BIM技術與高速公路工程項目管理研究

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【摘要】bim技術作為當前高速公路建設領域的關鍵性技術，該技術的科學應用對于提升項目管理水平、減少資源浪費、降低施工成本等方面有著極強的優勢。研究的主要目的在于明確BIM技術在高速公路工程項目管理當中的應用措施和要點內容，以此促使BIM作用得到充分發揮，達到提升項目管理水平的效果。本文簡要介紹了BIM技術的特點，探討了BIM技術在高速公路工程項目管理當中的應用，最后結合高速公路工程項目特點，提出了基于BIM技術的高速公路工程項目管理實施策略，對于提高高速公路工程項目管理水平具有積極意義。

【關鍵詞】BIM技術；高速公路；項目管理

1引言

BIM技術的推出，使得國內外相關學者爭相展開理論和實踐研究，在多年的發展之下，取得了良好的應用成效，并且在高速公路領域得到了廣泛應用和推廣。目前在高速公路工程當中，對于BIM技術的應用和研究，主要是針對工程規劃設計階段，但實際上，在整個項目管理過程中，BIM技術都能夠發揮出積極作用。因此，此次研究從BIM技術的特點，以及全過程工程管理角度出發，將BIM技術與高速公路工程項目管理進行有機融合，意在強化BIM技術應用效果。

2BIM的特點

2.1可視化展示

相較于傳統CAD出圖方式而言，BIM技術具有可視化特點，能夠將高速公路工程建設過程中，相關構件之間的互動聯系、特征信息等準確、可靠地反映出來，幫助相關人員更好地了解設計情況，以及相應構件的屬性和物理特征，對于后續設計的優化整改，以及交底工作的實施均有重要作用。某高速公路項目生產基地BIM模型如圖1所示。

2.2全程協調工作

由于高速公路工程項目規模較大，參與施工建設的單位、專業等也相對較多，為保障工程質量，確保項目實施的順利性，就需要做好各專業、參建方之間的溝通交流，保障交流的質量和效率。而BIM技術的科學應用，能夠為各參建方提供良好的溝通渠道和平臺，在各專業設計圖紙整合的過程中，能夠直接發現設計當中存在的問題，并通過BIM技術模擬，計算相應協調數據，促使各參建方能夠直接明確設計當中存在的問題，并及時進行優化調整，避免后續出現返工或者不良沖突等情況，進一步提高管理效率[1]。

2.3仿真模擬實驗

模擬性是BIM技術應用過程中最為主要的優勢特點，通過對后續實踐活動的模擬，能夠更好地了解到實際施工過程中可能出現的問題，進而對設計方案展開優化調整。除此之外，借助BIM技術還能夠進行地震、水流、風荷載以及車輛荷載等方面的受力實驗，以此對設計方案的可行性進行分析，進一步提高方案設計的合理性以及科學性。

2.4智能導出圖紙

借助BIM技術，不僅能夠直接獲得相應構件設計信息，幫助相關技術人員、施工人員更充分的了解構件實際情況，還能夠將BIM技術優化后的設計圖紙直接導出，不僅極大地提升了圖紙設計過程中的便利性，而且與傳統建筑圖、節點詳圖相比，BIM技術的應用，不僅能夠導出相應施工設計圖紙，而且還能夠出具相關檢測報告以及改進建議等，因此相應圖紙具有極強的綜合性以及可操作性。

2.5計算精準可控

BIM技術的精準性特點，主要是針對工程造價管理而言的，由于高速公路工程量相對較大，因此工程造價管理內容相對較多，需要進行大量的計算和分析工作，而以往人工計算分析過程中，難以避免會出現失誤和偏差，對于工程造價管理將會產生不良影響。而BIM技術下的工程造價管理，能夠借助相應三維模型和管理軟件，直接對相應結構材料的用量進行準確計算，為工程預算、造價的管理奠定良好基礎，有效保障相應計算工作的精準性。

