BIM 技术在公路工程施工中的应用

曹繁荣

（北京城建设计发展集团股份有限公司武汉分公司，湖北 武汉 430077）

一、BIM 技术概述

BIM 技术就是通过使用各种建筑模型和数字信息模型，对工程全生命建设周期进行合理管控和观察，提高工程的信息化管理水平和管理效率。同时给工程的设计单位、施工单位、运营单位等提供一个信息共享交换平台，让各方人员能够协同作业，为项目全过程的决策提供可靠的参考依据，减少沟通成本，提高工作效率。在构建数字化信息模型时，需要简化模型，需要从公路工程的实际情况出发，对工程的难易程度进行研究，从而对数字信息模型进行有针对性的调整，同时，需要深入了解工程进度和施工各个阶段的不同需求，收集整理工程建设过程中需要用到的各种材料、工程信息，再通过整合归纳信息建构模型，这样施工人员才能准确理解模型的建设理念，清楚了解施工的方向，顺利开展施工，提高施工人员使用模型的便捷性。

二、公路施工阶段的存在的问题

（一）公路工程项目作业环境复杂

公路工程建设项目的实施，受作业面的影响，一般都在狭长地带进行施工场地布置，作业空间小，因此很容易受到各种干扰。例如，对于临近合同段或施工队来说，经常的情况是场外、场内的运输道路是唯一的，遇到阻碍工程材料难以运抵施工现场，直接影响了项目的建设，另外既有的公路难以承受运输材料的重载交通，道路损毁严重，影响了运输的安全。临时用地的征地进度，可能影响工程的开展。受现场周围环境的影响，符合梁场布置条件的场地选取有限，因此需要保证临时用地的征地进度，才能保证预制梁的生产，保证施工进度。在公路工程项目实施过程中，梁场的选取需要占用很大的场地，因此梁场的布置与选取显得尤为重要，梁场选择需要有利于预制作业、有利于存放、有利于运输。同样，公路工程建设项目还存在弃渣场的选用问题，弃渣场的选择需要尽可能减少弃渣的运距，同时需要保护生态环境，减少对自然环境、水资源的污染。

（二）公路建设工程管理中出现的问题

首先，建设者们一般都习惯于固有的管理模式，对于新的管理方式不能完全接受，比如信息化管理的应用。因为原先传统的管理方式对于管理者的影响根深蒂固，同时其也取得了很好的管理效果，新的管理方式出现的任何瑕疵，都可能被他们无限放大。因此，一些先进的管理模式很难在建设项目上得到真正的应用，有些建设项目往往也只是流于形式，所以管理水平没有得到真正的改进。其次，在建设工程项目实施过程中，很多从业者只注重人而不注重规则和制度。良性的建设工程管理模式，一定是规则和制度优先，每一个参与者都需要在其职责权限范围内工作，发挥管理制度的作用。如果仅仅只是以人的命令优先，完整的管理制度就不能发挥应有的作用，从而出现越权指挥，让人为因素直接影响公路建设工程项目的质量、进度、成本，以此引起工程建设的损失，让建设项目的管理固守在原有的水平。

（三）建设工程项目施工的问题

公路工程项目的建设虽然现场有技术人员进行技术指导，实际上真正施工的还是一线工人，而工人的技术水平直接影响工程的质量。比如具体的一些施工工序，钢筋加工、路基刷坡、脚手架搭设、模板搭设、防护工程施工，都体现了工人的技术水平，而在一些具体过程中，个别工人会有投机取巧的心态，习惯采用一些省时省力的办法，而不会去关注建设工程的质量，所以需要强化现场的质量管理。

三、BIM 技术在施工阶段的应用

（一）设计校核和工程量复核

通过在 BIM 模型中浏览，技术人员去查看可视化的工程实体模型，对工程实体会有一个具体的认识。对于复杂的结构物图形，也可以通过构件的显隐将一个复杂的细部构造从其他模型中剥离出来，清楚的去查看工程结构物的实体形态。在工程量的复核过程中，传统的复核方法要依照二维平面设计图纸来计算结构物的几何尺寸，进而计算体积和数量，由于工程实体并非都是标准而规则的形状，依靠人工有些根本就难以计算，借助图形设计软件 CAD 可以实现工程量的计算，这也要求施工技术人员具有很好的 CAD 绘图水平，这样一来计算工程量的过程必然需要一个很长的时间。而在 BIM 信息化系统中，结构物的工程量信息已经在构件的属性中进行了标识，工程量的汇总统计也可以直接在工程量统计中进行查询，免去了工程量复核过程，既加快了施工进度，减轻了项目工程技术人员的工作量，节约工程工期，还有利于对建设工程项目实体形成具体的认识。

（二）施工模拟、优化施工方案

根据建设工程项目的进度计划数据，将进度计划数据赋值到 BIM 中，即可实现模型的动态施工模拟，一般的施工模拟可以模拟结构物施工在时间和空间上的进度安排顺序。较深层次的施工方案模拟，可以模拟现场的施工机械，逼真地展示整个施工作业活动的过程，从而及时发现施工方案中进度计划安排的问题，如施工场地布置、机械配置、机械性能参数是否满足、空间干扰等问题(图 1)，根据施工模拟来进行方案的调整和优化。

图1 碰撞检查

（三）标准化模型

将建设工程项目中的一些通用标准构件在模型设计中做成标准的模型，添加进建模软件的族库中。此建模方式相较于传统的 CAD 模型绘制是一个很大的进步。标准化的构件模型可以用来预制构件批量化的生产，对于构件加工的生产单位来说，标准的模型可以直接应用于数控机械化自动生产。提高了交底的准确性，同时增强了沟通的效率，减少了双方交底的环节，节约了时间和成本，避免了在采用传统的二维图纸交底时，出现因为二维图理解问题导致的构件加工出错，直接生产出残次品，造成浪费。

结束语

综上，在公路工程的施工阶段利用 BIM 技术，可以有效提高施工质量与效率，保证施工人员安全，且有序协调各部门协同工作。通过系统界面可以实现可视化管理，了解工程概况与施工进度，有效解决建设工程项目模型可视化的问题，在其他方面也有着积极的作用。