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【摘要】新基建的提出給傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來了機遇和挑戰(zhàn)，以高速公路建設(shè)為重要內(nèi)容的傳統(tǒng)基建如何進(jìn)行數(shù)字化賦能，又如何通過數(shù)字手段，提高建設(shè)質(zhì)量，成為高速公路建設(shè)中的重點問題。文章介紹了高速公路施工數(shù)字化的技術(shù)——bim，分析了其技術(shù)特點，認(rèn)為BIM技術(shù)在高速公路施工生產(chǎn)中可以發(fā)揮積極作用，并詳細(xì)闡述了BIM技術(shù)在高速公路工程施工中的運用。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；高速公路工程；施工；應(yīng)用優(yōu)勢

1引言

當(dāng)前，高速公路作為我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量越發(fā)受到重視。為了大幅提高高速公路的施工水平，需引入BIM技術(shù)，建立三維信息模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)建立、數(shù)據(jù)分析，并對高速公路進(jìn)行施工模擬，保證工程各階段的施工科學(xué)性和合理性。利用BIM技術(shù)解決隧道、高邊坡和橋梁施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度等項目難點問題，降低施工質(zhì)量隱患，合理調(diào)配資源，節(jié)約工程成本，加快工程建設(shè)進(jìn)度，將數(shù)字化技術(shù)幫助高速公路建設(shè)的優(yōu)勢最大化。

2BIM技術(shù)研究

2.1BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是指將工程項目的整個生命周期內(nèi)的所有幾何信息和各專業(yè)部分性能信息整合為一個模型，其中囊括了工程施工進(jìn)度、運營等方面的信息。BIM是一個包含所有工程數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)被用來進(jìn)行整個工程項目的管理。傳統(tǒng)的工程管理以二維圖紙為核心載體，通過對圖紙中信息的分析進(jìn)行工程施工管理，無法建立起與實際工程尺度的直觀聯(lián)系。

2.2BIM技術(shù)特點

1)可視化基于BIM技術(shù)構(gòu)造出的三維模型，在整合工程所有幾何信息的同時，還集成了工程材料、設(shè)備類型等參數(shù)化信息。所以，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠直觀地顯示模型和數(shù)據(jù)，在所有信息可視化狀態(tài)下，進(jìn)行項目不同階段的溝通與交流，從而實現(xiàn)整個項目的可視化。2)協(xié)調(diào)性利用BIM技術(shù)把一個或多個工程項目分開來集成到一個項目中去，所有的參與者都可以相互交流和合作。例如，道路工程技術(shù)人員可以將縱斷面、路線、曲面等信息直接傳遞給結(jié)構(gòu)工程師，為結(jié)構(gòu)工程師提供更直觀真實的數(shù)據(jù)。另外，BIM技術(shù)模型具有動態(tài)關(guān)聯(lián)的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)圖紙與模型的有效關(guān)聯(lián)，提高圖紙的一致性。3)模擬性BIM技術(shù)的仿真模擬性是指在BIM基礎(chǔ)建立的三維模型上，模擬仿真工程項目的一些實際情況。例如，配合相關(guān)軟件分析模擬項目的表現(xiàn)，同時通過對比進(jìn)度圖調(diào)整施工進(jìn)度，這些都是模擬性的體現(xiàn)。

