中圖分類號 U412 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）08-0095-03

0 引言

高速公路作為國家重要交通要道，是交通運(yùn)輸建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，高速公路建設(shè)質(zhì)量、效率以及成本等，與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著密切聯(lián)系，對民生發(fā)展起著重要作用。隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，將現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用到高速公路建設(shè)與發(fā)展中具有重要意義。通過采用BIM技術(shù)對高速公路進(jìn)行一體化設(shè)計施工，能夠提升高速公路的整體施工效率?；诖?，該文主要對BIM技術(shù)在高速公路設(shè)計施工一體化中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1" "BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)，是指建筑信息模型技術(shù)，以三維數(shù)字技術(shù)為主的模型工具，通過數(shù)字化手段重構(gòu)建筑行業(yè)的工作模式。BIM以建筑工程全生命周期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過三維數(shù)字技術(shù)構(gòu)建包含幾何形狀、材料屬性、成本進(jìn)度等多維信息的動態(tài)模型[]。涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)維直至拆除的全流程管理，實(shí)現(xiàn)物理與功能特性的數(shù)字化表達(dá)，對于提升建設(shè)施工效率具有極其重要的作用。

1.2 BIM技術(shù)在高速公路設(shè)計施工一體化中的應(yīng)用價值

在高速公路設(shè)計施工一體化中，將BIM技術(shù)應(yīng)用到高速公路設(shè)計施工中具有重要的應(yīng)用價值。具體表現(xiàn)為：

（1）提高項目設(shè)計效率和質(zhì)量：通過采用BIM技術(shù)，能夠在設(shè)計階段提高高速公路設(shè)計師的設(shè)計效率。采用該技術(shù)能夠以三維形式直觀地體現(xiàn)高速公路的路線、橋梁、隧道等情況，便于設(shè)計和分析高速公路的橋梁結(jié)構(gòu)以及隧道斷面等特征，使設(shè)計師在設(shè)計階段及時發(fā)現(xiàn)問題，并解決相關(guān)問題[2]。

（2）優(yōu)化施工方案：在施工過程中采用BIM模型，能夠提高施工單位的施工效率。采用該技術(shù)模擬施工的全過程，有利于在施工前發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險和問題，提前制定預(yù)防措施。采用BIM技術(shù)能夠?qū)κ┕じ鲄?shù)進(jìn)行精確計算，對工程量、成本等進(jìn)行估算，提高預(yù)算管理效率，對資源進(jìn)行有效管理，從而降低施工成本。

（3）提高項目協(xié)同能力：BIM平臺在高速公路設(shè)計與施工過程中，能夠起到信息共享的作用，促進(jìn)項目設(shè)計團(tuán)隊、施工團(tuán)隊以及監(jiān)管團(tuán)隊直接的溝通與協(xié)作效率。在該技術(shù)的作用下，能夠?qū)崟r獲取項目建設(shè)的效率、進(jìn)度、投資等情況，使項目得到精確管理。

（4）實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)：采用BIM技術(shù)時，可以與地理信息系統(tǒng)（GIS）以及環(huán)境評估等工具進(jìn)行協(xié)同使用，在設(shè)計高速公路項目過程中，利用其他工具能夠?qū)χ車h(huán)境進(jìn)行模擬，使設(shè)計師結(jié)合周圍環(huán)境、地理特征等設(shè)計更加合理的施工方案[3]。

2 BIM技術(shù)在召夸至瀘西高速公路設(shè)計施工一體化應(yīng)用案例

2.1召夸至瀘西高速公路工程概述

召夸至瀘西高速公路項目位于云南省滇東南地區(qū)，是滇中城市經(jīng)濟(jì)圈“十三五”高速公路網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃中的重要環(huán)節(jié)之一，該路段主要連接曲靖、陸良、瀘西等地。項目起于陸良縣召夸，接G78汕昆高速公路曲靖至召夸段擴(kuò)建工程，止于瀘西縣白水鎮(zhèn)，并與擬建的瀘西至彌勒段高速公路相互連接。召夸至瀘西高速公路全線設(shè)4處收費(fèi)站、1處服務(wù)區(qū)、1處監(jiān)控分中心、1處養(yǎng)護(hù)工區(qū)、1處路政中隊、1處隧道變電所。該項目重點(diǎn)以提升公路運(yùn)營管理水平、完善區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)為設(shè)計目標(biāo)。該項目按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計速度 1 0 0 k m / h ，路基寬度 3 3 . 5 m ，橋涵設(shè)計汽車荷載等級采用公路-I級，路線全長 3 2 . 2 1 0 k m 。

