摘" 要：我國高速公路建設(shè)正快速發(fā)展，但傳統(tǒng)管理模式難以應(yīng)對新挑戰(zhàn)。建筑信息模型（BIM）技術(shù)作為一種數(shù)字化工具，通過建立三維模型和信息庫，提高信息協(xié)同共享能力和建設(shè)效率，特別適用于復(fù)雜工程。在高速公路工程規(guī)劃、設(shè)計、施工和運維等各個環(huán)節(jié)，采用BIM技術(shù)進(jìn)行信息化改造，是亟待解決的問題。該文對BIM技術(shù)在高速公路建設(shè)管理中的應(yīng)用進(jìn)行探索，旨在通過構(gòu)建信息化模型和綜合管理平臺，提升施工管理效率和安全水平，提出改進(jìn)方案，推動BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型（BIM）技術(shù)；信息協(xié)同共享；施工管理；高速公路；三維模型

中圖分類號：U411" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）08-0188-05

Abstract： China's highway construction is developing rapidly， but traditional management models are difficult to cope with new challenges. As a Digital tools， Building Information Modeling （BIM） technology improves information collaborative sharing capabilities and construction efficiency by establishing three-dimensional models and information bases， and is especially suitable for complex projects. In all aspects of highway engineering planning， design， construction， operation and maintenance， using BIM technology for informatization transformation is an urgent problem to be solved. This paper explores the application of BIM technology in highway construction management， aiming to improve construction management efficiency and safety level by building an information model and comprehensive management platform， propose improvement plans， and promote the progress of BIM technology in the field of construction engineering.

Keywords： Building Information Modeling（BIM） technology; collaborative information sharing; construction management; expressway; 3D Model

近幾年，我國高速公路建設(shè)迅速發(fā)展，成果顯著。隨著項目的不斷推進(jìn)，對施工和監(jiān)理工作的要求也越來越高。傳統(tǒng)的技術(shù)手段和管理模式難以適應(yīng)在設(shè)計階段進(jìn)行的海量數(shù)據(jù)收集和整理、建設(shè)階段的管理難度增加、運行中的信息交互不暢等新問題。

建筑信息模型（簡稱“BIM”）技術(shù)是一種用于工程設(shè)計、建造和管理的數(shù)字化工具[1]。BIM技術(shù)具有三維可視化、參數(shù)化建模、仿真分析和協(xié)同設(shè)計等功能，適于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，立體交叉施工和施工場地有限的工程項目。BIM技術(shù)通過建立施工模式，可以對不同層次、不同階段的施工數(shù)量進(jìn)行快速統(tǒng)計，能夠準(zhǔn)確地顯示出道路建設(shè)各個階段的各類信息，從而極大地提高了對施工效率的預(yù)測以及對施工進(jìn)度的準(zhǔn)確把握[2]。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高速公路建設(shè)項目的信息化改造勢在必行。針對規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)到運營養(yǎng)護(hù)全過程中存在的諸多問題，采用新型的工程管理方式和技術(shù)方法，建立適合我國國情的高速公路施工管理體系，是當(dāng)前我國高速公路建設(shè)急需解決的重大問題。BIM技術(shù)在高速公路施工管理中展現(xiàn)了顯著的潛力，但現(xiàn)有技術(shù)仍存在局限性。為了提高效率和安全性，需要創(chuàng)新和改進(jìn)。BIM技術(shù)可通過對項目進(jìn)行3D數(shù)字化建模，并為其提供完整的工程信息，將不同施工階段和工序的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而提高了參與各方的信息協(xié)同共享能力，促進(jìn)了建設(shè)生產(chǎn)效率的提高[3]。

本文旨在探索在高速公路建設(shè)過程中，BIM技術(shù)的創(chuàng)新性的運用。它是一種以BIM為基礎(chǔ)的信息模型，同時也是一種集成式的管理平臺。它可以幫助我們更好地解決目前的問題[4]。通過深入分析和實證研究，為高速公路施工管理提供可行的解決方案，推動BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的進(jìn)步，以促進(jìn)施工管理效率和安全水平的提升。

