BIM技术在市政道路施工管理中的应用

杨晖

（贵州建工集团有限公司）

1 BIM技术内涵

BIM 工作原理是以计算机网络为支撑，通过计算机编程及模拟设计将实际建筑结构物进行可视化处理，建立涵盖建筑结构、几何尺寸、材料材质在内的三维可视模型，实现工程建设时间、资源要素模型化参数化管理，将庞大的信息工作量精准模拟浓缩到BIM信息系统内，体现出三维可视化、信息化的核心设计理念，进而融入工程项目建设全过程[1]。其中，在项目可行性研究设计阶段，设计者能借助该模型直观分解整体结构，为制定组织方案以及后续全局深度设计软件化处理提供方便，根据业主、建设方、施工单位的设计要求对设计参数进行调整，提供多种备选方案满足多方对设计的诉求。

2 BIM技术特征

2.1 BIM可视化技术特征

BIM 技术主要用于应对城市化进程加快、市政项目建设完善复杂的功能需求，可有效解决工程建设周期长、协作工种多、影响范围大、施工质量高等现实问题。发挥BIM技术可视化特征，提高效率、保证质量也是对关键性技术支撑的要求。国内应用BIM 技术可视化实现规划与实际构建信息，主要通过采取构建三维立体模型形式，提高BIM 可视化技术设计精度，使用者通过直接观察准确了解设计缺陷。BIM 技术除具有直观显示特点之外，还能够通过动画演示对建设项目全周期过程推演，及时发现设计瑕疵、准确预见工程建设遇到的问题，对合理安排劳动要素资源，解决设计与施工之间的冲突矛盾，提高工程建设信息准确性，搭建工程建设各参与方之间协调平台意义重大[2]。

2.2 BIM优化性技术特征

市政工程建设项目投资大、社会影响大，对工程技术要求高。BIM 技术通过模型输入现实项目数据，将工期质量技术等信息通过成本参数进行控制调整，对建筑外观形状、内部空间结构几何尺寸进行精准预测，为客观完整制定施工方案、优化项目组织运行达到最佳效果。市政工程建设应用BIM技术的优势体现在：借助建筑参数建设模型，对项目策划、组织运行、使用维护全生命周期内要素进行统筹整合，利用信息网络系统实现资源共享，通过数据库对工程建设数据在使用者之间做出准确传输，为设计团队、运营单位、业主，以及施工各方协同合作、提高效率、节约成本、控制工期发挥重要作用。

2.3 BIM协作性技术特征

市政工程建设及其配套工程极其复杂，需要多工种、多部门组织协调形成合力方能完成建设任务。但是受各方利益关注点不同、组织机构设置不合理、沟通信息不畅等影响，项目管理组织信息不对称造成施工方案变更频繁、信息投资增加现象众多。用BIM 技术协作性特征能够及时处理施工建设前期、模型构建期间的问题。发挥系统管理作用，构建数据库数据模型，形成自动推演，使复杂问题简单化，立体效果平面化、剖面化，收到优化管理流程、提高协调效率的良好效果。

2.4 BIM模拟性技术特征

BIM 技术模拟性特征，主要通过模型构造推演构建结构及建设过程，在总结历史施工经验、借鉴先进技术的基础上，综合研究判断施工过程中出现的安全隐患、质量通病，建立风险预警和纠偏机制。BIM 技术模拟优势体现在设计、施工、竣工验收，以及运行维护等全过程。通过模拟性、真实性调整组织方案，比对施工措施，进行优中选优，有效提升突发情况出现后紧急状态下物资调配、机械周转，甚至人员紧急疏散等能力。

3 BIM技术在市政道路工程中的应用

3.1 BIM技术在工程设计阶段应用

BIM技术涵盖的“建筑、信息、模型”三个构成元素表明，在工程设计阶段应用该项技术必须以市政工程建设整体为研究对象，以准确获取各阶段基础信息为依托，以模型化设计为重要载体。设计单位、设计师在设计阶段，要将专业设计软件作为重要的技术工具，全面准确掌握与建筑信息有关的第一手材料，为三维模型设计构建做好准备，如图1所示。

图1 BIM技术在道路中的应用

施工单位各个专业间的信息管理、数据共享、搭建模型，必须有BIM数据设计统一管理，避免重复数据录入。BIM 技术在工程设计阶段应用，要彻底转变传统的二维平面图纸设计、材料清单设计思想，为从二维设计、二维静态图纸设计向三维动态BIM 直观展示创造条件。在设计理念、技术效果输出设计阶段，要以快速做出材料用表、精准完成劳动资源调配、充分比对各项技术要求为重点，检验相关标准运用是否正确，检验各工序、分部分项工程接口是否无缝衔接[3]。与此同时，通过BIM 技术数据自动检索、软件分析，将地质结构条件、自然条件影响、资源能量消耗、大气污染的实景进行模拟，减少工程施工的盲目性。特别是在减少地下城市管廊交叉碰撞，消除支架结构立体作业安全隐患多等方面，要精准计算工作量、划定标准的施工路线，为工程成本控制、施工质量建设提供准确基础数据支撑。

