浅淡BIM技术在山岭地区高速公路工程管理中的应用

于建

摘 要：近年来国内建筑信息模型（Building Information Modeling）技术发展迅速，被大量的应用到房建以及综合管廊项目，但在山区高速公路中的应用研究较少。本文结合云南华丽高速项目对BIM技术在山区高速公路中的应用方向进行了分析，山区高速公路面对的是更复杂多变的地形及地质条件，施工难度远大一般平原地区的公路，利用BIM技术可以针对性解决一些建设难题如弃土场选址问题。BIM技术的应用能极大的提高工程建设管理效率，提升工程质量、安全水平，实现经济效益。

中图分类号：U471.11 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0188-02

1 前 言

随着国家级顶层战略“一带一路”的提出，中国再一次掀起了基础设施建设的高潮，近年来，国家先后投入数万亿资金用于基础设施如铁路、高速的建设，且主要集中于中西部地区，其中又属四川、云南、贵州三省地形最为复杂多变、地质情况不稳定，建设难度大，如贵州杭瑞高速中的北盘江大桥，成为世界上最高的桥梁；云南大瑞铁路大柱山隧道从2008年施工至今共计9年，由于地质情况相当复杂，全长14.5km的隧道仍未贯通。随着高速公路项目规模及复杂程度不断提高，传统项目的管理方法已很难满足当前工程建设的要求，如何针对建设项目投资大、工期紧、参建方多、技术要求高、信息量大、协调困难等特点进行有效管理，成为项目管理者的难题。对复杂地区高速公路建设引入BIM技术，通过可视化、协同共享、模拟优化等一系列在传统项目管理中无法实现的功能来提高施工质量、降低项目成本，缩短项目工期、减少重复工作，为项目管理的提升提供有力支持。

2 国内BIM技术应用概述

BIM即建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，它就是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，再通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，为建筑项目生命周期中的不同阶段、不同参与方提供及时、准确、足够的信息，支持不同项目阶段之间、不同项目参与方之间以及不同软件之间的信息交流与共离，以实现项目设计、施工、维护效率和质量持续不断的提高[1]。

在国家及地方政府的大力推动下，目前国内大型建筑施工企业基本上都已经用上了BIM技术，但使用BIM技术的工程项目大部分还是房建及城市综合管廊，路桥施工还相对较少，尤其是山区高速公路施工中BIM技术应用方面的研究还很少，因此本文主要探究BIM技术在山区高速公路施工中的应用方向。

3 结合云南华丽高速项目，BIM在山区高速施工的应用

3.1 项目背景

项目位于云南省西北部，起点位于云南省丽江市华坪县，经永胜县，终点为丽江市古城区，项目采用双向四车道高速标准，设计速度80km/h，路基宽度采用25.5m，桥梁宽度采用11m，隧道宽度采用10.25m。项目经过的区域范围内主要地方公路有S220和S308。

3.2 路基施工BIM技术应用

3.2.1 三维地形模型的建立

山区地形、地质条件复杂多变，高速公路施工线长，施工难度较平原地区大，一个人在现场以及平面图中很难全面、直观的观察到项目地形条件，而建立三维地形模型将现场原地面情况整体、直观的展示给项目管理人员，因此，山区高速公路建立三维模型很有必要。

3.2.2 路基工程土石方量计算

山区高速公路路基土石方工程填挖方量往往较大，施工过程中需要不断进行方量的核算，利用原始地形模型以及施工后的地形模型可以很快計算出路基土石方工程量。施工后地形可以利用无人机在空中对地面进行扫描，自动生成点云文件，即可导入BIM软件中形成地表模型；也可利用GPS仪器进行人工采集高程点坐标，利用高程点坐标生成地表模型。前者需要购买无人机等设备，需要对操作人员进行相关专业技能培养，前期投入较大，但采集效率高；后者人工采集技术要求低，可充分利用现有资源完成地形采集工作，但效率较低。随着科技的发展，利用机械带替人工提高工作效率是不可抵挡的趋势。

3.2.3 工程进度及施工模拟

根据项目启动初期编制好的总体施工进度计划及节点目标，建立总体施工模型，对施工进度进行模拟，展示不同的进度控制节点，将进度计划精确到每天，同时导入每日实际完成工程量，与计划进行对比，及时发现并纠正进度偏差。

