浅析BIM技术在市政工程改造项目中的应用

石定峰 张 咪

宁波市产城生态建设集团有限公司 浙江 宁波 315000

自1980年代以来，随着个人计算机技术的发展，信息技术发展迅速，并广泛应用于各个领域。在工程建设领域，CAD技术的广泛应用大大提高了生产效率。但是如今，工程项目变得越来越复杂，功能越来越完备，建筑标准越来越高，规模越来越大，审美要求也越来越高，仅仅依靠想象力是极其困难的。 CAD设计无法满足各方之间的协调，为了有效提高生产效率，建筑业开发了BIM技术。

1、 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。

（1）全生命周期

基于BIM建模标准，在初始设计阶段、施工阶段、运营和维护阶段都有相同的模型，实际施工有时要对初始模型进行调整，以实现全面、全过程设计和建模。

（2）可视化

BIM建立的空间模型，可以实现组件可视化。对于工作人员，无论是否专业，他们都能看到公享平台上的组件模型，从而使沟通更加高效。

（3）更好的协调

每个项目的设计都需要几方的合作，甚至参与设计的部门也不尽相同。各个专业的设计师设计思考的出发点通常是不同的，并且在设计过程中经常会发生不必要的返工。借助BIM技术，可以立即生成各专业的设计图纸，并且可以同步所有专业的设计和图纸。

（4）建模与优化

BIM可用于执行多方向施工过程建模，包括施工布局建模，施工进度计划建模，组件安装建模，甚至相关的后期建造建模。基于有关项目的更多信息，可以更准确地进行建模以管理项目，优化特殊设计，控制成本和工期等。

2、市政工程改造项目的特点

市政工程改造项目主要指城市基础工程在原有的基础上进行改造建设，是城市快速发展的重要前提，其中市政道桥是其中最主要的组成部分，还包括给水管道、雨水管道、污水管道、电力排管、通信光缆、燃气管线，以及景观园林、绿化、景观亮化工程等等。由于市政工程改造项目施工一般在城区，市政工程改造项目有以下特点。

（1）工期紧

施工过程中会对周边环境造成一定的影响，根据政府的管理目标、道路交通限制以及方便市民的要求，施工工期越短越好，为此抢工期对于施工企业是家常便饭，容易造成为了工期而减少质量的控制。在较短的时间内完成合同约定的进度和质量目标，必须在各个专业作业队伍的配合下，加大资源投入，以多个作业面的立体施工的方式才可能实现。

（2）施工周边环境复杂

在市政改造项目施工中，施工范围红线周边往往有许多构筑物，包括老百姓的住宅、公用建筑、各种管线、已有道路、电力铁塔等，在施工中不可避免对其他构筑物有一定的影响，同时周边环境也对施工进度、安排有很大的干扰。

（3）协调单位众多

市政工程改造项目施工经常要面对高空架设以及地下已有管线的处理，一般改造项目中，涉及的管线都是比较多，在协调解决过程中，存在一定的困难。

（4）配套单位比较多

在施工过程中，包括原有道路桥梁的处理、新老道路交接处理、道路、排水、河道、电力排管、给水、交通设施、路灯、交通科技设施、绿化、景观等配套设施施工等，参建的单位多，常有多家单位不同时间段进场施工。相互协调、交底困难。各方配合工作是工程顺利开展的关键。

（5）地下管线复杂

施工时对原有地下管线的保护也是项目的重点和难点。土方开挖时注意对现状地下管线的保护，运输用的车辆进出施工现场，选择合适的路径，避免重车压坏现状地下管线。基坑开挖时，要小心开挖，避免挖到、碰到电缆线路、通信光缆等地下管线。

（6）原有路面、建筑物拆除

路面拆除施工前，对老路沿线的管线及设施进行摸底，凡需要进行迁移的管线或设施，上报业主，与相关单位协调，及时进行迁移。老路拆除时，加强作业区的安全管理。并对管理作业人员进行安全技术措施交底。原有建筑物拆除，需要事前进行技术交底，找到原建筑物的图纸及相关资料，并切断和封堵通往被拆除区域内的水、电等线路及各种管道。

（7）改造施工需考虑保通措施

市政改造项目在施工前要做好保通方案，施工时做好临时围护，满足施工要求，保证安全畅通，增设指示标志、夜间灯光照明、临时护栏隔离、临时疏导等，临时围护方案需经相关部门同意后方可实施。

（8）新旧路交接问题及处理

新旧路交接问题及处理在利用旧路作新路路基时，宽度通常不足，旧路单边或双边扩宽，这时就存在新旧路交接问题，包括路基和路面的交接，设计及施工中均应慎重处理。

针对上述市政工程改造项目在施工过程中的特点难点，充分发挥企业在管理和技术上的优势，采用BIM技术，精心组织施工，确保项目按工期、质量、安全目标完成。

3、基于BIM技术在市政工程更新项目中的应用

市政工程改造项目的建设内容复杂，因此存在许多不同类型的工程交叉作业。 BIM技术用于组织施工以实现精准的施工管理。项目参与者通过网络协作以协商和协调项目，以管理施工质量，安全性，成本和进度。 BIM技术在施工组织中的主要应用如下：

