BIM 技术在高速公路施工管理中的应用

2021-11-24

商品与质量 2021年6期

山东东泰工程咨询有限公司山东淄博 256400

BIM 技术对于提升工程效率和保障施工安全方面具有积极的促进作用，在全面考察施工现场环境、将现场信息录入数据库后，构建施工现场的三维模型，直观展示施工现场的多个细节，在遇到与设计意图不符的情况后能够及时制订处理方案，增强管理的时效性。

1 高速公路工程施工管理概述

社会的不断进步使得人们越来越关注高速公路工程施工问题，作为高速公路工程中重要的组成部分，高速公路工程施工管理也成为了人们的关注点。关于高速公路工程施工管理的概念，我们可以从两方面进行论述，分别从广义概念和狭义概念来说明。高速公路工程施工的广义概念是指相关的施工企业在高速公路工程施工的全过程进行良好的控制和管理，其过程包括高速公路工程项目的施工准备，施工建设以及工程建成的验收等过程。狭义上的高速公路工程施工管理指的是对高速公路工程建设施工的过程进行管理，其中主要是对施工前的准备工作，施工过程的现场指挥调度工作等进行管理。高速公路工程是一项复杂的系统性工程，在工程施工过程中，不仅有大量的人力物力的调动，还需要对施工人员的行为进行规范，总得来说，整个工程的施工管理内容多，具有一定的难度。这主要体现在高速公路工程施工的跨区域性、工程工期长、地理环境因素的影响等。所以说，为了保证高速公路工程施工的有效开展，保证整个工程在工期内完工，并保证整个工程的质量和安全，就必须采取科学合理的高速公路工程施工管理，而且高速公路工程施工管理也要随时代的发展不断的更新优化[1]。

2 高速公路施工管理中存在的问题

2.1 高速公路施工方案的多变性和严重浪费问题

由于每一个高速公路施工项目的位置和区域是不同的，所以高速公路的施工方案是随着区域和地理条件的变化而不断变化的，这就使得相关企业的高速公路施工方案具有多变性。但是修建高速公路对施工条件的要求很高，并且相关施工条件是随着施工现场的地质条件和气候条件是不断变化的。所以这就使得高速公路方案制定的时候很容易受到外部环境的干扰，这就会造成相关施工工程的难度加大，尤其是路基施工过程中受到外部环境的影响使得已经确定的施工方案不能按照原有方案中的计划进行，使得企业在施工过程中不得不再次修改相关计划，这就导致了施工过程中人力和财力的大大浪费，有时甚至会超出相关施工项目的前期工程预算，造成许多不必要的负面影响。

2.2 管理问题

高速公路施工是一项较为复杂且系统的工作，其涵盖的内容较多，由此使得现场管理难度较大，管理方面的问题主要体现在如下几个方面：

（1）管理制度不健全。高速公路施工具有点多、线长等特点，人员流动大，不利于现场管理。同时，由于施工单位将过多的精力放在质量、安全、进度等方面，从而使得管理制度不够完善，采用的管理方法不先进，制约了管理水平的提升，各种与管理有关的问题随之出现，对工程的正常开展造成不利影响。

（2）安全管理不到位。安全是高速公路工程施工过程中永恒不变的话题，质量、进度全都建立在安全的基础上，由此使得安全管理的重要性随之凸显[2]。但从高速公路施工现场的实际情况来看，安全管理工作仍然存在一些问题，比如，未悬挂安全警示牌、安全检查形式化、消防设备不齐全等，由此给安全事故的发生埋下隐患。

（3）管理方式不合理。高速公路施工管理是一项专业性比较强的工作，为达到预期的效果，必须采取合理可行的管理方式和方法。但是部分管理人员由于经验不足，采用的管理方式不合理，导致管理的有效性下降，对施工质量、进度造成影响。

3 BIM 技术在高速公路施工管理中的具体应用形式

3.1 帮助构建三维模型

高速公路建设施工要考虑到高速公路自身和两侧环境的施工要求，由于高速公路属于直线结构，且施工距离较长，工程周期长，可能跨越多个季节，要求设计人员在充分了解施工现场环境的前提下合理设计施工图纸。传统的二维目标图主要依靠文字信息和纸质图纸内容呈现施工要点和尺寸要求，施工人员难以通过文字信息直观感受设计意图，并且有些管理人员未能及时管控施工效果，容易造成安全隐患，影响工程进度。BIM 技术建立的可视化模型，属于精度高于二维模型的曲面结构，系统将信息转化为曲面参数，帮助管理人员掌握工程量和施工安全等级，对高危和轻度危险的区域准确划分。施工模拟在公司内部平台即可展现，无须依靠外部人员解释，即使一般施工人员也能够理解设计意图。通过可视化内容，管理人员可提前对可能出现的安全问题充分预判，便于制订应对方案，缩短问题的解决时间。

3.2 预判高速公路施工的风险等级

对高速公路施工安全风险造成影响的因素包含：开挖技术、加固方式、构件标准等，涵盖于多个施工环节中。高速公路的边坡位置较高，容易因高度差造成土体松动影响边坡牢固度，利用模型显示的具体情况，合理选择边坡加固的方式，保障其使用的安全性。BIM 技术也可对施工构件信息集中处理，整体控制构建适用标准，有利于随时更换构建信息，保证信息内容的精准度。根据施工工期和阶段的不同，所需要满足的施工要求也不尽相同，BIM 技术为不同阶段的安全管理提供针对性意见，规范质量和安全管控的方法，构建安全预警机制[3]。

3.3 基于BIM 技术的精益建造

精益建造成果多集中在大型复杂桥梁、隧道工程，施工前开展BIM 审图、三维技术交底、施工场地布置，施工过程中开展土石方开挖计算、基于BIM 的三维算量、施工模拟，BIM 方案比选优化等，在大型复杂桥梁建设项目，管理低效造成施工单位利润不高，利用BIM 技术改造材料采购、入库和现场耗用阶段的管理，且用碰撞检测、虚拟施工及工程算量等手段，有效降低成本，提高了企业利润。目前受限于能够用于高速公路工程精益建造应用软件的制约，BIM技术发展受到很大阻力，很多应用点实施效率难以适应于施工进度，从而失去了实际价值。

3.4 预估施工安全事故

BIM 技术能够对安全事故发生的源头进行追踪，优化模板查询工作，在完全了解施工过程和项目建设大体流程的基础上，由安全等级的标准构建预警保护机制，引导划分施工中出现安全事件的等级。制定好安全等级后，对于事故出现的原因和事故名称进行记录，向上级部门报备，防止安全隐患转化为安全事故。尤其关注土方塌陷等基础性事故发生的原因，精准定位可控事故的方式，融入施工人员管理办法，对于违反规定的作业内容定责到个人，完成安全管理的全部操作流程。BIM 技术在风险预防方面发挥重要作用，结合结构的安全性能，给出实时数据，并对现行结构中可能出现的安全事件及时预测。施工中，随着施工进程的深入，开挖深度逐渐增加，施工难度相应提升，对人员施工水平和设备使用的安全意识要求更为严格，BIM 技术给出施工人员在满足施工要求的基础上应当着重注意的问题，主要集中在空间冲突和机械设备使用规范的内容上。根据不同安全等级，提出可行性意见，提供原始资料支持。