1" 高速公路施工管理模式和信息化研究分析

1.1" 高速公路建設(shè)內(nèi)容

高速公路是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，伴隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的基建規(guī)模不斷擴(kuò)大，高速公路、橋梁等工程也在迅速增加。高速公路橋梁建設(shè)有別于其他建設(shè)項目，具有較強的專業(yè)性和特殊性。傳統(tǒng)的高速公路項目管理模式不再適應(yīng)當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。因此，基于企業(yè)的實際情況，結(jié)合工程項目管理的發(fā)展方向和相關(guān)管理環(huán)境，需要對組織進(jìn)行改革，建立一個合理的管理計劃[5]。

1.2" 高速公路建設(shè)施工管理現(xiàn)狀

我國建筑企業(yè)長期致力于鐵路、公路、機場等交通建設(shè)，在取得前所未有的發(fā)展同時，項目管理方面仍面臨理論與實踐結(jié)合度不足、矛盾與沖突等問題。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，我國高速公路建設(shè)中存在管理模式與發(fā)展步伐不協(xié)調(diào)、理念陳舊的情況。盡管建筑行業(yè)發(fā)展迅速，但由于起步較晚，部分企業(yè)仍沿用過去的管理理念，導(dǎo)致管理體系滯后、缺乏創(chuàng)新。

第二，我國高速公路工程項目管理體系存在規(guī)范不足和制度不完善的問題。缺乏明確的管理制度和有效的監(jiān)督監(jiān)管機制，導(dǎo)致責(zé)任劃分不清晰，很難有效管理和協(xié)調(diào)項目中的利益、權(quán)利和責(zé)任關(guān)系。

第三，目前，我國高速公路經(jīng)營管理工作中，管理人員的專業(yè)化程度較低。在高速公路建設(shè)項目中，成本、進(jìn)度、質(zhì)量是3個重要的管理因素。高速公路項目管理是一個規(guī)模巨大、形式多樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系，對其進(jìn)行高效的分類與歸納，對其所需的專業(yè)技術(shù)與知識也提出了更高的要求。但是，由于各個施工企業(yè)的業(yè)務(wù)素質(zhì)高低不一，所以在管理上也存在著很大的差別。

第四，我國高速公路工程項目信息溝通協(xié)調(diào)機制不夠完善。在高速公路工程項目中，各個單位和部門需要協(xié)調(diào)合作，形成一個協(xié)同系統(tǒng)。然而由于各種原因，項目相關(guān)主體之間的信息溝通存在障礙。

第五，我國建筑業(yè)普遍對人才培訓(xùn)模式不夠完善和重視不夠等問題。在當(dāng)今時代，企業(yè)的生存和發(fā)展都離不開人才。但是，目前我國建筑業(yè)職工文化程度不高，專業(yè)理論水平有待提高，特別是對公路橋梁施工組織與管理的理論支撐不足。另外，有些企業(yè)在員工培訓(xùn)、管理等方面也不夠重視。

1.3" 高速公路建設(shè)管理要點分析

高速公路工程項目涉及設(shè)計、建設(shè)和運營維護(hù)3個階段。設(shè)計階段關(guān)注道路選線和施工圖設(shè)計，建設(shè)階段包括駐地建設(shè)和各項工程建設(shè)，運營維護(hù)階段則主要涉及養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急管理和收費等工作[6]。每個階段都有其管理重點，介紹如下。

1.3.1" 項目設(shè)計階段

在高速公路建設(shè)項目的設(shè)計過程中，需要從項目策劃、調(diào)查到施工圖設(shè)計等多個學(xué)科交叉。項目規(guī)劃需多方參與，需進(jìn)行全局性調(diào)研分析，周期長、投資大。

在勘察階段，需要獲取規(guī)劃線位，并收集地形、地質(zhì)、氣象和水文等數(shù)據(jù)，考慮影響工程線位和結(jié)構(gòu)設(shè)置的因素。勘測的準(zhǔn)確性直接影響設(shè)計和施工的順利進(jìn)行。然而，傳統(tǒng)勘測方式效率低、浪費時間和資源，因此需應(yīng)用GIS地圖、航空衛(wèi)星等先進(jìn)技術(shù)以提高效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