（1）设计交底

设计人员可以通过模型，对施工方进行可视化交底，让施工方清晰地了解项目的设计思路，熟悉设计的内容。

（2）技术交底

使用该模型，员工可以直观地了解他们需要满足的条件以及对他们的技术要求。

（3）施工进度

该模型可以生动地反映项目主体的实际情况。通过分配工作的每个阶段，可以准确计算每个步骤的工作量，然后将其与工作面分析和资源分析相结合，可以精确地组织施工资源以进行物理施工。

（4）工程量统计

施工管理人员可以根据施工进度快速计算所需工程材料的数量，并根据时间表实现实际的定额选料和合理的运输。

（5）工厂化生产

这些组件可以根据BIM设计模型进行分解，附上二维码。在工厂对其进行处理后，它们可以非常准确地被运送到组装地点。

（6）碰撞检查

通过将BIM技术应用于三维管道碰撞测试，不仅可以完全消除重碰撞和软碰撞，优化工程设计，减少施工阶段错误损失和返工的可能性，还可以优化管道布局。

（7）虚拟施工

实施虚拟施工，在计算机上执行施工过程，虚拟模型可以在实际施工之前预测潜在问题，包括施工方法、施工模拟和施工优化。在施工过程中，直观地了解计划以及实际的进度。这样，使用BIM技术将施工计划、施工模拟和现场监控相结合，可大大降低施工质量问题、安全问题，以及避免返工。

（8）进度保证

利用BIM技术，创建建筑信息模型，制定施工进度计划，加上时间轴，构建4D模型，执行项目施工建模，可视化各个时间节点的项目施工状态，确定时间节点工程最优施工计划。对于大规模和内容复杂项目，利用BIM进行可视化作业建模，合理规划施工平面、立体布置，对施工机械进行科学的安排调用，对物料进行合理的运输和存储，以实现最优的时间和对项目资源进行科学合理的分配。

（9）优化工序

在开始施工之前，根据施工计划准备模型，以清晰地了解现场施工状态。对于复杂的施工内容，进行施工模拟制定最优工序。对于在工厂里进行预制的板梁和其他组件，利用碰撞检测，查出不符合要求的，及时调整，来有效地减少返工。

（10）优化施工管理

通过模拟施工，可以提前发现并解决在作业过程中出现的问题，从而大幅度地减少施工阶段中的问题的发生，并优化现场管理活动。对于复杂的作业内容，利用建筑信息模型来促进员工的理解和沟通。

（11）施工协调

在项目施工过程中，不只是跟业主、设计、监理交流协调，还要跟各管线单位、交通部门、各配套工程施工单位之间等进行协调沟通，根据建筑信息模型，可以大幅度提高工作效率。

（12）运维阶段的应用

运维阶段，利用BIM技术与物联网技术，对市政道路、桥梁、给水管道、雨水管道、污水管道、泵站、园林、景观亮化工程等，进行精准管控，为实现智慧城市、生态城市、美丽城市，打下坚实的基础。同时为未来的、有可能出现的再次的改造提升，建立了详实的、准确的数据信息，以及可以事先通过BIM技术进行历史数据与新设计建立的模型数据进行碰撞检查，提前规避或进行有效处理，避免在未来新一轮的改造施工的开挖过程中出现挖断各类未知管线的情况，避免在施工时地表还有障碍物如电力铁塔、其他建筑物或构筑物等，有利工程顺利开展，减少不必要的经济损失，确保工程进度。

4、 BIM技术在市政改造中的应用遇到的问题

当今，BIM已广泛用于市政工程项目建设，但也存在一些问题。

（1）深度不够

对于建筑公司而言，最常见是从设计院获取CAD图纸，然后创建模型，声称使用BIM，但实际并没有利用BIM，许多BIM项目只是面子工程。

（2）没有成熟软件

市政工程改造项目中有内容多、环境复杂，BIM应用不能令人满意，这主要是由于缺乏好的市政BIM软件所致。市政行业的BIM软件之间没有统一的标准或接口，不利于广泛应用。产品族库不够多，没有足够的支撑。

（3）人才不足

BIM人才不仅可以使用相关的软件进行建模，还可以将BIM与实际建造有机地联系在一起。在建筑公司中，具有相关信息化和建筑实践经验的员工数量相对较少。要充分利用BIM技术，工作量将非常高，所需的人员数量也将相对较高，使得现有人才很难满足各种项目的需求。

5、结论

BIM是继CAD之后的又一技术进步，将改变整个行业的发展。目前，BIM是处在市政工程改造项目中初级应用阶段，因有国家政策，以及主管部门及高校的支持，极大地鼓励了BIM技术在市政项目中的发展。BIM在市政工程改造项目中的应用可以更加有效地提高工作效率，同时更精准地管理施工的各个阶段，不断提升施工技术和项目管理能力。