基于BIM 的公路工程项目施工质量管理提升策略研究

翟锐涛

（邯郸市市政工程管理处，河北 邯郸 056000）

1 研究背景

传统的质量管理主要是依靠制度的完善与建设、管理者们对于施工图纸的了解与熟悉以及依赖于经验分析与判断各种施工技术手段的合理性而实现，对于各种施工过程中的质量监督与管控重点的传达、现场进行实体检测等各个环节都存在着一定的限制[1-3]。

利用BIM 技术对专业系统以及复杂节点深化设计，将施工操作步骤、施工工艺融入项目模型，对质量管理的重点部位进行动态管理，及时预警和调整可能发生的问题并提前予以解决。在施工现场可以实时查看模型信息，将现场的质量问题在模型上进行标注、传递，通过信息集成管理平台，不仅可以做到全过程质量管理，还可以实现反馈追踪[4-7]。基于BIM 技术的数据化集成手段指导施工过程的精细化管理可以体现在公路项目现场质量信息化、精细化管理。BIM 技术在现场施工过程工艺及技术交底、现场施工实体材料检验、现场施工材料数据填写、样板安装于施工引路等各个环节中的广泛应用，提高了公路施工质量过程管理中的施工效率与有效度。基于BIM 的公路项目质量管理流程如图1 所示。

2 基于BIM 的质量信息管理

为便于建筑施工单位管理者们更加准确及时掌握各种建筑构件的设计过程及其中的施工管理流程、各种相关信息资料，要做好各种施工管理及其中的安全控制措施，消除各种出现差错的施工漏洞。实现对工程施工的高度精细化流程管理，最终真正实现降低工程施工费用，保证工程施工安全，维持施工环境健康的目标，从而最终实现公司保质保量地圆满完成各项工程施工任务。通过综合运用诸如BIM、GIS 等新技术，云计算、大数据、物联网、移动万物互联等新应用和企业管理智能化等先进信息网络技术的综合优化应用，让项目施工者在施工现场的操作过程中，感觉移动互联更全面、智能化更深入，大大提高现场施工操作技术人员的专业素养和现场工作效率[8-9]。而BIM 技术的快速轻量化应用开发方式与其他许多中国传统企业GIS 和BIM 技术应用相比，也已经开始有了一些全新的技术变化：BIM 技术的一大特点即轻量化二次开发、降低应用开发成本，使得许多传统企业不再需要自己购置笨重昂贵的GIS 和BIM 应用软件；由于开发起点低、效果好，传统Web 应用开发技术人员即可轻松应用，借力BIM 技术强大的3D 场景渲染技术能够自动制作打造出一个清晰高仿真的高速道路行驶场景。跨平台独具特色，任何平台移动智能终端均可以打开，方便现场的专业运维管理人员直接用自己的智能设备对其产品进行现场实时数据查看、编辑及运维管理，如图2 所示。

图1 基于BIM 的公路项目质量管理流程

图2 基于BIM 的公路项目信息化管理

3 基于BIM 的质量管理应用

3.1 流程管理

采用BIM 技术能够在技术资料交底、现场实体检验、现场数据填写、样板引路等各个环节中都能够得到广泛应用，帮助企业提高施工质量管理的工作效率和管理的有效性[10-11]。流程管理的建模流程如图3 所示。在其实施的过程中要特别注意以下几个重要的方面。

图3 公路BIM 建模流程

3.1.1 模型与动画辅助技术交底

针对一些比较复杂的大型建筑结构构件或者是难以准确地采用二维绘图语言直接表示的施工区域，建立BIM 模型，将这些基于BIM 模型的二维图片直接添加整理到相应的项目技术交底书面材料中，便于对项目工程分包方及其他项目施工班组的及时掌握和深入了解；同时，通过运用技术交底协调会，将各个重点工序、质量审核等重点部位在计算机上进行了模型交底和动漫模拟，直观有效地讨论并组织制订了一套关于工程质量和施工安全的具体相关政策和管理措施，实现了技术交底信息的网络化无缝传输。