1.3.2" 項目施工階段

在高速公路施工過程中，要加強安全、質(zhì)量、進(jìn)度和造價的控制。工程結(jié)構(gòu)實體建筑所采用的材質(zhì)對其工程質(zhì)量有很大的影響，因此，要保證其工程實體的質(zhì)量，就必須對選材進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。機具機械的模式化使用使項目施工實現(xiàn)了機械化建設(shè)，要合理地選擇施工機具，既能提高生產(chǎn)效率，又能保證施工質(zhì)量。

1.3.3" 項目運營維護(hù)階段

高速公路項目的運營管理注重保障道路運輸暢通，確保服務(wù)設(shè)施如加油站、停車場等良好運行。維護(hù)管理重點在于日常巡查和維護(hù)，包括保潔、維修保養(yǎng)，以及應(yīng)對道路搶險和災(zāi)害防治，以確保高速公路的暢通和安全。

1.4" 高速公路施工項目管理改革初探

我國高速公路及其規(guī)模在不斷擴(kuò)大，這就給高速公路的施工質(zhì)量與技術(shù)水平帶來了很大的挑戰(zhàn)。為了有效地提高公路工程施工的質(zhì)量與水平，工程管理就成了至關(guān)重要的一環(huán)。

高速公路建設(shè)的內(nèi)容很多，包括人員、材料、機械和工藝等，且高速公路的施工工期很長，其受氣候和環(huán)境等諸多因素的影響。在高速公路網(wǎng)建設(shè)中，要保證高速公路建設(shè)的質(zhì)量和效率，就必須采取科學(xué)、高效的工程管理方法，才能對其進(jìn)行有效的控制[7]。

2" BIM技術(shù)在工程建設(shè)項目施工管理信息中的應(yīng)用

2.1" BIM技術(shù)在高速公路施工管理中的具體應(yīng)用形式

2.1.1" 輔助建構(gòu)三維模型

高速公路的施工需要多方面的條件，由于一般公路是直線結(jié)構(gòu)，其建設(shè)里程遠(yuǎn)、工期長，要求設(shè)計者對其所處的環(huán)境有足夠的了解，對其進(jìn)行合理的設(shè)計。傳統(tǒng)的2D目標(biāo)圖只能顯示建筑的關(guān)鍵部位及尺度要求，很難精確地表達(dá)設(shè)計意圖。如果管理者不能對其進(jìn)行有效的控制，就會產(chǎn)生安全隱患，從而影響工程的實施。與之相比， BIM構(gòu)建的可視化模型精度更高、表面結(jié)構(gòu)更清晰，且可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表面參數(shù)，便于管理者了解工程數(shù)量、安全程度，并對風(fēng)險區(qū)進(jìn)行精確分區(qū)。通過可視化的內(nèi)容，管理者可以預(yù)先預(yù)見到安全問題，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，為問題的解決節(jié)約了大量的時間。

2.1.2" 預(yù)判高速公路的風(fēng)險等級

高速公路邊坡處于高地上，高差易造成土壤松散，影響邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選用合適的邊坡加固方法，保證邊坡的安全性。BIM技術(shù)也能在建設(shè)過程中，對安全管理各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)，使質(zhì)量與安全控制手段標(biāo)準(zhǔn)化，并建立起預(yù)警機制[8]。

2.2" BIM技術(shù)在施工協(xié)同管理中建立協(xié)作平臺

施工協(xié)同管理是指在施工過程中，通過科學(xué)的管理方法和工具實現(xiàn)各參與方（如業(yè)主、設(shè)計師、總承包商、分包商和供應(yīng)商等）之間的有效協(xié)作與協(xié)調(diào)，確保施工過程順利進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期的項目目標(biāo)。BIM技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)是建筑全壽命期管理中各利益相關(guān)者的協(xié)同工作，可以使得鐵路建設(shè)縮短工期、節(jié)約成本、提高質(zhì)量，通過科學(xué)的資料整合模式，讓各個利害關(guān)系方達(dá)到管理的同步性，降低失誤率，從而提升整體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)率[9]。

