BIM技术在提升公路工程质量中的应用研究

冯永强

（河北通宇建筑工程有限公司，河北张家口054001）

0 引言

某高速公路位于我国东部，是沿海城市的一条关键出行快速通道，对促进沿线城市的经济发展和社会交流发挥了巨大作用。高速公路全长为242km，路线经过山间洼地、沟谷，地表一般都覆盖有第四残坡积、坡洪积、第四系冰水沉积粉质黏土夹卵石层等。全线桥梁共约200 座，总长约90km，隧道42 座，互通式立交总计17 处，连接线长约12km，另外包括2 处停车区、4 处服务区。

1 解决的问题分析

获得利益最大化是工程建设单位的首要目标，因此存在部分施工单位因个人利益，使用质量不合格的原材料，从而影响工程质量。为有效解决该问题，工程建设方应从源头入手，控制施工原材料质量。在实际工程特定部位进行施工时，应注意确保原材料质量符合对应的施工要求，可通过应用BIM 技术，使部位与所用原材料建立特定联系和追溯机制，从而确保工程建设整体质量。

在项目建设期间，整个项目施工阶段包括多项内容，而为实现BIM 技术在整个施工全生命周期中的信息管控以及信息追溯，需要从原材料进场入手，除做好原材料取样留样、试验检测等工作外，还可将BIM技术应用到报告审批中。原材料取样应具有代表性。其中，原材料留样过程应由监理工程师见证，通过采用拍照取证的方式留下影像资料，防止后期出现问题时无法找出相应负责人。

而在原材料产品试验检测过程中，应利用专业的计量软件，及时将检测结果上传至试验机联网，确保检测结果具备准确性，否则会造成数据与实际情况不符。在整个项目建设原材料进场期间，要求检测人员应具备一定的专业能力，不管是手机审批还是签字审批，都应将检验报告结果及时上报给线上审批部门，以确保检测过程具备审批时效性。与此同时，也应该注重原材料的可追溯性，换言之就是工作人员可实时查阅建筑施工的每个阶段实际工序中运用的具体原材料品牌及批次。不管是哪个部位的结构物，其原材料情况都能被实时查阅到；反之，根据原材料也可直接查出相关结构物，即实现原材料追溯。

通过进行原材料追溯，能直接查阅出施工中针对某一结构物存在的问题，相关人员可对所存在的问题进行解决，从而确保工程质量，尤其在公路运营管养期间，运用原材料追溯能确保整个公路建设质量。另外，相关工作人员要对进场原材料的电子台账进行登记，并实时同步更新台账，确保手机端以及电脑端相互同步，可通过设计台账更新手机提醒的方式。台账除可以预览材料进货数量、批号外，还能直观地看到产地。项目部试验检测负责人以及监理办试验检测负责人，可使用手机直观地查阅到每个结构物的试验检测结果，与传统试验检测数据查阅相比，很大程度地节约查阅时间，提高查阅效率，在线实时共享结构物检测数据，并能对其进行合理的管理[1]。

2 材料管控与BIM 整合要点

2.1 原材料进场阶段

项目部实验员在原材料进场前，除查看质保单上的检测数据是否满足该项目要求外，还应该对比质保单上批号与原材料上批号是否一致。

实验员可通知监理工程师进行现场核验或通过手机APP 发起，其中报检详情内要求注明材料的基本信息以及材料质保单照片。取样后能迅速对材料的粉煤灰细度、含水率以及集料级配进行检测。检测完成之后进行拍照上传等工序，由监理审批通过，再进行材料卸车。卸车后的原材料需要合理堆放，相关人员应做好待检测标识牌并加强管理。

2.2 取样留样阶段

在取样留样期间，应严格落实相关标准，针对不合格的材料进行复检取样时，监理人员、业主代表应在取样现场。在抽取样品期间，应使用规定的检查方法，要注明材料的数量、型号、规格以及试验编号等，确保登记试样的相关信息准确。此外，还应做好留样工作，将材料信息及时上传到材料数据库等。

2.3 试验检测阶段

试验上传数据包括多项内容，除了包括试验时间、设备编号、操作人员以及样品检测名称外，还包括监测数据结果。试验员可通过质检计量平台，对试验检测数据进行调取。检测期间应从待检原材料中采取随机抽取的方式取样。针对检测出的不合格材料应立即进行上报，确保能及时监控并保证材料试验数据的真实性[2]。

2.4 试验数据填写阶段

在进行试验检测原始数据填写期间，应根据试验检测结果进行登记。可通过相关软件填写报告单，然后由软件自动生成原材料检验报告，再通过试验负责人落实签名、盖章等程序后，即可生效。

2.5 检测报告审批阶段

加强控制工程质量检测力度，确保试验检测具备时效性是工地实验室应注意的关键，其一定程度上能够提高工程质量。否则可能会造成工程经济损失，严重时发生安全事故。故而针对这一问题，检测人员应在试验检测落实的72h 内递交试验检测结果，且提供的完整试验检测报告，在一周之内执行完毕。

受试验检测报告从出具报告到审批签认结束这一周期较长等因素影响，检测报告易出现滞后现象，从而难以确定材料是否能够进行正常使用。因此，对于原材料检测报告，线上审批时应按照流程完成。其基本流程如图1所示，报告管理功能设计如图2所示。