2.2高速公路設(shè)計施工一體化BIM模型建立

在召夸至瀘西高速公路項目中，根據(jù)項目設(shè)計施工圖紙以及施工工程要求，在開展高速公路設(shè)計與施工過程中，基于BIM技術(shù)，搭建詳細(xì)的召夸至瀘西高速公路設(shè)計施工一體化BIM模型。其中，該模型中主要包括道路、橋梁、隧道、路基、路面、排水、路線交叉、服務(wù)區(qū)、管理站、收費(fèi)站等所有關(guān)鍵元素，為后續(xù)開展設(shè)計施工提供重要的參考。

2.3基于BIM一體化平臺應(yīng)用情況

（1）多級別一體化項目管理

利用BIM一體化平臺中多級別一體化項目管理功能進(jìn)行一體化管理。在本功能中，主要分為三級管理，包括場地勘測、BIM設(shè)計、施工管理。第一級為場地勘測，利用衛(wèi)星圖片、無人機(jī)影像等對項目的整體情況進(jìn)行了解，并繪制地形圖，結(jié)合衛(wèi)星數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效設(shè)計，搭建三維實(shí)景模型圖，繪制三維地質(zhì)圖。第二級為BIM設(shè)計，主要包括場景建筑模型、道路設(shè)計模型、機(jī)載激光點(diǎn)云、橋梁設(shè)計模型等。第三級為施工管理，主要包括施工設(shè)備和仿真模型，項目結(jié)合樹和編碼，項目組織和人員架構(gòu)，跨平臺項目管理數(shù)據(jù)等[5]。具體多級別一體化項目管理流程如圖1所示。

（2）BIM信息集成管理

在BIM信息集成管理中，將項目所有周期中信息都整合到BIM模型中，能有效實(shí)現(xiàn)信息的集成管理與共享，為項目決策提供有力支持。利用BIM平臺建成高速公路項目問題庫，對整個項目工程設(shè)計和施工過程中存在的問題進(jìn)行整合，并建立問題提出、問題分析、問題執(zhí)行以及問題審查等一體化管理程序，有效消除項目在建設(shè)過程中存在的安全問題。在開展BIM信息集成管理時，將項目工程的質(zhì)量檢測報告數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測中存在的安全問題與BIM模型相互關(guān)聯(lián)，通過利用三維可視化平臺，對各種問題進(jìn)行模擬，可提高BIM信息集成管理效率。

（3）三維可視化設(shè)計

結(jié)合GIS管理平臺，開展三維可視化設(shè)計工作。結(jié)合地理信息系統(tǒng)提供相關(guān)參數(shù)，利用BIM模型三維可視化功能，展示項目工程設(shè)計效果，使整體項目更加直觀有效提高設(shè)計質(zhì)量。利用BIM模型，采用不同顏色區(qū)分不同場景，使道路、橋梁、隧道、路基、路面、排水、路線交叉、服務(wù)區(qū)、管理站、收費(fèi)站等通過三維可視化設(shè)計更好體現(xiàn)在整體設(shè)計中，可以更加直觀顯示項自在建設(shè)施工過程中需要注意的問題以及需要把控的細(xì)節(jié)，可以為施工方案的制定提供重要指導(dǎo)[7]。

（4）碰撞檢測和設(shè)計方案優(yōu)化

基于BIM模型對高速公路設(shè)計施工開展碰撞檢測，利用三維模型對其進(jìn)行空間分析模擬高速公路項目中各個構(gòu)件在實(shí)際空間中所處位置，檢測構(gòu)件間是否存在物理沖突。通過BIM模型能夠有效識別和標(biāo)記可能出現(xiàn)碰撞位置，為設(shè)計團(tuán)隊提供更加有效參考。在開展碰撞檢測過程中，BIM模型能夠有效模擬道路與橋梁之間的幾何關(guān)系和位置情況，檢測兩者之間是否存在沖突，避免在施工過程中發(fā)生碰撞現(xiàn)象。檢測隧道與周邊結(jié)構(gòu)碰撞情況，避免隧道與周邊環(huán)境存在碰撞風(fēng)險。采用BIM模型還能有效檢驗交叉口之間的碰撞情況。通過利用BIM模型能夠?qū)ε鲎矙z測結(jié)果進(jìn)行分析，并為項目設(shè)計團(tuán)隊提供方案優(yōu)化策略，改進(jìn)設(shè)計方案，提高整個項目設(shè)計安全性。

