BIM技术在施工阶段应用障碍及对策研究

段占立+谢洪涛

摘要：BIM技术是以3D模型为载体，赋予其相关属性信息，而形成的一种多维信息管理技术，主要应用于建设工程项目全寿命周期管理，是未来数字城市的应用基础。本文以某地铁工程为例，介绍了BIM技术应用现状，并对BIM适用性、应用障碍因素进行深入分析，在此基础上，积极探索BIM技术应用于工程项目的成功模式，为BIM技术推广应用提供借鉴。

关键词：BIM技术；施工阶段；障碍因素；信息管理

0引言

住房建设部发布的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》文件中，明确提出：“十三五”期间，全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力。

BIM技术是以3D模型为载体，赋予其相关属性信息，而形成的一种多维信息管理技术，能够为多专业的协同设计、施工、运营提供一个可视化的工作平台，为建设工程项目全寿命周期管理提供有力的技术支撑。BIM技术作为一种新兴信息管理技术，在推广应用过程中，其广度、深度却不尽人意。

本文结合某地铁工程实例，从BIM技术的应用现状，对BIM技术在应用过程中的技术、组织管理、社会应用环境、经济等方面的阻碍因素进行分析，并结合实际情况给出对策建议，从而为BIM技术推广应用提供参考。

1 BIM应用过程中出现的问题

1.1工程概況

某地铁车站位于民院路与小菜园立交桥之间，北侧为某所大学，车站为地下二层明挖顺作岛式车站，主体结构长度为298.1m（含渡线长56.55m），主体结构内含C出入口：附属结构在主体结构南侧，包含A、B出入口及1、2号风亭，如图1所示。

主体标准段分二层，地下一层为站厅层、地下二层为站台层，站台宽度为10.25m，车站结构高度为13.33m，底板埋深为17.0m，基坑开挖深度17.221m，顶板覆土厚度为2.69～3.69m：渡线段56.55m（宽度为5.9m-9.75m）同标准段，车站两端各设一只端头井，东端头井平面内净尺寸为12.5m*23.1m，东端为因渡线段，左右线端头井平面内净尺寸分别为8.6m*12.3m、9.1m*12.5m，基坑开挖深度为18.4m。

地铁车站工程施工设计范围起讫里程为：北侧YCK8+271.750～YCK8+517.7：南侧YCK8+271.750～YCK8+221.2。

1.2工程特点、重点、难点

根据本车站的周边环境，交通状况、地下管线埋设及车站设计情况，概括起来有如下几方面的问题：①水：在场地范围内地下水丰富、地下水位线位于地表下3～4m，给施工造成很大的安全隐患。②多：地下管线较多，施工区域内需改移、保护多种管线。③难：车站附属结构距建筑物过近且地处城市繁华地区、施工空间狭窄、意外事故发生率较大，由于地铁车站整体均处于民院路与小菜园立交桥之间的米轨下，为保障施工，还需拆除米轨长度300m，保证车站施工进度与对建筑物的保护是难点。

1.3本工程项目BIM技术应用的主要工作内容

①对整个施工项目的平面布置进行三维建模，优化场地布置。

②对盾构井、车站进行建筑、结构精确建模，如图2所示，并对施工工序进行结构碰撞检查和动态模拟。

③对盾构井、车站进行精细化钢筋建模，实现钢筋的精确算量、施工放样、下料的信息化管理。运用基于BIM的信息化管理平台，实现项目管理的随时随地快速查询、基础数据管理，实现按时间、区域多维度检索与统计数据。

④通过应用智能移动终端APP软件，与BIM模型进行关联，实现质量、安全、施工等工作的可视化管理，形成结构化现场图片数据库，并方便核对和管理。如图3所示，将现场出现的问题与BIM系统相结合，提升现场协作效率。

⑤运用后处理软件，实现工程概况的可视化展示，制作施工工艺动画，制作施工现场的应急处理方案动画。

1.4本文结合BIM技术应用地铁车站项目的过程及调查研究提出的几点问题

1.4.1部分企业“为BIM而用BIM”

