基于BIM 技术的高速公路施工进度管理实施框架研究

　　摘要:在当前数字化和信息化高速发展的推进下,在高速公路工程进度管理中,需要融入更多的先进技术,依靠完善的管理方式,保障高速公路的智慧化管理。BIM 技术是当前工程管理中的先进技术,利用BIM 技术实现高速公路施工中的进度管理,能够满足高速公路工程的标准化建设,促进高速公路工程的信息化自动化和智能化发展。本文主要分析BIM 技术在高速公路施工进度管理的具体应用,仅供参考。

　　1 引言

　　在以往传统的高速公路施工进度管理中,结合施工图纸为基础展开工程施工中资料的分析,结合具体的管理经验,满足工程施工进度管理要求。传统的项目进度管理主要表现在二维层面上,进度计划和模型彼此独立,无法实现一对一交互。二维图纸模型表达抽象,对施工人员技术要求较高。基于BIM 的三维模型可视化技术大大提高人工模型的交互性。高速公路项目路线长、工程量大、投资大、专业范围广、周期长、对周围环境影响大、施工组织复杂。因此,高速公路建设过程中,需要先进的技术手段解决施工进度管理问题。

　　2 技术难点

　　2.1 设计方案到施工模型的转换

　　在以往的高速公路施工质量管理中,主要采用的是二维CAD 图纸,施工单位根据二维图纸进行施工,资料繁多、理解抽象。基于BIM 技术的高速公路项目进度管理依赖于3DBIM 模型,将3D 模型和进度计划进行整合,利用BIM 技术实现施工模拟,再借助BIM 技术可视化给人以直观感受。因此,要实现基于BIM 的施工进度管理必须实现二维图纸到三维物理模型的转变。通常,构建施工BIM 模型有以下方式。1)在设计阶段利用BIM 技术构建设计模型,直接交付三维BIM 模型,施工单位在设计模型基础上构建施工BIM 模型,添加进度信息形成4D 模型,还可添加造价信息构成5D 模型。2)设计单位交付的是二维CAD 图纸,施工单位根据CAD 图纸构建三维施工BIM 模型,然后将高速公路三维BIM 模型与进度信息整合成4D 模型,利用可视化技术进行施工模拟。目前,部分设计院已采用BIM 技术进行设计,但由于构建BIM 模型前期资本投入较大,主要受益在施工阶段及运营维护阶段,所以目前大部分项目采用二维CAD 交付,因此采用第2 种方式构建施工BIM 模型更接近实际。

　　2.2 高速公路4D 模型的动态修改

　　高速公路施工进度管理是公路工程管理的核心,需要在进度管理中落实动态化的管理过程。施工进度依据4D 模型进行管控,当实际施工进度与4D 模型偏差较大时,需及时调整进度,以达到工期要求。然而调整进度涉及三维模型与进度等多重数据,工作量、工作难度较大。因此,高速公路施工4D 模型动态修改成为实现该技术的难点之一。为突破这一难点,主要采取以下解决方案:①起初实现进度管理与BIM 物理模型相分离状态,即施工单位在进度管理平台或软件中编制进度管理计划,然后与BIM 物理模型整合成4D 模型。该情况只需在进度管理平台或软件中修改进度信息,重新整合后即形成新的4D 模型。②直接在4D 模型中选取高速公路相应的施工模块,逐条修改需修改的信息。

