基于BIM技术的面板堆石坝施工进度管理研究

晁 升 丁晓丽 赵 敏 杨翼鸿

（1.宿迁市水务勘测设计研究有限公司 宿迁 223800 2.宿豫区水利局 宿迁 223800 3.宿迁市水利局 宿迁 223800）

1 引言

自2002年BIM( building information modeling，建筑信息模型)概念进入中国以来，BIM 的发展不仅为建筑领域带来变革，也为水利工程的设计、施工及运维管理等方面提供了新的方式和工具［1］。它的出现改变了传统二维图纸表达施工信息模式，变为三维可视化数字模型的多维设计、施工及运维模式。本文基于BIM 技术，利用revit 建立等比例模型导入BIM 进度模拟软件—Navisworks，将三维模型图元与进度计划任务相互关联，通过施工过程的预演，及时发现施工当中可能出现的问题。同时与工地实际施工情况进行对照，分析偏差采取有效解决方案，直至使进度计划和施工方案最优，保证项目能够顺利完成，并实现效益最大化[2]。

2 BIM 在进度管理中的应用

2.1 BIM 在进度管理中的应用框架

BIM 技术的施工模拟在复杂工程的应用越来越明显，大大减小了工期延误带来的损失，为建筑行业提高信息化水平提供了强有力的保证。基于BIM技术的进度模拟，主要是将工程的三维模型和施工进度计划对应起来，在建立模型和进度计划编制的过程中考虑实际施工顺序、时间等，最后将模型与计划整合在一个可视化的模型中[3]。通过施工预演，将施工过程真实地展现出来，能够与真实情况作对照，找出偏差，保证项目尽可能按照计划完工。基于BIM-4D 技术进度优化流程如图1。

图1 基于BIM-4D 技术进度优化流程图

2.2 基于BIM 技术的进度优化调整

进度计划的优化主要从工期、资源、成本三方面考虑，协调三者之间的关系，在一方面固定时，另一方面最优调整[4]。工期成本优化是将建设成本最低的时候来安排工期；资源有限工期最短优化是在资源数量固定的时候，寻找最短工期；还有工期固定优化，资源均衡优化等方法。这些都是为了使项目建设过程中的进度管理更加科学，最终使项目的实施效果达到最优状态。

根据BIM 技术可视化性和集成性，通过施工方案模拟，当发现进度偏差后，通过调整施工方案，主要有使用先进的施工方法，增加施工人员的数量，投入预先准备的资源，从而对进度计划进行纠偏，最后直接更新到4DBIM 平台，重新进行模拟分析，直到满足管理目标[5]。

通过以上分析，可知基于BIM 技术的进度优化调整有以下优势：

图2 进度计划的编制程序图

图3 TimeLiner 规则图

（1）模型动态关联：修改模型后，对应的平、立、剖均会随着三维视图的改变自动更新到最新的模型，不需要像二维图纸逐个修改。

（2）进度计划可修改：通过进度偏差分析，如果发现工作任务不合理，只需要将4DBIM 平台中自动添加的工作任务或者外部导入的数据进行修改，即可重新模拟，指导满足进度目标。

（3）时间参数可修改：通过进度偏差分析，如果发现工作时间参数的设定不合理，需要调整，只需要将4DBIM 平台中重新输入相应的时间参数，即可重新模拟，直到满足进度目标。

（4）逻辑关系可调整：通过进度偏差分析的结果，如果发现工作任务的逻辑关系的冲突，需要调整，只需要在4DBIM 平台中重新调整逻辑关系，即可重新模拟，直到满足进度目标。

3 基于BIM 技术的面板堆石坝施工进度管理

3.1 工程概况

本文以河南省内某面板堆石坝为例，水库的正常蓄水位为 1063m，设计洪水位1066.14m，校核洪水位1067.01m，最大坝高118.4m，坝顶长度为416m，坝顶宽10m，坝顶高程为1068.40m，防浪墙高程为1069.6m，坡面比为1 ∶1.4。

3.2 3D 模型构建

面板堆石坝进度管理需要以BIM 技术建立的三维模型为基础，其主要工程包括大坝坝体、围堰、引水洞、导流洞等建筑物。本文中只研究面板堆石坝工程中坝体填筑过程，建立的模型也主要针对堆石坝坝体。

3.3 进度计划的编制

3.3.1 施工模拟阶段的划分

针对某面板堆石坝，建模包括堆石体、面板、趾板、防浪墙等，但主要进行坝体堆石料填筑过程的展示。针对主体结构的施工过程，利用完成的BIM 模型进行施工预演，结合施工计划来调整施工方案，找出施工过程中可能存在的问题，对施工方案及时修改和完善。

3.3.2 创建施工进度计划数据

施工进度计划是整个项目施工过程的主线，也是基于BIM 技术的进度管理的重要环节。只有进度计划编制的规范和合理，项目参与方才能参照编制自己的进度，达到协调一致。因此，在项目管理中，进度计划的编制和管理应当引起各参与方的重视。图2是编制进度计划的一般程序（以单位工程为例）。

（1）细化施工步骤

进度计划的详细程度决定着施工模拟的精度，只有指定的进度计划详细合理，才可以使模拟达到指导施工的效果。

（2）计划项目的命名规则

利用Project 编制进度计划时，要考虑到Navisworks 中Timeliner 的附着规则。只有进度计划任务的名称与集合的名称一模一样，才可以实现附着时快速准确，附着规则如图3所示。

3.4 3D 模型与进度信息整合

Revit 支持将建立的三维模型根据需要，导出多种格式[4]。因此，先将模型以.NWC 格式导出，再通过Navisworks 打开，同时将Project 进度计划导入，将进度数据与模型图元关联，如图4所示。

图4 Navisworks 进度模拟模块图

EL983 以下堆石体填筑完成后，远程预期进度模拟与施工现场实际情况进行对比，若发现偏差，可及时总结原因并及时反馈进行方案调整，使工期偏差与计划工期差异达到最小，为施工单位提供了高效准确工期控制方法，从而实现施工进度精细化管理要求，具有显著应用意义。

5 结语

根据BIM 技术可视化性和集成性，通过施工方案模拟，当发现进度偏差后，通过调整施工方案，使用先进的施工方法，增加施工人员的数量，投入预先准备的资源，从而对进度计划进行纠偏，最后直接更新到4DBIM 平台，重新进行模拟分析，直到满足管理目标。（1）基于BIM 技术，建立可视化三维模型，深化二维图纸施工信息表达；（2）基于BIM 进行施工过程可视化模拟，预期方案模拟与现场实际施工情况精确对比，及时发现偏差并进行方案调整，实现面板堆石坝施工进度动态管理■