图1 线上审批流程

图2 报告统计

2.6 台账更新阶段

针对原材料进场台账表格，需进行统一规定。除对每批原材料的批号、场地以及厂家等进行登记外，项目部试验检测负责人以及监理办试验检测负责人还应及时登记进货数量，更新填写进场材料的信息。手机APP 可显示出台账更新提醒，且可通过电脑以及手机进行下载并实时浏览。

2.7 原材料使用过程追溯

2.7.1 钢筋原材料的使用追溯

钢筋原材料的存放必须严格按照批次进行分类，可在合格原材料旁放置相关标识牌，其作用在于能够通过手机追溯到该批次材料的信息情况。

对于半成品，加工前期要求对其进行合理规划管理，同一批次的钢筋半成品放置位置应固定，利用追溯二维码的方式进行标示。该过程中注意原材料追溯信息与半成品追溯二维码信息应保持一致，以便于后期查询使用，如图3所示。

图3 钢筋内场半成品追溯二维码

外场施工人员可通过扫描半成品追溯二维码，在内场领用相关材料。该过程要经过相关工作人员截图取证。当半成品运输至施工现场后，需进行绑扎。此时，通过扫描结构物上的二维码能及时了解该钢筋半成品的原材料信息等。

2.7.2 混凝土原材料的使用追溯

针对检验合格的混凝土原材料，应在堆放位置旁边设置“材料标识牌”。该过程中也应该加强管理，相关人员可通过标示牌上的信息二维码及时追溯该材料信息情况。

拌和材料在进场后，应按照工序前后顺序按序使用，且该过程中应严格按照要求开展工作。

相关工作人员进行混凝土拌和施工时，应按照要求对原材料建立消耗台账，其目的在于记录混凝土流转的工程部位情况。材料进场时应做好标示工作。与此同时，对混凝土材料拌和数量、配比以及批次剩余量等应进行记录。

2.7.3 预应力材料的使用追溯

必须按照要求存放检验合格的预应力原材料，且在其旁边放置“材料标识牌”。“材料标识牌”上放置预应力原材料的信息二维码。

在预应力钢绞线下料取用时，要想获取原材料标识信息，可通过手机APP 进行扫描，可直观地将该信息与模型对应的工程部位进行关联。

2.8 追溯结果关联

上文介绍原材料使用过程的追溯，通过将BIM 模型施工部位与原材料试验报告进行相关联的方式，人们能够清晰地了解原材料流向的具体施工位置。该方式能使人们不管是反查还是正查，均可随时利用手机进行查看，其也能作为验证该构件使用的材料质量合格的证明。

3 应用效果及研究方向

3.1 应用效果

粗放式原材料管理在公路工程行业中较为常见。传统管理模式中，原材料的消耗与相关材料并未进行联系，易导致原材料消耗台账无法真实反映原材料的消耗去向，也无法有效实现信息流实时共享。当在实际施工阶段遇到原材料发生问题时，很难立即找到根源。而如今，通过应用BIM 技术到工程行业当中，能有效反映出原材料消耗去向，提高施工效率。

该高速公路项目中，通过利用BIM 技术手段能够加强对原材料的管理，且能够使各个部门之间的信息相互联系，实现数据共享。相关工作人员通过将材料信息二维码贴到材料标识牌上，不管是施工部门、监理部门还是监理实验室，包括业主都能够直接观察到原材料的使用情况。此外，针对材料线上报检以及验收等操作，BIM 技术手段可使工作人员利用手机快速查看原材料类别、产地、供应商、检测报告以及品牌等，从而实现原材料可追溯。

实现原材料信息与实验数据互通，离不开利用BIM 技术手段。通过点击BIM 模式或是点击原材料，都能够直观体现原材料信息与试验数据。在高速公路项目建设中，利用BIM 技术使相关数据直观展示出来，能有效提高管理效率，图4 为材料管理台账。

图4 案例高速公路项目的原材料台账

3.2 研究方向

该高速公路项目中，应用BIM 技术实现原材料追溯以及检测手段的时间较短，且尚不成熟。据相关研究得知，国内外利用BIM 技术进行原材料追溯的案例较少，导致难以有效地对其实现合理应用。为提高工程质量，真正提高管理效率，应基于具体的实践工程案例，深入研究BIM 技术的应用方法，以实现原材料和模型之间的关联。此外，在今后的工程施工中，将BIM 技术更高效地应用到工程管理中将是一种不可阻挡的信息化趋势，其能高效实现原材料追溯以及试验数据共享，为工程决策提供有利条件。

4 结语

综上所述，在高速公路的工程建设中，为确保工程质量，从施工前期到项目竣工阶段都应该对原材料加强管控。但是就目前来看，我国BIM 技术应用于公路工程中还属于初级阶段，“西安电缆事件”的出现使建筑行业提高了对原材料的重视。众所周知，通过合理应用BIM 技术能提高工程质量，故而相关工作者应加大研究力度，更高效地实现基于BIM 技术的原材料可追溯。此外，还应加强试验数据共享的研究力度，确保我国公路工程建设的长远健康发展。