部分企业为了响应国家的号召，为BIM而用BIM，充当门面，在一些没有必要使用BIM技术的项目上使用，不以解决实际问题为先导，造成了资源的浪费。

1.4.2适用范围不明确

BIM技术的应用应该是建立在多种需求的基础之上，不是所有项目都有必要运用BIM，若能够用更省时、高效的传统技术解决工程中出现的问题，相比运用BIM技术花费的成本也更低，此时运用BIM技术没有任何意义。

1.4.3企业单位组织管理系统与BIM技术组织管理系统存在冲突

传统的信息交流方式是点对点的交流，BIM技术信息交流方式是信息集中存储并共享，显然传统的信息交流方式已不能满足现在的大型公共建筑的管理要求，BIM技术组织管理系统要求企业单位改善或改变传统的组织管理系统。

1.4.4施工单位领导，工作人员积极性不高

在BIM运用过程中，部分施工单位领导只注重表面，而不会深入了解运用的广度和深度，导致新技术的应用流于表面形式。施工人员学习BIM技术需要花费大量的时间和金钱，本身工作强度较大，多数人不愿意学习。

2 BIM技术应用障碍因素分析

2.1技术因素

近年来，国内BIM技术应用的广度和深度不断加强，大部分软件都来源于国外，如Revit、civil 3d、navisworks等，国外软件功能虽然强大，但是国外BIM技术软件与国内多数工程软件不能对接，没有考虑到国内设计流程、设计规范、管理模式、法律法规等，大多数工程软件需要软件公司的二次开发，一定程度上影响了BIM技术的应用进程。

BIM技术在国内应用起步较晚，BIM技术的二次开发缺乏个性化设计，针对于轨道交通设计的软件还没有开发出来。目前多使用Revit进行建模，建筑规范与轨道交通规范存在很大不同，不能完全适用，BIM软件缺乏弹性，不能满足企业个性化需求。endprint

国内BIM软件的开发是基于各家软件公司独自开发的，软件兼容性差，没有统一的文件格式和应用接口，且数据转化率并不能保证达到100%，对于BIM技术在全寿命周期推广应用产生不利影响。

2.2社会应用环境因素

BIM技术起始于美国，并最先对BIM做了较为完整的定义。在美国、日本、德国、英国及中国香港地区，学者们更加注重BIM技術的全寿命周期、跨学科、跨专业的应用研究，实现更深层次的应用，例如，国外学者在轨道交通工程领域，BIM技术主要应用于运营、维护阶段。

我国BIM技术应用还处在初级阶段，整体应用水平不高，大多应用在房屋建筑项目中，主要以设计公司为主，就本文提到的地铁项目主要应用在施工阶段，并未发挥BIM技术全寿命周期管理的作用。近年来，国家行政主管部门及行业协会对BIM标准体系的编制工作更加重视，目前，已处在征稿编制过程中，完整BIM规范标准尚未发布，各企业没有统一的标准可供参考，适用范围没有强制性规定，大大阻碍了BIM技术的发展应用。

国家“十三五”规划提到，全面提高建筑业信息化水平，增强信息技术集成应用能力。国家行政主管部门及行业协会对BIM技术信息化管理越来越重视，也在不断积极探索BIM技术应用，但是BIM技术的应用主要还只是靠国内软件开发商来推广，国家没有强制性的要求，明显动力不足，就目前而言，国内BIM应用的大环境还不成熟，一定程度上阻碍了BIM技术在建设工程项目全寿命周期内的应用。

2.3组织管理因素

BIM技术信息管理系统打破了传统的项目管理系统，传统的信息交流方式是点对点的交流，BIM技术信息交流方式是信息集中存储并共享，传统的信息沟通与储存方式显然已经不能满足现在大型公共建筑信息管理的要求，现在的设计、施工成果一般以纸质档案在城建馆备案，一旦丢失，将对后期的运营维护产生极为不利的影Ⅱ向，尤其是城市繁华地区建筑，涉及的专业多，地下管线排布复杂，BIM信息管理系统完全可以解决这些问题，通过建立三维信息模型，赋予其相关属性信息，这些信息能够随时随地被调用，服务于建设工程项目全寿命周期，实现信息实时共享。主要问题是施工阶段信息来源于施工现场，而这些信息需要相关施工人员上传到信息模型，增加了施工人员的工作量。