2.2.1" BIM技術(shù)對提高建設(shè)項目管理水平具有重要意義

利用BIM技術(shù)仿真施工總控制計劃，可以清楚地顯示出施工階段所需要的資源分配和具體執(zhí)行的步驟。因此，可以對施工資源進(jìn)行合理分配，同時可以對施工計劃進(jìn)行有效的引導(dǎo)和調(diào)整，及時發(fā)現(xiàn)和規(guī)避隱患，極大地提高了建設(shè)的可行性。與傳統(tǒng)的文件、報告相比，BIM技術(shù)將工程信息以更加形象的方式展現(xiàn)出來，便于使用者了解和把握。

2.2.2" BIM技術(shù)可推動行業(yè)信息化，強化建筑項目的精細(xì)化管理

利用BIM技術(shù)，將企業(yè)的管理規(guī)范、施工過程、質(zhì)量要求等各種業(yè)務(wù)信息進(jìn)行集成，使管理人員能夠方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，從而使管理工作的效率得到極大的提升。利用BIM技術(shù)進(jìn)行信息分享，提高了工程交流的效率，同時對各個崗位的流程管理信息進(jìn)行了及時的采集和集成，與企業(yè)的考評規(guī)范進(jìn)行比較，能夠及時地發(fā)出預(yù)警和警示。BIM技術(shù)的運用，使得企業(yè)和項目層可以從多個視角進(jìn)行工程信息的采集，從而達(dá)到從“結(jié)果”到“全程”的轉(zhuǎn)變。在此基礎(chǔ)上，通過對數(shù)據(jù)的存儲、分析與挖掘，構(gòu)建BIM可重用性知識庫，提升 BIM應(yīng)用價值，推動建筑工程精細(xì)化管理。

2.2.3" BIM技術(shù)能推動產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng)新

通過BIM技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用，實現(xiàn)了BIM技術(shù)與施工管理平臺和企業(yè)信息化的有效結(jié)合[10]。本項目擬采用BIM技術(shù)，通過對企業(yè)到項目、項目與項目、參與各方乃至各個崗位的協(xié)同管理，為項目的協(xié)同管理提供專業(yè)的數(shù)據(jù)支撐。運用該應(yīng)用模型，將會打破傳統(tǒng)的管理方式，并提供全新的、革命性的管理方式。

這三者需要相互協(xié)調(diào)、共同作用，才能實現(xiàn)全面發(fā)展。BIM協(xié)同管理平臺基于BIM模型，整合了模型瀏覽、算量計價、質(zhì)量管理和變更管理等功能，集成了成本、進(jìn)度、質(zhì)量安全和變更管理。平臺為各相關(guān)單位提供了協(xié)同工作環(huán)境，通過權(quán)限設(shè)置實現(xiàn)無縫協(xié)同，促進(jìn)信息一致性和流轉(zhuǎn)，提高工程全生命周期的運行效率，避免數(shù)據(jù)干擾。在協(xié)同設(shè)計、施工和驗收方面，BIM技術(shù)通過建模、優(yōu)化、監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理，確保設(shè)計合理性、施工效率和驗收準(zhǔn)確性。

3" 南京—鹽城高速公路項目中BIM技術(shù)的應(yīng)用價值分析

3.1" 南京—鹽城高速公路項目概況

南京—鹽城高速公路路基橋涵工程NY-TZ5標(biāo)段主要結(jié)構(gòu)物有主線特大橋1座（大垛樞紐主線橋）、大中橋5座、匝道橋8座，另涉及鹽靖高速公路拼寬既有橋梁拆除重建4座、線外橋1座、涵洞11道。南京—鹽城高速公路建成后將極大縮短南京與鹽城之間的通勤時間，在江蘇省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中占有重要地位。

3.2" BIM技術(shù)在本案例中可利用價值

3.2.1" BIM技術(shù)的應(yīng)用形式

在南京—鹽城高速公路工程建設(shè)階段，使用BIM技術(shù)建立了一個信息模型，搭建了一個集成的工程管理平臺，其中包括了施工前利用BIM技術(shù)建模、建立可視化模型等。