3BIM技術在高速公路工程項目管理當中的應用

3.1規劃設計階段

BIM技術在高速公路工程項目規劃設計階段的應用主要體現在規劃、勘察以及設計三個部分。在規劃階段，BIM技術能夠與GIS技術等進行有機結合，以此實現對于高速公路工程項目的建模，并通過實現設定項目條件、可能遇到的問題等，實現對于項目建設過程的模擬分析，以此對相應道路選擇、場地布置等方面進行事先規劃，并對工程項目的預算、工期、功能以及環境影響程度等多個方面進行評估，以此保障工程項目的可行性。在勘察階段，在BIM技術的基礎上，借助GIS、GPS等先進技術，對公路工程地形地貌等展開勘測工作，并獲取相應基礎數據信息，能夠進一步保障勘測結果的準確性，同時也有助于提高勘測效率，然后將相應勘測結果導入到BIM系統當中，可直接進行相應模型的創建，極大地提高了勘測工作的便利性。在施工圖設計階段，可通過相應碰撞試驗、結構分析以及模擬施工，明確設計圖紙當中存在的問題，并及時進行優化調整，有助于提高設計質量和效率，降低后續工程變更等情況發生的概率[2]。

3.2施工階段

施工階段BIM技術的主要應用表現在溝通協作、成本管理、質量控制以及進度管理四個方面。在溝通協作方面，基于BIM構建的三維模型以及管理平臺，能夠實現多個專業間的線上溝通和交流，幫助各專業技術以及其他工作人員，直觀地了解設計圖紙以及相應施工內容，不僅省去了很多溝通、解釋的時間，而且也極大地提高了溝通協作的效率。在成本管控方面，BIM三維模型構建完成后，能夠根據實際成本管理需求，獲取任意構件，或者結構的相應材料用量信息，不僅極大地降低了工作量，而且也有效避免了傳統人工計算過程中出現的誤差問題，實現對于工程項目資金的合理管控，有效保障工程量、預算以及成本計算的準確性。在質量控制方面，BIM技術不僅能夠在施工前進行碰撞檢測，并在施工過程中根據碰撞報告合理展開施工，降低返工概率，保障施工質量，而且還能夠在BIM技術的支持下實現施工過程的動態管理，保障工程質量效果，確保相應工藝、技術能夠得到有效落實，全面確保施工質量效果。在進度管理方面，可引入4D技術，通過加入時間維度，明確施工現場影響進度的不確定因素，使得施工進度計劃與現場實際情況之間保持較高的契合度，確保施工進度計劃的有效落實，還能夠在可視化情況下，分析每日進度情況，并與進度計劃進行對比分析。

3.3運營維護階段

BIM技術的應用，能夠將設計以及施工過程中的全部信息都存儲在相應模型當中，以此為后續運營維護提供可靠數據信息，幫助相關維護人員明確維護工作展開的重點，以及可能發生事故或者存在潛在問題的部位，進一步提升運營維護的針對性和有效性，此外還能夠進行相應位移情況、局部裂縫以及健康狀態等方面的監測，并形成相應運營維護數據[3]。

4基于BIM技術的高速公路工程項目管理實施案例

對于高速公路工程而言，其模型搭建需要根據工程實際情況展開，因此，本文以某高速公路建設項目為例，案例項目施工段全長88.96km，整體施工規模較大，而且途徑農田、水資源保護區等，施工難度也相對較大。

4.1項目準備管理

首先，在項目準備階段，應根據實際項目管理需求建立BIM實施小組，并明確BIM實施流程以及實施計劃。BIM實施流程包括確立BIM實施目標、成立BIM小組、開展項目啟動會，并進行人員培訓，然后進行BIM數據準備工作、搭建高速公路模型，并對BIM技術進行應用，以此實現對于項目實施全過程的管理。其次，建立相應組織機構，明確BIM技術應用下，項目實施組織架構分工情況，確保項目管理工作的有效落實，BIM組織架構簡圖如圖2所示。最后，進行軟硬件配置，其中硬件配置主要包括塔式圖形工作站和移動圖形工作站兩個部分，包括處理器、內存、主硬盤以及顯卡的配置選擇；軟件配置方面，應根據相應軟件功能進行配置，主要軟件功能包括結構物建模軟件、地形路基建模軟件、二維圖形軟件、基礎設施項目規劃設計軟件、展示渲染軟件，以及施工模擬、安全檢測、VR展示軟件，還包括文檔生成軟件，施工模擬、碰撞檢測軟件。

