高速公路BIM技术应用与价值初探

郑永亮 陈龙飞

【摘要】随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，建筑施工技术也获得了突飞提高，本文基于高速公路特点，结合BIM共享云平台、BIM二次开发、BIM标准等技术，通过阐述BIM+PM、BIM+GIS、BIM+互联网的融合应用，初步探索了BIM技术给高速公路带来的良好经济和社会价值。

【关键词】高速公路;BIM技术;应用与价值;初探

BIM技术已被广泛应用于建设工程项目的勘察、设计、施工、运营、维护的整个生命周期中，具有方便各参与方协同工作和解决问题、减少信息转换错误、提高工程质量与安全、节约工程成本、缩短工期等优点。但是，在国内发展比较晚，尤其是在高速公路行业，仍然处于起步阶段。国内在高速公路建设中对BIM的应用研究，主要集中于施工、运营、维护等管理阶段。

1、BIM技术概述

BIM是建筑信息模型的简称，是土木工程、建筑学和工程学的新工具，通过计算机技术实现了建筑行业在科学技术方面的突破。BIM技术以工程相关基础信息和三维数字技术为基础，集成工程数据模型，通过数字化的形式体现项目设施和各项功效及特质。BIM实际上是一个三维结构的数据库，该数据库最突出的特点在于内容精细，细化到每个小构件或者某一种材料。将BIM信息模型技术运用在高速公路施工管理中，能够有效减少施工中的各种问题，对提高工程施工效率、加速工程进度。避免施工风险具有非常重要的意义。

2、高速公路BIM技术应用

2.1 BIM技术可视化应用

1）BIM+GIS三维电子虚拟沙盘利用Civil3D将设计地形等高线生成三维曲面地形，导入Infraworks中进行卫星贴图形成真实的地形模型，将BIM模型导入与GIS地形模型进行合模。通过BIM+GIS电子沙盘的浏览，可直观查看项目全线各主体工程与地形的空间位置关系，发现项目施工的重点及难点工程。2）三维场布应用于项目场站建设时，面临土地资源紧缺，利用三维场布，进行设备净距计算及车辆掉头等实际操作模拟并对原设计布局进行优化，达到空间最大利用率，建成后运行顺畅，保证了项目的正常运行。3）可视化审图项目模型创建过程中，再次对图纸各节点各详图等进行熟悉，发现并记录图纸说明冲突、建筑结构不一致、标注缺、错、漏等问题，形成图纸问题报告并提交，辅助项目进行图纸会审。4）施工工艺模拟将BIM技术与专项施工方案、施工技术方案结合，通过创建三维模型、模拟施工进行方案优化，通过三维施工动画进行模拟，更加直观地表达施工方案，及时对方案做出优化调整。将三维模型和交底要点相结合，以BIM模型为基础，辅用BIM施工图深化功能，图文并茂地对即将施工的构件单位进行技术、规格、标准规范等信息的明确，把施工要点在模型中突出表现，增加交底可读性，使交底内容更加清晰。让工人更加深入地掌握本技术交底方案。

2.2信息管控

BIM模型能够转换成XML文件，然后通过互联网将数据信息输送到系统，根据属性差异、建设节点科学地对模型、作业段进行分类、交互、组织或者3D展示等。根据施工情况和管理方向将建材、进度、质量等数据信息导入BIM模型当中，以便对模型进行完善。划分项目信息类型时以信息管控为基础，根据不同构件的作业特征进行科学分类。

2.3工程量统计

高速公路建設过程中，路基土石方占整个工程造价相当大的资金比例。目前许多二维软件计算路基土石方数量，大多采用平均断面法，但该方法计算粗略，数据量大，精度不高。PowerInroad软件基于三维数字地面模型计算路基土石方数量，该方法的基本原理是根据实地测定的地面点的三维坐标（X，Y，Z）和已知的设计高程，通过生成三角网来计算每一个三棱柱的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量。该方法计算精度高于传统的断面法。通过软件中“组件工程量”分析，可以直接导出填挖方和其他构件的工程量报表，还可以在工程量报表中输入单价，自动得出总价，方便成本分析。

2.4进度管理

1）项目进场前期受征地拆迁困扰，导致项目工期紧任务重。充分利用基于 BIM 技术的施工进度管理，每月进行编制当月施工计划，导入 BIM5D 端与BIM 模型进行关联，同时将进度计划派送至现场责任人处，现场施工完成后现场责任人在手机 app 端将实际进度信息进行填报，以周报形式对每周实际进度与计划进度进行对比分析，BIM 模型可直观的对计划进度与实际进度进行模拟。若发现项目控制性关键工程进度落后，通过及时调配资源，加快施工进度，保证项目工期。2）通过BIM系统实现对工程项目进度的管控，将工程施工情况和状态及时录入系统中，就能将可能存在的问题显现出来。施工单位根据提示即可在短时间内制定有针对性的处理措施，确保建设项目的施工进度。BIM模型访问系统不受时间限制，可以随时访问工程计划、施工状态、竣工时间等，通过Web端实时查询不同时间段内作业进展情况和工程参与主体等信息。

2.5协同合作

通过BIM模型能够模拟施工情况，具有较强的针对性，可以提高施工安全管理方案的科学性，有效降低安全事故发生率。在施工前，尤其是施工危险系数高的分部分项工程，将BIM模型以IFC等交换格式导入灾害模拟分析软件，分析灾害发生的原因，制定防灾措施与应急预案。可以在模型中模拟突发情况，以便制定可行性较高的应对方案。BIM模型能够模拟高速公路施工时的光照情况、紧急疏散方案等，使施工效果更佳直观地展现。管理人员可以掌握工程进展情况，使项目有序地开展。

但由于高速公路工程的复杂性，在设计 BIM 模型时往往需要涉及不同领域、专业的人员共同参与。以往，专业人员受时间、空间的影响，相互间的协同合作十分困难，现在通过 BIM 技术，可以打破这种约束，通过项目相关资源、数据和信息的实时共享，能够提升模型的整体设计效率。

结语：

总的来说，BIM技术最大的优势在于不受时间和空间的限制，将数据信息全方位地可视化呈现，有助于企业间的合作与沟通，降低传统模式中的错误率，确保高速公路工程按照计划稳步开展，降低安全事故的发生率，提高施工安全管理水平。BIM技术的应用有效地改善传统施工管理中的不足，对提高施工安全管理水平具有积极的推动作用。高速公路工程的施工安全管理工作借助BIM技术，实现了安全隐患的预测，有助于管理人员提前做好安全防范工作，有效控制可能存在的安全风险。随着科学技术的进步，还会有更先进的BIM技术应用到高速公路施工管理中，为建筑施工带来新的面貌。

参考文献：

[1]苏伟胜.浅析BIM技术在高速公路项目管理中的应用[J].西部交通科技，2017（11）：122-124.

[2]董君，王志赫.高速公路工程建设中对BIM技术的应用实践[J].公路工程，2017，42（4）：1-3+20.