3BIM技術(shù)在高速公路工程項

目中的應(yīng)用優(yōu)勢BIM是一種綜合了工程項目各階段信息的數(shù)字化模型，包含實體信息，如路基路面、綠化、建筑機電等實體信息、資源配置、施工工序等。基于BIM技術(shù)使項目可視、可管、可控，進(jìn)而使每個項目的進(jìn)度、質(zhì)量、安全、現(xiàn)場管理等管理目標(biāo)得以實現(xiàn)，結(jié)合BIM可視化模型大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，通過信息技術(shù)手段提升管理過程的標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)精細(xì)化的管理目標(biāo)，使高速公路建設(shè)向信息化、數(shù)字化、智能化邁進(jìn)。在高速公路施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要有幾點。①加強各方溝通協(xié)調(diào)，實現(xiàn)基于信息平臺的信息溝通、信息發(fā)布、信息查閱，實時動態(tài)掌握項目各方的參與情況，及時為高速公路建設(shè)項目工作的開展提供各種信息支撐。②加強過程動態(tài)管理，通過信息化的手段交互確認(rèn)，強化施工過程的管理標(biāo)準(zhǔn)化，為成本節(jié)約提供有力的可靠保障。③強化責(zé)任意識，通過各項任務(wù)分配，任務(wù)跟蹤，確保各項事務(wù)能夠責(zé)任到人，過程可追溯。④提升信息水平，將過程的管理信息轉(zhuǎn)換為電子信息，通過分析挖掘等手段為項目建設(shè)決策提供依據(jù)。⑤提升現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)真實性，采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器等手段，盡可能地自動采集數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的真實性和不可抵賴性。⑥基于BIM模型，通過大數(shù)據(jù)展示等直觀的方式，進(jìn)行可視化的管理模式，加強高速公路施工各參與方對項目的理解，降低溝通成本。

4BIM技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

4.1基于BIM技術(shù)的項目管理

1）進(jìn)度管理公路施工項目各個標(biāo)段里程較長，傳統(tǒng)的橫道圖難以直觀反映出整體施工進(jìn)度情況，通過BIM輔助進(jìn)度計劃編制，將二維的計劃進(jìn)度三維化，在系統(tǒng)中進(jìn)行生長模擬，使得現(xiàn)場更直觀把控項目進(jìn)度，及時調(diào)整不合理的工期排布。2）質(zhì)量安全管理使用BIM系統(tǒng)的移動端采集現(xiàn)場質(zhì)量，安全，進(jìn)度和文明施工的照片，關(guān)聯(lián)BIM模型下對應(yīng)的構(gòu)件位置。使管理人員可以隨時通過移動終端發(fā)現(xiàn)問題，處理問題，形成閉環(huán)實施。有效解決了傳統(tǒng)質(zhì)量安全管理時效差、過程無痕、協(xié)同困難等問題，提高高速公路施工項目的現(xiàn)場管理水平。3）資料管理通過管理平臺對項目的各類資料進(jìn)行分門別類，如批復(fù)的相關(guān)文件、設(shè)計圖紙、技術(shù)資料、開工報告、技術(shù)交底等資料，通過系統(tǒng)上傳建立與模型的關(guān)聯(lián)，可以在BIM平臺中快速查找相關(guān)的工程部位關(guān)聯(lián)信息，同時也可以通過搜索的方式查找指定的相關(guān)資料。

4.2碰撞檢測

沖突檢查旨在提前發(fā)現(xiàn)不同項目中不同部分之間的沖突，重點是建造前的圖紙會審，碰撞分為軟硬碰撞兩種，軟碰撞指實體間無碰撞，但不能滿足施工要求，而硬碰撞則需要兩個管道之間保持足夠的距離，沖突檢查的目的是要通過安裝前的圖紙會審。目前，BIM的碰撞檢測主要針對硬碰撞。施工過程中，各專業(yè)設(shè)備管道之間的碰撞、建筑物自身的碰撞等是主要的碰撞問題。BIM技術(shù)的碰撞檢測尤其適用于高速公路的橋梁結(jié)構(gòu)碰撞檢查。結(jié)合BIM碰撞檢測的特點，還可以解決高速公路工程施工中的工藝、施工難點，BIM模型是設(shè)計的一次預(yù)演，設(shè)計中隱藏的問題很多，這些問題都與設(shè)計專業(yè)的配合密切相關(guān)，傳統(tǒng)的單位會審很難發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)把所有專業(yè)放在同一個模型中，考慮的重點是專業(yè)之間的沖突，模型按照真實尺度建立，揭示了高速公路施工項目中存在的深層問題。

