 保障施工質(zhì)量與安全

在城市軌道交通工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中，安全和質(zhì)量是一個(gè)重要的前提和關(guān)鍵。利用BIM技術(shù)，可以將工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鶚?gòu)建的城市軌道交通模型中。通過對模型的展示，不但可以讓各個(gè)承建單位對所有的設(shè)計(jì)意圖有一個(gè)清楚的了解，還可以確定出施工的主要難度。摸清建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，制定有針對性的對策，確保在城市軌道交通工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和安全。

4.2 優(yōu)化施工進(jìn)度

在依托BIM技術(shù)的運(yùn)用來構(gòu)建城市軌道交通3D模型的基礎(chǔ)上，將建設(shè)進(jìn)程與BIM模型進(jìn)行密切聯(lián)系，從而形成多維度的信息化模型。首先，通過對比實(shí)際施工進(jìn)度和模型模擬進(jìn)度，分析兩者是否存在差別，從而判斷出實(shí)際的施工工藝流程和施工進(jìn)度是否符合科學(xué)和規(guī)范，若存在偏差，則可以利用該模型來對項(xiàng)目中的一些施工計(jì)劃做出相應(yīng)的修改，從而實(shí)現(xiàn)對施工場地的優(yōu)化配置，確保施工進(jìn)度符合預(yù)期。另外，利用BIM工程項(xiàng)目模型可以對碰撞點(diǎn)的位置進(jìn)行自動(dòng)的辨識(shí)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中隱藏的缺陷和設(shè)計(jì)缺陷，并能夠?qū)υO(shè)計(jì)中存在的碰撞點(diǎn)和它的不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，避免在后期施工的過程中出現(xiàn)出現(xiàn)返修，從而拖延施進(jìn)度[4]。

5 城市軌道交通工程施工管理存在的問題

5.1 信息傳遞效率低下

在傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度控制中，通常是由建設(shè)單位的規(guī)劃或網(wǎng)絡(luò)圖來控制，而建設(shè)單位的工作人員則是通過建設(shè)單位的施工圖來獲取相關(guān)的建設(shè)資料。但是，項(xiàng)目的信息以平面的形式來傳達(dá)，不可避免地會(huì)因?yàn)樽约旱睦斫庥辛苏`差，或者是因?yàn)閷こ虉D紙的表達(dá)有了錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，從而會(huì)導(dǎo)致工程項(xiàng)目的項(xiàng)目信息的傳達(dá)變得模糊不清，效率低下，從而會(huì)給項(xiàng)目帶來返修和進(jìn)度的延遲。

5.2 模型的搭建及應(yīng)用局限

BIM一直以來都在替代當(dāng)前的設(shè)計(jì)制造裝備，但因?yàn)闋砍兜浇ㄔO(shè)，設(shè)計(jì)施工，工程監(jiān)理，當(dāng)前的政府機(jī)關(guān)等生產(chǎn)體系，近期更多的是用于改善建筑的結(jié)構(gòu)形式。在軌道交通的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上，要通過內(nèi)外核實(shí)等各種程序，同時(shí)還涉及到許多技術(shù)專業(yè)，因此不能實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行的設(shè)計(jì)和制作，目前的三維設(shè)計(jì)大多只限于將平面圖紙進(jìn)行三維化。局限在土建和基礎(chǔ)機(jī)電設(shè)計(jì)等。

利用三維地質(zhì)環(huán)境和傾斜攝影GIS等應(yīng)用，需要大量的投資和人工，但實(shí)際價(jià)值卻相對的受到限制。從建管信息化的材料進(jìn)度計(jì)劃、驗(yàn)收檢驗(yàn)等應(yīng)用來看，離散沒有成為體系，而且對當(dāng)前建設(shè)生產(chǎn)流程構(gòu)成了威脅，兩套系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行了處理；增加的是工作強(qiáng)度，但并沒有顯著的作用[5]。

6 基于BIM技術(shù)的城市軌道交通工程精細(xì)化施工管理應(yīng)用對策

6.1 運(yùn)維階段

BIM在運(yùn)維階段的技術(shù)特征主要體現(xiàn)在設(shè)施運(yùn)維管理和設(shè)施的投入兩個(gè)方面。為實(shí)現(xiàn)對設(shè)施資產(chǎn)的高效管理，可以按照BIM模型將項(xiàng)目的設(shè)備運(yùn)維管理和設(shè)施資產(chǎn)管理結(jié)合到三維可視化平臺(tái)上，并與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的融合。BIM的智能化管理，詳細(xì)地記載了設(shè)備的管理人員，安裝位置，型號(hào)，規(guī)格，產(chǎn)品名稱，生產(chǎn)日期，供應(yīng)商及其他相關(guān)資料。其次，在該體系中還設(shè)有有效的緊急計(jì)劃管理，在所運(yùn)用的裝備到達(dá)維修期時(shí)，相關(guān)體系將會(huì)自動(dòng)報(bào)警；請有關(guān)部門立即進(jìn)行清洗，拆卸和更換。