（5）基于BIM技術(shù)開展虛擬施工應(yīng)用

在項目工程建設(shè)中，設(shè)計人員采用BIM可視化技術(shù)能夠有效對施工情況進(jìn)行模擬。在虛擬施工過程中，對項目工程施工多次搭建三維模型，并組裝虛擬施工環(huán)境，對施工工序進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)當(dāng)前的施工進(jìn)度計劃與實(shí)際進(jìn)度計劃進(jìn)行模擬。基于BIM技術(shù)開展虛擬施工應(yīng)用，便于監(jiān)理單位、建設(shè)方以及工程管理人員觀察道路施工情況，分析因設(shè)計變更、突發(fā)事件、氣候環(huán)境因素等外界因素影響，導(dǎo)致施工進(jìn)度滯后的問題和原因，有效排除各種風(fēng)險問題。基于BIM技術(shù)開展虛擬施工應(yīng)用，對施工工序、工法實(shí)現(xiàn)可視化分析，通過推演實(shí)際的施工過程，搭建施工模擬動畫等，對重點(diǎn)施工項目進(jìn)行模擬，提高施工人員施工能力，掌握重難點(diǎn)路段施工流程和方法，確定最優(yōu)施工方案。如圖2所示，為基于BIM技術(shù)虛擬施工方案優(yōu)化流程圖。

（6）施工現(xiàn)場布置和優(yōu)化

在設(shè)計BIM模型基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對召夸至瀘西高速公路項目工程進(jìn)行三維場地布置。通過采用BIM技術(shù)對施工現(xiàn)場布置和優(yōu)化，能利用項目管理系統(tǒng)準(zhǔn)確分析和反映項目工程施工現(xiàn)場路線以及位置分布情況，并采用電子沙盤形式，系統(tǒng)分析施工現(xiàn)場布置合理性。結(jié)合施工現(xiàn)場布置合理性分析情況，可以通過三維模擬方式以可視化的形式向項目管理人員提供施工場地BIM微觀模型分析依據(jù)，使項自設(shè)計和管理人員利用虛擬三維空間，對施工現(xiàn)場進(jìn)行合理的布置和優(yōu)化，提高施工項目質(zhì)量和效率。

（7）環(huán)境影響評估

BIM模型能精確模擬高速公路項目三維空間形態(tài)，并進(jìn)一步分析召夸至瀘西高速公路項目工程對周邊環(huán)境造成的具體影響，比如分析項目工程對土地影響，對周圍環(huán)境水文循環(huán)改變情況以及可能產(chǎn)生生態(tài)破壞風(fēng)險等[8.9]。采用BIM模型，根據(jù)整個項目設(shè)計參數(shù)、施工材料以及施工工藝等，利用三維可視化方式對項目周圍環(huán)境影響進(jìn)行分析，便于結(jié)合相關(guān)環(huán)境影響評估結(jié)果，設(shè)計更加有效施工方案。根據(jù)表1所示，采用BIM技術(shù)能對夸至瀘西高速公路項目工程的環(huán)境影響情況進(jìn)行有效評估，例如將路段徑流事故收集池池體容積等設(shè)計到BIM模型中，能夠得到具體的路段徑流事故收集池池體容積及設(shè)置情況。

3總結(jié)

綜上所述，該文以召夸至瀘西高速公路為例，將BIM技術(shù)應(yīng)用到高速公路設(shè)計施工中，分別開展多級別一體化項目管理、BIM信息集成管理、三維可視化設(shè)計、碰撞檢測和設(shè)計方案優(yōu)化等應(yīng)用，有效提高項目設(shè)計效率，優(yōu)化施工方案，提高項目整體協(xié)同能力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。未來將持續(xù)開展關(guān)于BIM技術(shù)在高速公路領(lǐng)域的應(yīng)用研究，為高速公路設(shè)計施工提供更加有效的技術(shù)支持，促進(jìn)我國交通基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張鑫，張永強(qiáng).基于BIM的高速公路信息化養(yǎng)護(hù)管理[J].山東交通科技，2024（6）：107-110.

[2]張艷林，侯鵬.基于BIM技術(shù)的智慧工地系統(tǒng)在高速公路工程中的應(yīng)用[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界，2024（35）：28-30.

[3]李嘉恒.基于BIM技術(shù)的高速公路建設(shè)全過程管理研究[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2024（22）：148-150.

[4]劉安，周彥濤，萬先軍，等.基于BIM技術(shù)的高速公路智慧建管平臺研發(fā)與應(yīng)用[J]中國交通信息化，2024（11）：83-86.

[5]龍琰.基于BIM技術(shù)的高速公路互通立交設(shè)計及施工管理[J].黑龍江交通科技，2024（7）：23-26.

[6]高鵬云.BIM技術(shù)在高速公路設(shè)計施工一體化中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2023（8）：54-57.

[7]王偉，張文彬，郭棟，等.BIM+VR技術(shù)在高速公路設(shè)計與施工中的應(yīng)用[J].公路，2022（7）：268-273.

[8]劉志中，裴佑生.BIM技術(shù)在高速公路互通立交設(shè)計及施工管理中的應(yīng)用[J].北方交通， 2 0 2 2 （ 2 ） ： 5 0 - 5 3 + 5 6

[9]謝勇．多種測量技術(shù)在新建高速公路施工圖設(shè)計測量中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（14）：80-82.