3.2 BIM技术在施工阶段的应用

BIM建设的重要成果主要体现在施工建设质量行程过程中。施工现场管理要最大限度展示BIM模型直观展示的效果，为现场施工管理技术人员、岗位操作员工全面生动直观了解施工立体构造、平面布局提供条件。以此为基础，对现场安装平面图设计、材料布局摆放、机械设备利用进行系统协调。施工阶段要遵循组织方案、借助模拟系统，将施工工艺流程、关键工序衔接、时间节点控制、大型复杂构件运输吊装环节，进行反复模拟，形成最佳施工组织。BIM 技术在进度管理方面，要根据总体施工安排利用时间管理工具，增加时间维度、效益维度、成本维度的密切联系。施工计划进行动态管理，为节省工作时间保证后续工作顺利开展提供便利，防范工期延误，造成合同违约成本增加。在质量与安全管理方面，要将此环节作为应用BIM 技术的重中之重。通过施工视频分析、相关影像资料分析比对，自动形成质量通病的处置措施。

3.3 BIM技术在市政道路设备维修应用

市政道路施工和其他施工建设项目一样，具有一定的设计年限和使用周期规划。利用BIM技术开展市政道路设备维修，要通过对常年车流量测定、路面承载负荷的测算，科学观测出可能出现的质量通病，增强道路维护检修的针对性。实施道路设备维修要将日常检修设备维护、设备零部件更换做出合理规划。除了技术保障之外，还要提升相关管理人员BIM技术普及力度，对常见质量事故，借助自动修复手段，依靠大数据信息化系统完成。市政道路竣工投入后，即将进入使用阶段，后续过程的道路管理成为工作重点。道路管理部门要借助BIM技术开展使用维护处理更换等方面的培训，形成及时发现问题隐患、制定养护保护措施、保证公路使用安全的职业素质[4]。BIM 技术在市政道路建设中的应用要随着时代发展，特别是城市地下综合管廊建设的需要进行拓展，充分发挥该项技术在降低人工劳动强度、降低安全隐患伤害、提高工作效率、降低人力物力财力维修费用方面的优势。

4 BIM 技术在市政道路施工管理中应用的技术难点及优化措施

4.1 数据传输与交换

在市政道路施工管理中，BIM 技术的数据传输与交换面临较大挑战。由于不同软件之间的数据格式不统一，导致数据交换困难，降低了工作效率。为了解决这一问题，完善数据传输与交换标准是非常必要的，需要推动建立统一的BIM数据交换标准，促进不同软件之间的数据交换与共享，降低数据传输成本。

4.2 模型精度与深度

在市政道路工程中，BIM 模型的精度与深度难以满足施工管理需求。模型的构件信息不全、细节表现不足等问题影响了施工过程中的决策效率。

因此，在应用BIM技术中，需要提高模型精度与深度，加强BIM建模技术的研发与应用，满足市政道路施工管理的精细化需求。

4.3 协同设计与协同管理

市政道路工程涉及多个专业领域的协同工作，但目前BIM技术在协同设计与协同管理方面仍存在一定难度。各专业之间的数据不兼容、信息不流通等问题影响了协同工作的效果。针对这一问题，加大对协同设计与协同管理技术的研发力度，突破多专业领域之间的数据不兼容、信息不流通等技术瓶颈。

4.4 技术标准与规范

目前，BIM技术的相关标准与规范还不够完善，导致在市政道路施工管理中缺乏统一的标准依据，增加了技术的应用难度。

为了确保BIM 技术在应用中发挥相应的作用，需要建立健全BIM 技术的相关标准与规范，为市政道路施工管理中BIM技术的应用提供统一依据。

4.5 案例分析

以某市市政道路工程为例，分析BIM 技术在施工管理中的应用效果。通过BIM 技术进行深化设计，有效解决了原设计中存在的冲突问题，避免了施工过程中的设计变更。同时，利用BIM 技术进行场地布置与进度管理，合理安排施工资源，确保工程按期完成。在施工过程中，通过BIM 技术的数据共享与协同工作，有效提高了各参与方的沟通效率，降低了沟通成本。此外，通过BIM技术的质量管理功能，实现了质量信息的全面记录与跟踪，提高了工程质量。

5 结语

BIM 技术在国内应用普及推广势头强劲，对市政工程施工综合实力、大型施工企业总包集成能力建设、综合成本控制、推行绿色环保理念均发挥着重要作用。因此，市政工程管理部门、政府相关管理组织机构，要对市政工程建设规模、资金投入进行前瞻性分析，保持与时俱进的创新思想，深入挖掘BIM技术在国内应用的潜力，形成更好的建设服务模式，为城镇化建设，经济社会发展提供更大助力。