4.2BIM建模環節

由于BIM應用過程中，所涉及的數據信息、專業相對較多，因此在BIM模型創建之前，需要先創建BIM標準文件，明確模型儲存規則、文件夾命名規則。在實際進行建模的過程中，主要包括綜合生產基地模型、橋涵結構物模型以及路基工程模型。其中綜合性生產基地模型主要包括場站總平面圖、拌合站模型、水穩站模型，以及鋼筋加工廠模型。橋涵結構物模型，主要包括下部結構建模、上部混凝土箱梁建模以及上部鋼箱梁建模。以鋼箱梁結構建模為例，主要應用Revit軟件，對不同構件分別制作相應結構模型，并利用Dynamo進行編程，促使模型更加精準，經過Dynamo驅動后的主線橋、H匝道鋼箱梁模型如圖3所示。路基工程模型的建立，主要是根據路基寬度、緩和曲度以及相應設計高程等，創建道路三維模型，并將其導入到Civil3D軟件當中，進而生成相應模型。

4.3技術應用模式

BIM技術在高速公路工程項目管理過程中的主要應用模式包括圖紙信息復核、工程量統計、碰撞檢測、場地規劃、施工過程模擬、方案優化以及提高協同管理平臺[4]。本文以碰撞檢測和工程量統計環節為例，針對BIM技術在管理過程中的應用展開探討。高速公路工程基于其本身工序、專業較多等特點，實際施工過程中，難以避免會出現交叉施工情況，為保障施工順利開展，可借助BIM技術展開碰撞檢測，建立三維空間數字化模型，并通過對施工方案進行預演，避免施工過程中出現沖突情況。在案例工程中，經過碰撞試驗之后，發現箱梁梁體縱筋和箱梁底板箍筋的存在碰撞情況，并通過對箍筋位置的調整，實現了對于設計方案的有效優化。在進行工程量統計過程中，需要應用相應軟件建立三維模型，然后再通過軟件當中工程量明細功能，實現對于相應部位工程量數據信息的提取，如在進行混凝土方量計算的過程中，可借助Revit軟件，直接獲取土方填筑量情況以及相應部位的工程量清單，并將其與圖紙量進行對比分析，復核工程量情況，明確計量紅線。此外，運用BIM技術建立5D-BIM三維信息管理平臺，在內置預算法則的支持下，造價人員可以根據實際工程進度情況，隨時提取所需工程量，極大的提升了預算的精度和效率，對于強化工程造價控制也有著積極作用。

5結束語

BIM技術基于其自身可視化、可協調性、模擬性以及可出圖性等方面的優勢和特點，在高速公路工程項目管理全過程中，都能夠發揮其自身作用，在項目規劃設計階段，通過BIM技術可視化建模、碰撞檢查等功能能夠進一步提升設計的科學性、合理性以及可行性；在施工階段，BIM技術還能夠支持項目管理過程中的溝通協作，提高溝通效率質量，而且還能夠實現項目成本、質量以及進度等方面的管理；在項目運營維護階段，基于BIM技術對道路工程運行情況等進行監測，保障工程維修養護計劃方案的合理性。基于BIM技術展開高速公路工程項目管理時，應做好前期準備工作，明確項目實施流程、組織機構等，并從模型搭建、BIM初級應用以及拓展應用等方面科學進行項目管理工作。相信隨著對BIM技術的深入研究和實踐探索，該技術將會在工程項目管理當中發揮更大的作用。

【參考文獻】

[1]李鑫.BIM技術在高速公路機電工程項目管理中的應用[J].江西建材，2021(09):340-341.

[2]陳偉，熊少輝.高速公路機電工程項目管理中的BIM技術應用研究[J].中國新通信，2020，22(19):98-99.

[3]毛耀.高速公路機電工程項目管理中的BIM技術應用[J].四川建材，2020，46(04):225+228.

[4]金海波.BIM技術在高速公路機電工程項目管理中的應用[J].交通世界，2019(23):175-176.

作者：劉建宏 單位：中交第四航務工程局第二工程有限公司