6.2 進(jìn)度動(dòng)態(tài)管理

工程項(xiàng)目能否按時(shí)完成，進(jìn)度控制是關(guān)鍵所在。在該項(xiàng)目中，將施工現(xiàn)場的進(jìn)度計(jì)劃和實(shí)體模型構(gòu)件建立了一個(gè)合理的聯(lián)系，在施工的過程中，通過甘特圖、三維動(dòng)畫等形式，讓項(xiàng)目業(yè)主單位、施工單位、監(jiān)理方等各個(gè)參與者可以直觀的了解到項(xiàng)目現(xiàn)場的進(jìn)度情況。在項(xiàng)目中，在工程建設(shè)的過程中，存在著許多比較復(fù)雜的施工步驟和施工技術(shù)。因此，運(yùn)用BIM技術(shù)，進(jìn)行一次動(dòng)態(tài)的仿真，對各種不同的工藝路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化對比優(yōu)化，進(jìn)而得出最優(yōu)的工程施工方案。在此基礎(chǔ)上，通過BIM技術(shù)對各期的施工地點(diǎn)及資料進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、理性的調(diào)度。將項(xiàng)目中具體的工程進(jìn)度信息上傳到了一個(gè)服務(wù)平臺(tái)，并對項(xiàng)目的具體進(jìn)程進(jìn)行了一個(gè)實(shí)時(shí)的監(jiān)視，將計(jì)劃的進(jìn)程與現(xiàn)實(shí)的進(jìn)程進(jìn)行了比較，及時(shí)地分析出導(dǎo)致的偏差原因以及這些錯(cuò)誤對整體的工程的影響。實(shí)施進(jìn)度偏差校正，保證工程按時(shí)完成（如圖2所示）。

圖2 進(jìn)度動(dòng)態(tài)管理

6.3 應(yīng)用于軌道交通工程的規(guī)劃當(dāng)中

在進(jìn)行軌道交通的前期階段，總體策劃師首先要對其進(jìn)行總體策劃。此時(shí)，總體策劃工作人員就可以利用BIM技術(shù)，在BIM軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，建立一個(gè)三維立體模型，顯示出各個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)件。此時(shí)，在三維模型中，可以看到不同的地理位置，可以看到不同的管道，可以建筑物不同的構(gòu)件。

這樣，在建立模型的基礎(chǔ)上，工程總體計(jì)劃工作人員就可以獲得關(guān)于工程的建設(shè)數(shù)據(jù)，從而對項(xiàng)目的實(shí)際狀況有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，為工程的中后期的開發(fā)，提供更好的數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行前期項(xiàng)目總體計(jì)劃的過程中，為設(shè)計(jì)師建立一個(gè)三維立體的模型虛擬圖，之后，設(shè)計(jì)師可以在軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體掌握工程建設(shè)環(huán)境，例如對軌道工程周邊的地形、軌道交通工程和內(nèi)部管道等有一定的認(rèn)識(shí)后，就可以知道房屋建筑里面主要工程部件。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際，對軌道交通線路進(jìn)行規(guī)劃。在進(jìn)行計(jì)劃方案的多個(gè)方案策劃時(shí)，方便了工程項(xiàng)目的投資人選擇最優(yōu)的項(xiàng)目施工計(jì)劃，同時(shí)，在系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造中，建立了一個(gè)可視化的狀態(tài)。項(xiàng)目建設(shè)單位還可以在BIM軟件的內(nèi)部，根據(jù)實(shí)物模型，進(jìn)行技術(shù)的交流，方便了對技術(shù)規(guī)劃方案的改進(jìn)。此時(shí)，BIM技術(shù)就是利用以信息數(shù)字化的方式，建立了一個(gè)信息實(shí)體模型。然而，在實(shí)際的軌道交通施工中，其具體的工作比較復(fù)雜，同時(shí)，設(shè)計(jì)師還必須借助電腦3D制圖工具，繪制出了所有工程項(xiàng)目的工程地圖，并利用畫圖工具來協(xié)助BIM技術(shù)建立一個(gè)3D的立體圖形。

6.4 基于BIM技術(shù)的精細(xì)化成本管理

第一，快速校核標(biāo)的工程量清單。通過BIM模型提供工程量快速計(jì)算或者是校核標(biāo)的工程量，可作為商務(wù)標(biāo)投標(biāo)標(biāo)的參考。前期對項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行控制，加強(qiáng)對項(xiàng)目的后期資金的控制，有利于項(xiàng)目的后期經(jīng)費(fèi)運(yùn)作。

第二，快速提取物資量。使用精細(xì)化管理工程施工管理系統(tǒng)，可以快速地獲得工程量，同時(shí)還可以對工程分包進(jìn)行審核，避免繁瑣的計(jì)算，從而提升工作的效率?？焖俑鶕?jù)建設(shè)位置和建設(shè)進(jìn)度，以及進(jìn)度計(jì)劃等條件提取物資物量，并制訂勞動(dòng)力計(jì)劃、物資供應(yīng)計(jì)劃，同時(shí)也要協(xié)助工程部進(jìn)行物資需要計(jì)劃、物資部進(jìn)行采購及進(jìn)場計(jì)劃。

7 結(jié)論

綜上所述，BIM技術(shù)作為一種新的技術(shù)，作為一種用于對城市軌道交通的新技術(shù)，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。在工程中，利用BIM虛擬化、數(shù)量化和數(shù)字化的特征，能夠?yàn)榭焖俚剡M(jìn)行項(xiàng)目信息化管理提供一個(gè)真實(shí)、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)支撐，極大地提高了項(xiàng)目管理的協(xié)同性與可預(yù)控性，提高了管理效率，達(dá)到了一個(gè)精細(xì)化的管理水平。要更好地將BIM的工程管理方法所產(chǎn)生的工程效能充分地利用起來，并對該領(lǐng)域中生產(chǎn)與管理方式展開全面的變革和創(chuàng)新，與現(xiàn)實(shí)的工程運(yùn)用相結(jié)合，從而促進(jìn)BIM技術(shù)在工程建設(shè)階段的應(yīng)用。解決現(xiàn)場建設(shè)中遇到的困難，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的信息共享，多方面協(xié)調(diào)工作的精細(xì)化管理，提高了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。