BIM技术在高速公路机电工程中的应用

李月鹏

摘  要：高速公路机电工程具备管线铺设复杂、设备种类多的特点，需要各参建方协同作业，减少各专业的施工冲突，才能保证机电工程施工质量。通过把BIM技术引入高速公路机电工程中，可以全过程、全方位、動态监管项目建造过程，通过模型和数据，利用BIM技术的特点，最大程度发挥项目的信息价值，从而促进我国高速公路工程的进一步发展。本文就此展开了相关探究。

关键词：BIM技术;高速公路;机电工程

1BIM在高速公路机电工程中的特点及作用

1.1BIM的特点分析

1.1.1可视化

可视化的实际应用在建筑行业中起着非常重要的作用。BIM所提及的可视化是一种可视化图形，可以形成人与人之间的互动和反馈，因为整个过程是可视化的，视觉效果不仅可以通过效果图显示和报告，更重要的是，在项目设计、施工和运营过程中的沟通、讨论和决策都是以视觉状态进行的。

1.1.2协调性

协调是建筑行业的重点内容，建设单位、业主、设计单位都在做协调配合的工作。一旦企业项目的实施发展过程中遇到了问题，就要将各有关人士召集起来开协调会，寻找各个施工安全问题可能发生的原因及解决办法。然后作出变更，采取相应补救措施来解决这些问题。

1.1.3模拟性

在设计发展阶段，BIM可以对设计上需要施工部位进行模拟实验。比如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热传导模拟等。4D模拟（三维模型加项目开发时间）可在招投标和施工阶段进行，即根据施工组织设计进行模拟实际施工，从而确定合理的施工方案，指导施工。同时，可以进行5D模拟（基于4D模型加成本控制），实现成本控制。

1.1.4优化性

事实上整个系统设计、施工、运营的过程就是一个企业不断进行优化的过程。当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化。优化受3个因素的制约：信息、复杂性和时间。复杂程度较高时，参与管理的工作人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助相关的科学研究技术和设备的帮助。

1.1.5可出图性

BIM模型不仅可以绘制常规的建筑设计图和构件工艺图，而且可以直观地显示、协调、模拟和优化建筑，并发布专业图纸和深化图纸，使工程表达更加详细直观。

1.2BIM的作用

BIM技术对业主企业而言，因可明确自己预先通过了解并检视工作成果，是一个有吸引力的工具，因为它的潜力超出了以旧技术研究工具可以进行发展规划和设计时的窠臼[1]。如果实施有效，BIM可以在整个建筑生命周期内节省大量成本。通过促进运营商之间的合作和知识共享，它可以在施工开始前生成更准确的成本估计。在施工期间，透过3D模型分析及其相关信息技术确实、随时进行沟通，可以通过模型最大限度地减少返工及资源浪费。

2BIM技术在高速公路机电工程中的应用

2.1BIM机电工程深化设计

高速公路机电工程的三维模型包含设备、道路、隧道等数字信息，这些数据是运用BIM进行施工管理的基础。①根据要求创建数据模型，并开展优化设计;②依据监测模拟的结果更改、优化BIM设计中的相关设备管线。各专业设计人员在进行图纸深化设计时，按照相关标准定义设备、道路、隧道等内容数据，包括尺寸、功能、型号、材料等完整参数。根据这些数据信息创建包含各道路设备信息的3D数据模型，并对设备模型实施分类、组织以及关联工作。

2.2施工资源管理

针对高速公路机电工程施工的各阶段特点，将设备、工作人员以及其他资源和物资实施调拨管理。应用BIM系统根据工程进度编辑成设备调拨表，工程管理者可根据调拨表和施工进度规划好物料到货时间，并提交采购部实施订购。此外，对物资的管理进行控制，项目部可开展限额领取材料，BIM系统可以自动生成物料配置单，施工工人根据物料配置单进行物料的发放和领取。

2.3质量控制

2.3.1碰撞检测

应用BIM技术的三维模型视图功能，快速准确检测出构件是否存在碰撞，并在检测后生成冲突报告，直观显示发生冲突的位置，以便于对机电工程设计方案进行调整。

2.3.2综合管线优化

管线优化必须按照机电安装各专业的设计规范要求，遵循合理避让与排布的原则对不同系统及其内部构件之间的距离关系进行调整。常见的综合管线优化情形如下：（1）管线线路、标高发生冲突时进行调整优化。（2）在有限空间管线分布不合理，即部分空间区域过于密集或分散时进行调整优化。（3）机电系统管线存在相互干扰时，如强、弱电缆桥架的相距较近时需要调整优化[2]。（4）管线分布密集时需要用组合支架进行分层排布，以保证管线正常使用，节省空间。（5）工程现场的施工工艺、安装顺序对机电设备管线的部分情况造成影响时需要进行优化调整。

2.4进度控制

2.4.1施工模拟

（1）机电工程施工进度经常会受到场地布局、管线排布、安装顺序、安装方法等方面的因素影响，造成实际进度与进度计划偏差。利用BIM技术能够减少上述问题的发生，通过在施工前多次模拟施工流程，能够使各专业直观看到机电安装效果[3]。（2）在技术交底中，可以组织施工方观看施工模拟图，提前告知施工现场存在的安全隐患和注意事项，提高施工效率。BIM平台能够提供机电工程施工模拟图，让现场管理人员掌握各个施工节点的进度情况，并将实际进度与计划进度进行对比，实现对施工进度计划的动态控制。

2.4.2工期优化

在BIM平台中录入了机电工程计划开始与完成、实际开始与完成等参数，使项目部能够在工期范围内查询每个时间节点对应的工程量情况，便于制定合理可控的每天、每周、每月的施工进度计划，根据进度计划优化资源供给，减少施工延误的可能性。

2.5成本控制

2.5.1工程量查询

利用BIM平台集成MEP模型、进度和成本的数据，以时间为参照轴建立起构件信息与成本数据的关系，使承建方能够实时动态查询实际工程量[4]。在工程量查询中，可自定义查询关键条件，如时间、进度、构件类型、规格型号等，BIM平台可以根据查询条件自动计算和导出工程量信息，增强成本数据的可追溯性。

2.3.2资源控制

（1）在BIM平台中，可以对任意时间段的人工、材料、机械的消耗量与计划成本进行分析，以可视化的资源曲线图展现出来，使项目部能够直观获取材料的消耗量信息，对材料消耗量的变化趋势进行分析判断，为资源控制提供决策依据[5]。（2）BIM平台要提供精细化的查询功能，对某个时间段的人、料、机消耗量进行查询，将其与预算进行对比分析，确定成本执行偏差，并生成资金曲线图，使项目部了解实际成本与预算成本之间的偏离情况，为制定成本纠偏措施提供依据。

结束语：

总之，在高速公路机电工程施工中，BIM技术不但能提高整个项目的精细化、系统化管理水平，还可提高施工建造关键技术的应用水平，保证高速公路机电工程的管理效率、建设质量，需要引起足够的重视。

参考文献：

[1]李爱龙.BIM技术在高速公路机电工程中的应用[J].科技风，2020（31）：96-97.

[2]金海波.BIM技术在高速公路机电工程项目管理中的应用[J].交通世界，2019（23）：175-176.

[3]李贵文.BIM技术在高速公路机电工程中的应用[J].交通世界，2019（21）：142-143+151.

[4]张志宁.BIM技术在高速公路机电工程中的应用分析[J].数字通信世界，2019（02）：224+275.

[5]张丽.BIM技术在高速公路机电工程项目管理中的应用[J].交通世界，2018（08）：139-140.