在本項目中選擇Revit作為建模工具。Revit廣泛應(yīng)用于建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和工程領(lǐng)域，提供強大的三維建模和可視化分析功能。施工管理人員可在模型中實時顯示施工狀態(tài)、已完成工作和待完成工作，從而監(jiān)控施工進(jìn)度和質(zhì)量。利用Revit，能直觀展現(xiàn)高速公路設(shè)計方案，施工團(tuán)隊可根據(jù)模型的幾何信息和特征，制定更有效的施工順序和進(jìn)度計劃，避免交通干擾，減少施工沖突。為了更好地展示設(shè)計方案，利用Revit建立了一個高度可視化的三維模型。為實現(xiàn)建筑項目施工階段各個參與方的協(xié)同管理和信息共享，確保施工進(jìn)度的管理水平，以BIM技術(shù)為核心，通過Revit的建模工具，利用BIM技術(shù)實現(xiàn)模型的渲染和可視化，完成建筑施工進(jìn)度管理，并且數(shù)據(jù)管理可以通過統(tǒng)一的描述方式完成，保證信息的有效共享[11]。

為了使BIM能夠更好地引導(dǎo)施工，采用Revit構(gòu)建現(xiàn)澆梁三維建模。在此基礎(chǔ)上，在施工之前對支護(hù)位置、施工機械線路等進(jìn)行了優(yōu)化，并對鋼管柱的設(shè)計長度進(jìn)行了校核，并修正了圖紙上主要材料的計算誤差。并且把 BIM模型與工程技術(shù)相結(jié)合，形成一條“進(jìn)度管理曲線”，對工程項目的“錯”“漏”“碰”“缺”等問題進(jìn)行有效的指導(dǎo)[12]。同時，針對現(xiàn)有的鋼筋模型建立困難，以及在建模時需要處理的大量節(jié)點的尺寸和位置信息，通過Revit API中建立鋼筋的功能，并與參數(shù)化造型思想相融合，形成一種簡潔、實用、準(zhǔn)確的鋼筋的參數(shù)化生成方法和程序[13]。高速公路現(xiàn)澆箱梁（部分）模型如圖1所示。

3.2.2" BIM技術(shù)在本案例中的應(yīng)用價值

在南京—鹽城高速公路項目管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價值有如下幾點。

1）協(xié)同設(shè)計與沖突檢測。南京—鹽城高速公路工程規(guī)模大，施工技術(shù)、施工工藝及工藝要求較高，BIM技術(shù)能夠促進(jìn)各個設(shè)計團(tuán)隊成員之間的協(xié)同工作。通過在統(tǒng)一平臺上創(chuàng)建模型，建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和機電工程師等可以在設(shè)計初期就檢測到可能存在的沖突，從而減少設(shè)計變更帶來的成本和延遲。

2）模擬施工，優(yōu)化施工方案。在南京—鹽城高速公路的施工中，在工程施工初期利用BIM技術(shù)，對土地和構(gòu)筑物進(jìn)行規(guī)劃。在工程實踐中，運用4D施工模擬方法，分析了施工過程中發(fā)生的復(fù)雜和高風(fēng)險的施工工藝，并提出了相應(yīng)的對策和措施，對施工方案中的沖突點進(jìn)行處理解決，減少成本從而提升施工效率。

3）施工可視化和安全管理。南京—鹽城高速公路項目建設(shè)過程中，在項目建設(shè)前期，BIM模型可以用于模擬施工過程，幫助項目團(tuán)隊預(yù)先識別潛在的安全風(fēng)險并制定安全措施。通過可視化施工進(jìn)度和過程，可以更好地理解施工任務(wù)，提高施工工人的安全意識和管理水平。

4" 結(jié)束語

本文詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在南京至鹽城高速公路項目中的具體運用情況，對其在建設(shè)與管理中的作用進(jìn)行了較為詳盡的闡述，并對其在工程建設(shè)中的作用進(jìn)行了論證，表明BIM技術(shù)能夠有效地提高工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本等方面的控制，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

BIM技術(shù)通過構(gòu)建一個全面的工程項目信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了信息的協(xié)作與共享，同時也提升了建筑的生產(chǎn)效率；減少了成本和工期延誤，并增強了安全管理和風(fēng)險控制。研究表明，BIM技術(shù)能顯著提升企業(yè)競爭力，縮短開發(fā)周期，并推動施工管理效率和安全水平的提升。因此，進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)BIM技術(shù)，將有效解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，促進(jìn)我國高速公路建設(shè)的科學(xué)管理和持續(xù)發(fā)展。

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