BIM技术与LSM技术在高速公路工程施工进度管理中的应用

陈志培

【关键词】高速公路工程;进度管理;BIM技术;LSM技术

【中图分类号】F062.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）08-0186-03

高速公路工程施工进度管理手段在信息化技术支撑下，呈现出积極的发展态势，作为基础施工环节，相比房建工程来说，高速公路工程施工工艺和技术相对简单，但是高速公路工程需要考虑不同地点与环境影响因素。当前高速公路工程不断增加，传统公路工程施工进度管理手段已经无法满足建设需求。在建设过程中运用BIM技术与LSM技术，不仅有利于精准开展施工分层管理，而且能够实现工程分段统计、工程量分段筹划、风险全面预测，从时间、空间双重维度整合高速公路工程施工信息，从而保障高速公路工程按照预计时间竣工，对我国高速公路建设事业的稳定发展具有重要意义。

1 BIM技术与LSM技术

1.1 BIM技术概述

BIM技术是一种建筑信息建模技术，借助现代化信息手段，结合工程信息参数，可以实现建筑模型信息化。该技术起源于20世纪70年代，近年来在各行业得到良好应用。BIM技术不仅具备协调性、优化性、可视性等优点，而且可以全面整合工程信息，构建可视化的工程建筑模型，可直观工程各施工阶段的实际情况。同时，BIM技术利用实体实现技术，将不同施工阶段及不同工序的资源数据进行关联，使数据表现形式更加全面准确，避免传统纸质工程模型图传递过程存在的诸多不便。当施工计划发生变化时，可以及时对BIM建筑模型进行调整，使其关联到后续的施工作业，能够准确辨识后续施工中的隐患问题 [1]。

1.2 LSM技术概述

LSM技术以交通工程为基础研究对象，将其应用到高速公路工程建筑中，以线状工程为基础，构建横轴与纵轴两坐标，使高速公路的建设里程得以数据化展现，同时将施工工序与不同施工环境相结合，对横纵坐标进行标注，根据实际施工情况及影响因素，制定科学合理的进度管控方案。与传统高速公路施工进度管理方式相比，LSM技术更加客观与便捷，不仅可以与计算机中的数据信息相结合，以横向、纵向两个维度表示施工进度情况，而且可以准确标定施工各阶段的重点施工节点，为进度管控计划的落实提供保障 [2]。

1.3 基于BIM技术与LSM技术的高速公路工程施工进度管理方法

说到高速公路工程施工进度管理方法，离不开施工资源、施工效率、精准工程量及其他有可能影响施工进度的因素。开展进度管理，我们需要提前收集工程前期资料，尽可能采用3D激光扫描技术收集原始的地形地貌数据，并根据收集到的资料，充分构建数字地形模型;然后根据施工方案，打造BIM施工模型，结合施工系列工序，分段、分层地利用BIM施工模型分析出各阶段的工作任务和工作量。与此同时，建议引用贝叶斯网络方式方法对施工进度的风险性进行全面有效地分析，并通过分析高速公路工程内部的施工定额及影响施工进度的关键因素，预测并确定每个阶段较科学的施工效率。通过引用LSM技术，编制施工进度计划，并运用科学的办法指导现场施工。在施工过程中，应根据施工实际需要，定期更新、完善和检查线性施工进度计划，并对更新后的施工进度计划继续开展指导工作。

2 当前高速公路工程施工进度管理难点

2.1 重难点问题

对于现阶段高速公路工程施工来说，为满足各行业对交通运输的需求，公路建设企业不断扩大高速公路施工规模与数量，工程项目容易受到诸多因素的影响，从而导致施工过程产生大量的重点与难点。具体如下：①多数高速公路工程所在地的地质构造复杂，容易受到地下土层的影响，同时存在不稳定、斜坡、崩塌、滑坡等施工隐患。②高速公路线路不断增长，桥隧比例变高，工程量较大，普遍存在工期紧的现象，因此在施工过程中存在大量因素对施工进度产生影响。③大部分工程采用施工总承包模式，即将施工任务分包给多个施工单位。不同施工单位的技术水平、管理水平存在差异，导致高速公路工程局部施工质量较差，无法保证工程在预期时间内完工 [3]。