在国内，职能式组织结构是多数企业所采用的组织结构模式，在工作中常出现交叉和矛盾的指令关系，公司各职能部门对各项目部决策具有一定的影Ⅱ向，项目部是否用BIM技术，怎么用，都要与各职能部门协调统一，BIM信息管理系统与传统的项目管理系统存在冲突，要求各工作部门改变工作方式，适应新技术的发展要求，这也是阻碍BIM技术应用因素之一。

我国的项目常用的承发包模式以及项目管理模式会导致设计与施工阶段的分离，导致设计单位与施工单位信息沟通存在偏差，这种模式下，BIM技术应用很难完成全寿命周期信息管理，只是应用于某一阶段，工程建设项目各阶段统筹管理不足，各项目参与方统筹管理以及各参与方传统的内部组织管理方式都将影响BIM技术的推广应用。

2.4经济因素

日前，上海市住房和城乡建设管理委员会为推广BIM，拟定了分阶段鼓励并最终强制使用BIM的推行政策。根据BIM技术应用深度不同，政府实行不同的奖励补贴政策，这一鼓励机制促进了BIM技术的应用推广，而现实情况并不如人意，部分企业单位为拿到补助款，而在项目中刻意去运用BIM技术，应用的范围和深度远远不够。

就目前的现实而言，BIM技术的应用大环境还不够成熟，在一个项目中，需使用不同的工程软件才可以满足技术要求，软件使用周期长，软件的使用成本高；对工程人员的专业知识、工作经验要求较高，需要花费大量精力学习不同的BIM软件，还要聘请大量的BIM技术专家进行指导，人工成本增加：我国的项目常用的承发包模式以及项目管理模式导致项目部运用新技术动力不足：例如，施工单位模板工程，钢筋工程、多数是由施工队来承包，施工队节约成本跟项目部没有直接利益关系，因此，项目部对于推进BIM技术在施工中的应用研究缺乏动力来源，再者，制作施工动画的费用较高，高清动画市场价在300-500元/秒不等，一般不低于300元/秒，而对于施工中的关键工序，施工单位则是能省就省，主要是作展示用，并没有深入探究施工模拟带来的方便之处。

3对策及建议

虽然BIM是未来建设工程领域的主流技术，但其在推广应用过程中还存在很多问题，针对上文提出的问题以及障碍因素分析，提出相关对策建议如下：

①针对BIM应用出发点、适用范围问题，政府和行业部门应制定相关BIM标准体系，制定BIM技术使用的准入范围、广度和深度及竣工验收的标准等。例如上海市在《关于进一步加强上海市建筑信息模型技术应用推广的通知》文件中提到的推广应用要求：按项目的规模、投资性质和区域分类、分阶段全面推广BIM技术应用。行业协会应加大BIM技术推广宣传力度，举办各种大型竞赛活动，组织BIM应用推广研讨会，进行更深层次的应用研究。

②软件开发企业应结合国内的设计流程、设计规范、信息管理模式、法律法规等进行国外软件的二次开发，或者自主研发更加先进能够适应不同企业要求的工程软件，注重软件接口的统一，数据转化率等相关参数设计：国内软件开发商应注重企业间的合作，根据国内工程企业单位需求、标准规范、组织管理模式、法律法规开发个性化BIM应用软件。

③企业单位应积极参与BIM技术学习，以企业长远利益为出发点，积极参与BIM技术更深层次的应用研究，与高校具备技术和施工经验的BIM团队合作，通过积极应用BIM技术，企业单位培养有技术和施工经验的BIM团队，积极探索BIM技术应用于工程项目的成功模式，积累经验，建立项目试点，加以推广。

④通过与企业单位的领导与员工访谈了解到，领导、员工的积极性在BIM技术应用过程中起到至关重要的作用，BIM技术的应用增加了部分职能部门、项目部及基层施工人员的工作量，而工资并没有上涨，因此没有太高的积极性，针对人员积极性不强，可制定激励措施，在BIM技术应用过程中注重工作人员的奖惩。

4结论

本文结合工程实例，对BIM技术在施工阶段应用过程中存在的问题进行了归纳总结，并针对问题找出BIM技术更深层次应用的阻碍因素，从技术、组织管理、社会应用环境、经济等方面着手，对BIM技术在施工阶段的应用的阻碍因素进行了深入分析研究，在此基础上给出对策建议，为BIM技术更深层次的应用提供参考。endprint