利用模型制作施工动画，辅助进行技术交底，动画能直观展现施工过程中的质量控制细节，内容生动有趣，帮助被交底人快速的理解交底内容，能有效提高交底效率，提升工程技术人员及工人质量控制意识。

3.3 桥梁施工BIM技术应用

3.3.1 建立结构物模型

BIM技术是以三维模型为基础，建立结构的三维模型是最基础的应用，将结构物模型准确的放置在地形模型上。

3.3.2 辅助图纸会审及设计变更

在地形模型及桥梁结构模型建立完成后，可利用BIM技术对图纸进行辅助会审及深化设计。可以通过BIM模型进行快速的工程量计算，与设计图纸中的工程量进行对比。也可以快速的找出一些设计中错误的地方，如图3，按设计图纸建立完成地形及桥梁下部结构之后发现，该墩位处一个承台远高于原地面，需要进行设计变更，降低其标高。

利用BIM技术辅助图纸会审能大大的提高审核效率，以便超前进行设计变更，利用三维模型将错误的地方直观的展现出来，也增强了与业主、设计的沟通效率，最大化的减少因设计变更而耽误的工期。

3.3.3 工程量统计

利用BIM软件建立的实体模型能直接计算出结构物工程量，能帮助商务人员快速制定出材料计划，计算产值等。Revit软件根据建立的三维模型自动计算出相应桥梁结构的工程量。

3.3.4 桥梁工程进度

桥梁施工工程进度控制与路基施工工程进度控制是一样的，首先建立起总体施工模型，对施工进度进行模拟，展示不同的进度控制节点，将进度计划精确到每天，同时导入每日实际完成工程量，与计划进行对比，及时发现并纠偏。

3.3.5 辅助施工便道设计

山区高速公路桥梁建设有一个极大的难题便是便道的修筑，桥梁下部结构往往在一些比较陡峭的山坡上，如何规划便道，将施工机械以及施工原材料安全、快速的运送到指定地点，是一个难题，而且如果便道设计不合理，加上工程所在地雨季时期雨量较大且容易发生地质灾害，在陡峭的山坡上一旦出现安全、质量事故，后果将极其严重。利用建立好的地形模型进行便道路线规划、横断面设计，制定多种技术方案，并进行最终比选，能极大的提高便道设计的质量、安全性。

3.3.6 三維交底

利用BIM技术制作三维模型及动画进行施工技术、安全、现场CI布置交底，可更加直观的展现施工过程中，帮助交底人更好的表达出交底意图，同时也让被交底人更快的理解交底内容，极大的提升交底效率（见图4）。

3.4 利用BIM技术进行综合信息管理

BIM技术不仅仅只是建立三维模型，更重要的是I即inormation，信息，信息是包括信息的传达、记录及分析。

每一个工程项目承包商都有多个责任部门，通常有工程部、技术质量部、商务部、安全部等，各自负责相关工作，但从众多的部门往往会导致信息的交流出现了重重壁垒，各部门工作协调难度大。

将BIM技术与互联网结合起来，利用BIM5D平台，将各部门工作整合，利用互联网平台及时更新各部门的信息并发布，与BIM模型结合，其它相关部门可以在平台上查找需要的信息，提升工程项目的整体工作效率。

工程项目生产过程中会产生海量的数据，传统的管理模式仅仅是将所有的信息写在纸上保存下来，往往一个工程做完后，所产生的文档可以放下一整个办公室。如此海量的信息在项目结束后放着也就放着了，起不了多大的作用，若是将有用的信息上传到互联网平台中，利用大数据分析技术对所有信息综合分析，能得出许多准确可靠的结论，这些结论将远比个人的经验更有说服力，将为未来的工程项目解决相关问题时提供有说服力的依据。一个企业便可以依靠这些数据快速的成长起来。

4 结 语

本文针对山区高速公路特点和BIM技术实际应用分析，对BIM在山区高速公路工程的应用进行了阐述，可见BIM技术能提高该领域的工程建设管理的效率，提升工程质量水平，实现经济效益。但目前我国BIM技术在山区高速公路建设领域的应用还处于初级阶段，相应的复合型人才储备还不足，一些有需求的BIM软件功能还有待开发，但我相信随着国家大力推动BIM技术的发展，目前BIM技术应用中的问题都会逐步解决，创新越来越多，BIM技术终将成为工程建设领域的一大利器。

参考文献

[1]清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：4～7.

收稿日期：2018-6-25

作者简介：于 建（1986-），男，工程师，本科，主要从事高速公路工程管路工作。