浅谈BIM技术在船闸工程质量管理中的应用

李善超，杨 森

(江苏省交通工程集团有限公司,常州 211631)

1 船闸传统质量控制方式及缺点

1.1 传统质量控制方式

船闸项目建设初期，建设单位根据相关标准及法规制定质量目标及质量管理方案。项目整体的质量控制主要在于设计和施工阶段，这两个阶段的质量控制均对项目的整体质量有重要影响。设计阶段需要制定项目质量标准，控制项目原始质量；施工阶段需要根据项目实施方案的不同，制定具有针对性的质量控制计划，在过程中控制以达到质量目标。针对船闸工程施工中的分包现象，施工前还应根据分包工程各部分质量控制点及管理要点进行质量责任的划分，以此来明确分包过程中各施工单位的质量责任，便于施工质量的管理[1]。监理单位根据建设单位的要求，对船闸项目施工过程情况进行督查、监管。监理单位对现场完成情况与设计方案符合程度的检查是施工阶段质量控制的重要步骤。船闸项目的传统质量控制就是建立在建设单位、施工单位与监理单位之间，建设单位肩负统领项目整体质量的职责，结合监理单位的信息反馈，再对施工进行间接指导和控制。

1.2 传统质量控制的缺点

1.2.1 施工单位未参与设计

设计单位在船闸设计时忽略施工的难度，设计的深度与细度达不到施工要求，会导致施工障碍。施工单位在施工时对设计图纸与原设计理念的理解差异也会造成质量问题。因此，设计与施工沟通不到位，未能形成团队合作，往往会导致返工及资源成本的浪费。

1.2.2 注重质量控制结果，忽略质量控制过程

在船闸质量控制过程中，施工单位比较重视能否通过监理及建设单位的验收。因此，施工单位为了能在短工期情况下完成验收，往往会造成高能耗、高成本的浪费，这与精益管理的可持续管理理念是完全相悖的。

1.2.3 管理不到位，质量问题追责难

由于船闸是大型综合体单项项目，参与施工的单位多，各施工单位内部的任务分配也无法精细到个体，加之现场管理人员本身的技术水平良莠不齐，施工规范意识模糊等因素，均会导致工程质量存在潜在风险。而在出现质量不合格时，施工单位又难以确定到责任个体，质量责任无法深入追究，即使返工处理了，存在质量问题的个人因素依旧未能消除。

2 依托BIM技术进行质量管理

2.1 BIM的概念

BIM是Building Information Modeling的简称，即建筑信息化模型。1975年，Chuck.M.Eastman首先提出这个词的相关概念。美国国家BIM标准NBIMS对BIM的定义为“BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业[2]。”

2.2 BIM技术应用于质量管理的背景

船闸工程质量管理中，各管理单位既希望对项目整体情况有所了解，又能关注到某个局部或分项工程的质量情况，从工作程序方面讲求动态管理和过程控制。基于此要求，BIM模型作为一个更直观有效的载体，无论是整体还是局部都可以以特定的方式呈现在模型之上[3]。

2.3 基于BIM技术进行质量管理的优势

船闸项目管理中，各管理单位的侧重点会有很大不同，BIM技术均能为其提供便利，如表1所示。

表1 BIM技术在质量管理中的优势

2.4 基于BIM技术的质量管理应用

2.4.1 图纸审查

船闸施工过程中包含大量的工况工序，预埋件众多。由于预埋件与钢筋为分开设计，故钢筋与预埋件、钢筋与钢筋之间存在的碰撞问题是传统二维设计中难以解决的。通过BIM技术可以直观地展现出钢筋的实际体积，通过三维信息代替传统的二维图纸，解决在传统二维设计时难想象、易遗漏、低效率等问题，有效避免质量风险。

2.4.2 技术交底

传统的技术交底是通过二维CAD进行的，需要被交底人有一定的空间想象能力和相关专业知识。当人对空间理解产生误差时，就会导致对技术方案的差异理解。BIM技术针对技术交底的处理方法是：利用BIM模型进行三维可视化、虚拟施工模拟及三维漫游等多方面展示，完成技术交底，不管是业主单位还是一线工人，都可以更直观地了解复杂的施工节点和工艺，有效提升了管理人员的协调沟通效率[4]。以九圩港二线船闸闸室墙的交底BIM模型为例，如图1所示。

图1 九圩港二线船闸闸室墙交底BIM模型

2.4.3 质量检查对比

通过现场实际测量的数据、相关影像资料等现场质量信息与BIM模型相关联的方式，做到模型与现场实际工程质量的实时对比，动态地了解现场实际的工程质量。根据出现的质量问题，找到具体责任人按照相关质量要求整改，并对整改结果记录存档[5]。以九圩港二线船闸闸首闸门施工的设计模型与现场实际的对比为例，如图2所示。

2.4.4 实时动态追踪

BIM云平台作为一个云端协同平台，可以收集、统计、跟踪多专业、多部门的多种数据，加强不同专业、不同部门之间的沟通交流，将BIM云平台运用到船闸工程质量管理中可以有效提高管理效率，降低信息传递错误。BIM云平台在船闸工程质量管理中的应用界面如图3所示。

图2 九圩港二线船闸闸首闸门施工设计模型与现场实际对比

图3 BIM云平台在船闸工程质量管理中的应用界面

(1) 通过云平台的轻量化功能，可在手机或pad端安装客户端，方便现场管理人员随时查看信息模型，核对现场信息，并可以在平台中实时录入相对应的天气、时间等文字信息及现场实际图片信息。

(2) 出现质量问题时，现场监理人员可通过扫描二维码等方式及时在平台上找到相关部位模型，并发出整改通知。在现场整改完毕后，施工管理人员可将整改完成时间及结果以图片、文档等形式录入模型中发布，完成整改回复。

3 BIM技术应用于质量管理的障碍分析

BIM技术在船闸工程质量管理应用中的障碍主要有：对建模所需的硬件要求高、适用于船闸项目的BIM软件少、没有完整的体系和价值链、前沿理念与研究深度不够等。

与20年前推广的CAD技术不同，BIM技术涉及到整个行业所有层次的人员以及专业，欲将BIM技术全面应用到项目管理中，就需要对整个行业进行渗透，这也给BIM技术的应用发展带来了巨大阻力，这些阻力来自方方面面，包括人、社会、文化、法律等。

4 总结

BIM技术凭借其独特的可视化、智能化及可控化等特点，出现伊始便受到广泛关注及应用。船闸工程质量管理一直是船闸项目管理中的重点和难点，也是企业和研究人员着重关注的内容。将BIM技术运用到船闸工程质量管理中是船闸项目管理的必然趋势，如何保证其应用效果，并及时完善各种相关技术手段，还需要进一步的研究、验证。