3.1.2 现场实体检验

现场模型的对比与数据资料的填写将通过BIM360 软件，将BIM 模型引导到iPad 等移动终端设备，让施工过程中的现场管理者可以利用BIM 模型来进行现场管理安排以及虚拟与实体对比，直观迅捷地找出现场施工中的质量隐患，并将现场检查中可能发现的质量问题以图像形式保存后，直接在手机或者移动设备上记录下来，将需要整改的相关照片与现场检查过程中的质量问题汇总后形成整改情况通知单下发，保证了质量问题检查处理的准确性和及时性，从而有效地加强了对于整个施工过程的质量管控。

3.1.3 动态样板引路

将BIM 等技术整合融入至现场样板引路中，打破了以往非常传统的在现场占据了一大片样板空间而导致无法同时进行多个工序动态展示的简单操作做法，在施工现场分别布置若干个智能手机和触摸式样板显示器，将各种现场施工过程关键技术的操作规范做法、质量安全监督管控技术要点、施工工艺仿真过程动画、现场施工总体平面设计布局等重要内容同时进行了工程动态展示，为公路项目现场的工程质量安全监督工作提供了有效服务。

3.1.4 提高公路建设项目的管理水平

将建立的公路项目BIM 模型导入可视化平台Fuzor 软件，利用其多主体协同功能，成为项目在BIM环境下对建筑构件单元模块设计、生产、安装进行集成与协同，和各层级人员结合现场快速理解公路项目设计意图的工具，也方便了工程各参建单位、合作伙伴等之间的交流，提高了参建单位对项目的理解，从而更好地辅助于项目建设。

结合4D 公路项目虚拟施工模拟精细化施工过程，通过信息化、智能化，降低施工失误中的人为因素，实现施工过程全方位模拟、快速准确的控制，从而提高公路项目施工质量。

BIM 模型中积累的建设各阶段数据信息可无损传递给运维阶段，从而辅助公路在运维阶段的设施管理，保障设备的日常维护，提高公路设施运营过程中的安全性。

3.2 大体积混凝土测温

利用全新的工业自动化温度数据监测和管理软件对大体积混凝土进行温度监控，将所有测温数据无线传递并汇总，自动发送到温度数据分析管理平台上，通过对每一个指定的测温地点的数据进行采集和分析，形成了一套动态的质量监测和温度管理。电子式温度传感器按照不同测温工作地点的实际布置要求，自动直接将所有温度变化的波动情况输出并反馈发送给计算机，形成一条温度变化的曲线图，随时都可以通过远程实时动态监测公路中大面积钢筋混凝土的温度变化，根据温度变化情况，随时采取加强养护措施，确保了大体积钢筋混凝土的浇筑和施工质量，确保在本工程浇筑后不出现由于温度波动剧烈导致的温度裂缝。

3.3 数字化验收

施工现场采用实测实际数值，将实测模型资料与工程中的建模数据进行了对比，发现存在的工程质量的不足，解决了工程质量问题。竣工验收模型应当在施工全过程模型的基础上，根据各个工程项目的竣工验收需求，通过修改、增减或者删除有关信息来创建。在对项目进行竣工验收时，将所有的竣工验收资料或相关信息直接自动添加至具体的施工流程模型，并根据实际的项目需要和情况对其进行更改修正，以有效地保证该模型和具体的工程实体之间的一致性，进而构造出完整的竣工模型，录入各模型元素的非几何信息。质量状态检查系统如图4 所示。

图4 质量状态检测系统

4 总结

市政道路的建设一直都是当前中国大中型城市基础建设的一个重要方面，并且深受社会各界及广大市民关注。要求施工中做到精细化管理已经成为一个必然的趋势。如今，公路工程不再只简单地依靠大量的数据与推测来反映工程状况，基于公路沿线的高精度、附近的建筑物等地理资料信息和工程信息，集成了网络信息技术和公路相关专业技术，以三维可视化的方式，通过基于BIM 的公路工程项目质量管理与运维系统，能够针对城市道路的建设、运营等整个寿命周期的不同时间阶段，提供一系列综合仿真技术服务，能够有效提高单位间跨部门协同工作效率，提升施工现场管理效能。实现公路工程项目施工的全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化，为公路行业注智赋能。最终达到由“智慧道路”为重要组成部分的“智慧城市”建设战略目标。