4.3智慧決策平臺

BIM技術(shù)的應(yīng)用核心和本質(zhì)是實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的集成與融合，主要包括設(shè)計數(shù)據(jù)、建設(shè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)等多種類型，高速公路施工項目建設(shè)過程的各類數(shù)據(jù)恰恰是支撐項目建設(shè)決策指揮的關(guān)鍵信息，如何將各類零散的信息進(jìn)行有效組織和融合，實現(xiàn)總體規(guī)劃中的“數(shù)字業(yè)務(wù)化”，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)管理的源動力成為主要問題。智慧決策平臺以項目工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全、投資問題和關(guān)鍵部位管理為重點，通過大數(shù)據(jù)分析及管控分析模型，對各管理要素趨勢性、系統(tǒng)性問題的分析、預(yù)警、決策與綜合管理，實現(xiàn)工程建設(shè)管理的自動感知、自動預(yù)判、自主決策。在實際應(yīng)用中按照業(yè)主統(tǒng)一的管理體系使用統(tǒng)一的工程項目管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)無法進(jìn)行實時獲取，可以采用人工錄入結(jié)果的形式，直觀的展示項目建設(shè)過程中的質(zhì)量、安全、成本、計價等信息。

4.4現(xiàn)場數(shù)據(jù)集成管理

通過BIM技術(shù)結(jié)合智慧工地，建立一系列信息系統(tǒng)，可以有效實現(xiàn)與高速公路施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)對接。信息系統(tǒng)集成管理主要包括視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)信息集成，在BIM模型段可以直接掌握視頻攝像頭的位置并進(jìn)行實時查看現(xiàn)場監(jiān)控視頻；安全數(shù)據(jù)集成，與視頻監(jiān)控以及拌合站管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，通過BIM平臺實施動態(tài)展示相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.5基于BIM的場地布置模擬

在高速公路項目實施過程中，應(yīng)基于BIM技術(shù)檢驗施工場地布置的合理性，在三維場景中展現(xiàn)不同時期工程現(xiàn)場的施工場地布置情況，達(dá)到優(yōu)化場地布置方案，減少不同工區(qū)作業(yè)干擾的目的。1）施工場地布置三維可視化借助三維BIM軟件的可視化功能，在限定的空間范圍內(nèi)，真實展示不同時期工程現(xiàn)場施工布置情況，包括施工用地區(qū)域與生活用地區(qū)域。2）施工組織方案優(yōu)化利用BIM技術(shù)的空間分析功能并結(jié)合工程進(jìn)度信息動態(tài)，分析整個施工期間工程現(xiàn)場規(guī)劃布置的合理性，發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的場地布置沖突問題，并提出優(yōu)化措施。3）施工組織方案模擬與比選利用BIM技術(shù)對施工場地布置方案中難以量化的潛在空間沖突進(jìn)行分析并構(gòu)建施工場地布置方案評估的指標(biāo)體系，通過三維模擬說明各階段的最優(yōu)方案，組合成施工場地動態(tài)布置總體方案。

5結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前高速公路建設(shè)中，為了提高公路施工生產(chǎn)的整體質(zhì)量，施工部門應(yīng)結(jié)合高速公路的基本特點，合理利用BIM技術(shù)，使BIM技術(shù)結(jié)合施工需要，整合各類施工工序，降低施工難度，實現(xiàn)BIM技術(shù)在高速公路施工中的有效應(yīng)用。對公路施工企業(yè)而言，應(yīng)充分認(rèn)識BIM技術(shù)的優(yōu)勢，通過施工生產(chǎn)和各工序的整合，實現(xiàn)BIM工藝的全過程管理，為BIM技術(shù)在高速公路施工生產(chǎn)中的運用提供支持。

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作者:王嘉偉 單位:中電建路橋集團(tuán)有限公司