2.2 施工影响因素

高速公路工程施工进度的影响因素主要包括技术性影响因素与非技术性影响因素。技术性影响因素指施工或设计过程中存在的风险因素，例如施工组织不合理，施工方案与实际情况缺乏契合性，施工材料、施工设备、施工人员等没有根据实际施工需求进行规划部署，导致各工序之间存在衔接问题。当施工计划发生变化时，没有对相关工序进行调整与优化，导致整体施工成本增加，资源损耗严重，不利于施工进度管控方案的落实。非技术性影响因素主要为自然环境因素、政府层面因素，例如洪水、地震等不可抗拒的自然力。当前，多数高速公路工程没有开展水文气象勘测，会受到天气环境的严重影响，而且在施工过程中可能遇到一些无法提前预知的政策性调整，例如通货膨胀、通货紧缩、社会征费等经济情况，这些都会影响到施工资源的充足程度，进而影响高速公路工程的顺利完工 [4]。

3 BIM技术与LSM技术在高速公路工程施工进度管理中的应用策略

基于上述问题，在高速公路工程施工进度管理中，将BIM技术与LSM技术相结合，需要严格遵照两种技术应用特点与使用流程，开展信息化工程统筹工作，通过对高速公路工程的施工资源、施工效率、工程量等进行信息转换，借助数据化手段与建筑模型分析技术，可以准确构建公路工程的地形模型，对各施工阶段的措施进行模拟推演，在此过程中能够准确判定各施工阶段、施工资源、场地、人员、设备等定额参数的实际情况，根据LSM技术编定出高速公路工程的施工进度计划，及时准确地找出工程施工中存在的质量问题，制定针对性的措施，提高各施工阶段的施工质量与施工效率，保证工程整体施工进度计划的落实，高速公路工程施工进度管理流程如图1所示。

3.1 准确获取原始地形数据

在高速公路施工中，不同施工段的地形特征决定施工的难易程度，因此要对原始地形数据进行整理分析，构建数字地形模型，为高速公路工程施工进度提供数据支持。采用3D激光扫描技术能够快速获取高密度数字三维坐标信息，借助GPS技术扫描三维坐标，并且对不同施工区域的数据进行划分，之后利用多断点数据进行去噪，使高精度带状点云数据为施工决策提供支持。同时还可以将各施工阶段的资源损耗情况录入点云数据模型中，进而对各工序的施工资源进行划分。

例如，可以通过将构建好的高速公路工程数字地理模型导入BIM设计软件，构建公路原始模型，并在模型中加入标高、公路宽度等几何尺寸信息数据，同时加载公路设计的有关方案，形成高速公路工程的BIM总体设计模型。在此模型基础上，根據高速公路工程施工实际情况、施工工序进行分层、分段划分模型，最后建成BIM施工模型。此外，按照施工方案对施工工程量进行统计。

3.2 科学统计划分工程量

对工程量进行科学划分，该工作的准确性直接影响线性施工进度计划的准确性与可行性，因此在划分工程量时，需要借助BIM建筑模型技术，对高速公路工程数字地形模型进行构建，通过将相关数据信息输入模型，可以了解各施工阶段的实际情况，结合标高尺寸信息、公路路宽加载设计方案等，使BIM设计模型更加丰富全面。同时还要按照工序分层，对模型进行合理划分，使施工模型可以与线性施工进度计划相契合，围绕各施工阶段进度控制计划，分摊整体施工任务，保证各工序及各施工段的措施得到有效落实 [5]。