　　3 BIM 技术的高速公路施工进度管理措施

　　3.1 质量管理

　　根据高速公路管理要求,落实公路管理中的各项规定,从质量管理方面展开分析。质量管理是对具体的事务进行管理,按质量计划对质量控制点进行识别、控制、检查、对不符项处理和整改,验收各环节的质量把控。BIM 模型在质量管理业务上的应用主要是指结合编码对构件信息的获取和使用。与质量管理相关的信息,以BIM 模型为载体,同时构件作为单位,随着高速公路生命期的推进,对模型生长过程中的质量问题进行记录和呈现。记录主要依靠文档信息,在这些信息与BIM 模型之间建立一种关系。以“试验信息表”为例,即信息表的表头包括文件号 (GUID)、文件名(如:某部位压应力试验)、文件日期(实验时间)。文件号的使用可实现信息和构件的联系,确保工程质量信息的真实性和及时性。比如:对于出现过质量问题,即“历史问题”的构件,定义颜色为黄色;而对于当前存在问题,并定义解决的构件,定义颜色为红色。

　　3.2 合同管理

　　在高速公路管理中,以BIM 技术为基础,建立相应的模型,并且对模型展开分类和编码,将总包合同、分包合同的合同信息与BIM 模型进行绑定,实现合同基本信息、工程量清单以及合同的变更、索赔等全过程管理。关联BIM 模块与分包合同信息、合同变更信息、工程量信息等, 方便用户在BIM 模型中进行总包、分包合同相关数据的查看。在BIM 模型中,实现对任何构件级的模型的相应数据的合同工程信息查看和提取使用。业务流程设置方面,可建立起一套标准的业务流程管理:合同审批、合同变更审批、合同计量、合同价款支付、结算审批,在流程与业务数据之间桥架起对应的关系,从而对事务进行控制管理。

　　3.3 进度管理

　　在利用BIM 进行工作工程施工进度管理是需要做到以下几点。将模型根据进度展示相应BIM 进度模型,结合系统仿真技术、控制论等,考虑高速公路的施工特点,实现在BIM 驱动下高速公路的施工进度管控。把进度数据集成在进度管理BIM 模型上,实时展示工程进展情况,实现对工程施工的实时把控与优化,为施工方案制定与决策提供技术支撑。第一, 通过使用统一的构件编码,把BIM 模型与进度数据进行关联绑定,生成甘特图,是一种进度计划的线上编制的有效方式,便于提供相关施工资源的配置信息,也是BIM 模型与进度业务管理的融合体现。第二,BIM 驱动高速公路管理业务的方法则是基于BIM 模型的计划进度模拟,能够根据进度计划时间动态预览项目进展,在模型展示的同时,还可以查看资金、资源曲线的动态数据,结合多方面的数据来源更直观的把握项目的进度态势,为进度计划的修改更正提供决策支持,这就是BIM 模型把信息集成的意义。

　　3.4 成本管理

　　公路工程管理中,以建立的BIM 模型为基础,实施对工程施工中各阶段费用的计算。执行预算、年度费用计划和月费用计划进行信息绑定, 实现BIM 模型与进度数据在构件级的双向关联,同时在模型的信息中,实时地对各单元项目进行跟踪监测,从而反映出其项目的各项费用实际收支偏差情况,人员可通过浏览模型信息可分析费用产生偏差的原因,制定出与之对应的控制措施。针对一些异形体,如曲面建筑物,相对于更粗略的模型,构件级则为基于模型的计算工作提供了强有力的的支持,更符合实际工程,计算结果也更精确。基于构建级模型的计算避免了工作人员在工程工期限制的情况下采用复杂的传统二维图纸形式的不精确表达,确保了工程量计算结果的准确性。

　　4 结束语

　　总而言之,高速公路工程是推进城市进步与发展的基础,在当前的时代背景下,高速公路建设逐渐走向自动化和智能化。本文结合高速公路工程的特点,研究了BIM 高速公路模型在施工管理业务上发挥的作用。

　　参考文献:

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　　[2] 汪珉祯.基于BIM 和挣值法的公路施工项目成本控制研究[D].长沙理工大学,2018.

　　[3] 杨帅.BIM 技术在高速公路建设中的有效应用[J].四川水泥,2018(09):73.

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　　[5] 郝敏.基于BIM 技术工程变更信息共享平台的创建[D]. 太原理工大学,2018.

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