3.3 分析施工进度风险问题

围绕高速公路施工过程中的风险问题展开分析，一方面要结合地质勘测结果，对地理环境层面存在的影响因素进行分析，另一方面要对不同施工区域的影响因素进行划分，提前考虑施工进度风险管控计划，例如对天气、气候、环境、温度、地层结构等数据信息进行综合分析，并且与数据库中类似高速公路工程进行对比，这样可以准确判定施工过程中存在的隐患问题，进而从施工质量与进度方面入手制订针对性的防护措施。此外，可以借助贝叶斯网络施工效率预测系统，整合社会环境、自然环境、工程资源、技术风险等参数，对施工定额进行计算，这样可以准确判定施工进度风险的影响程度，将施工效率控制在合理范围内 [6]。

3.4 编制线性施工计划

结合高速公路工程施工计划与风险问题，编制线性施工计划，以保证各施工环节顺利开展，结合BIM施工管理模式对施工总体工程量进行计算，并且根据施工层、施工工序、施工段及施工工期等信息，在建筑模型中制订各施工阶段的线性计划。在此基础上利用LSM技术编制出精细化的施工进度管控方案，从施工位置、施工时间、施工顺序等层面出发，将一切施工资源与施工时间顺序相结合，也就是在任意时间段内应该完成的施工项目及损耗资源情况都与预期方案相吻合，只有这样，才能体现出线性施工计划的应用效果。

3.5 跟进现场施工进度信息

为保证施工线性计划与BIM建筑模型管理方案的落实效果，还要跟进现场施工进度信息，例如将各施工阶段的施工情况与材料损耗情况输入建筑模型，通过计算机对后续施工中的影响因素进行科学分析，保证BIM技术与LSM技术在实际施工中的指导作用。可以将两项技术与实际施工进程联系，借助现代化技术对实际信息与预设方案进行对比，找到实际施工中存在的模型偏差数值，在后续的施工方案中进行调整，保证施工内容得到修复，只有这样，才能使整体施工进程与线性控制模型保持一致。

3.6 实时更新线性施工模型

实时更新线性施工模型，找出实际施工与预设方案存在的偏差，在实际施工过程中，结合施工实际情况找出造成线性施工模型与实际施工情况产生偏差的因素，分析施工进度潜在的风险与可能造成的不良结果，提出相应的改进措施，全面更新并完善原有的线性施工模型，构建出创新的进度计划内容，更好地指导高速公路施工现场管理。这样，高速公路工程管理者可以结合线性施工模型中提示的时间、内容科学合理地进行施工管控，有效避免因施工工程进度管理不当造成的工期延误。

4 结论

综上所述，将BIM技术与LSM技术应用到高速公路施工进度管理中，不仅能够将整体工程划分为具体施工阶段，而且可以根据各阶段存在的问题与影响因素，制定针对性的解决措施，使管控方案更具科学性、协调性、合理性，从资源、成本等方面确保高速公路工程项目的综合质量。本文针对高速公路施工进度管理问题展开研究，首先介绍BIM技术与LSM技术，其次指出现阶段高速公路工程施工存在的问题及相关影响因素，最后将BIM技术与LSM技术应用到高速公路工程施工进度管理中，结合施工进度管理流程，提出相应的优化措施，准确获取原始地形数据，科学统计划分工程量，分析施工进度风险问题，编制线性施工计划，跟进现场施工进度信息，实时更新线性施工模型等，确保工程项目各项工作稳步开展。

参 考 文 献

[1]高泽玺.BIM技术在高速公路机电工程项目管理中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（14）：3590.

[2]林良德.基于BIM的公路工程施工进度管理方法研究[J].智能建筑与智慧城市，2020，289（12）：83-85.

[3]陈文滔，谢洪涛，何济源，等.山区高速公路精细化进度计划编制研究[J].中国水运（下半月），2018（10）：142-144.

[4]闭春华.LSM方法在市政道路总体进度计划优化中的应用[J].价值工程，2018，37（36）：254-256.

[5]宋朝祥，李艳，关通.基于改进LSM的多工作面线性工程施工进度优化[J].土木工程与管理学报，2017（34）：169-174.

[6]褚振威，宋健，张雷.基于云计算的BIM数据管理系统设计研究[J].项目管理技术，2018，16（12）：42-46.