BIM技术在隧道工程项目管理中的应用

彭辉

（烟台经济技术开发区公路建设养护中心，山东 烟台 264100）

0 引言

隧道工程是公路工程中的一个重要组成部分，设计施工难度大，要求各专业间需做好相应的沟通协调工作，推动信息的有效传递。将BIM技术应用到隧道工程项目管理中，可为工程的施工建设提供指导，直观反映出施工现场的实际情况，促进施工质量和施工精度的提高，减少成本浪费。

1 BIM技术概述

BIM 是指建筑信息模型，能结合相应的数据信息构建起三维建筑模型，以数字化技术为支撑，为模型打造出切合实际情况的数据信息库，将建筑构件的几何信息、状态信息、专业属性等全部纳入信息库中。以三维建筑模型为支撑，建筑工程的信息集成化程度能得到显著提升，也可提供一个有效的平台，实现建筑项目利益相关方信息的交互与共享（见图1）。

图1 BIM技术可支撑的设计与建造环节

BIM技术的特点体现在以下几个方面。

（1）可视化

可视化在建筑领域发挥着至关重要的作用[1]，传统建筑设计只能提供平面化的图纸，需要从业人员依靠自身的经验去想象建筑结构形式，BIM 技术则能将二维平面图纸转化为三维立体模型，实现建筑框架的可视化，在生成效果图及相关报表的同时，也能使得建筑工程项目的设计、施工和运营全程都处于可视化状态。

（2）协调性

建筑工程项目的建设是一个系统性工程，需协调各参与主体，以确保工程的顺利实施。BIM 技术的应用使得工作人员可在前期对可能存在的各种专业问题进行协调，生成相应的协调结果数据，提升工程建设的整体效果。

（3）模拟性

BIM 技术在对建筑模型进行设计的同时，还可进行日照模拟、节能模拟等，可对照相应的施工组织设计模拟实际施工情况，确定合理的施工方案[2]。而在后期运营阶段，可对一些紧急情况的处理进行模拟，保证建筑运行的稳定性和安全性。

2 工程概况

某城市隧道工程全长1.82km，采用双向4 车道标准，设计行车速度为60km/h，隧道本身所处区域靠近火车站，车流量大，对工程的施工质量要求较高。对隧道工程进行整体分析，其属于综合性城市隧道工程，涉及项目较多，施工难度大，从确保施工效果的角度，需采用更直观的方式来展示设计方案和施工图纸，强化多方协作。基于此，在进行项目设计和施工管理的过程中，引入了BIM技术，打造出了基于BIM的隧道工程项目管理框架。

3 BIM技术在隧道工程项目管理中的具体应用

3.1 在设计阶段的应用

BIM 技术在隧道工程设计阶段的应用主要体现在模型构建方面，隧道工程设计包含了多个环节，主要有图纸设计、设计反馈、图纸完善、图纸审核等[3]。在正式施工前，必须确保设计施工图纸的合理性，从设计单位、施工单位和建设单位抽调专业技术人员，结合现场勘查获取的数据信息，构建起相应的BIM模型，为工程施工方案的设计提供参考。对于总承包单位而言，在隧道工程设计阶段，可以借助集约化的管理方式，将BIM技术的优势充分发挥出来，确保各方主体都能积极参与到BIM模型的构建中，了解设计方案的具体内容和要求。

该工程施工的内容具备多样化和综合性的特征，设计过程中需做好碰撞检查工作，看不同专业间是否存在冲突，图纸是否合理，是否可以很好地满足具体施工要求。选择隧道中的某一段，对普通钢筋和预应力筋进行相应的碰撞检测，以BIM技术为支撑，建立起相应的碰撞结构模型[4]（见图2）。

图2 BIM碰撞结构模型

在完成相应的碰撞检测工作时，需使用Excel 表格来呈现检测报告，明确可能存在冲突的结构位置，为后续的处理提供便利。在碰撞检测中发现，区域内1号行车道与衬砌结构发生了碰撞，如不能及时对设计方案进行调整优化，可能会引发严重后果。设计阶段可以将传统设计和BIM技术有机结合，管控图纸中存在的各种错漏。现场反馈结果表明，通过BIM碰撞检测的方式，能减少约70%的现场变更问题，现场协调的工作量也可降低30%左右，相关工作人员在查找自身需要的数据时，效率提高了300%。不仅如此，BIM 技术支持下的三维协同数字化设计可使得设计的过程更直观，出图效率大约可提升20%。借助统一的数据信息，将BIM 模型作为核心载体，开展数字化移交，可为设计人员提供更准确、可靠的三维数据信息，帮助其对设计方案进行优化调整，确保方案能适应复杂的现场施工作业环境[5]。

3.2 在施工阶段的应用

3.2.1 综合展示

在工程项目施工中，对照工程的实际情况，为了能将项目主体及周边环境情况直观展示出来，采用了BIM 技术与GIS 技术相互结合的方式，打造“电子沙盘”，包含图层控制、底图切换、飞行漫游等功能，能将BIM 技术和GIS 技术的优势有效互补，提升展示的整体效果，也可对项目施工阶段管理工作的实施提供支撑。

3.2.2 技术交底

隧道工程施工技术交底一般采用设计图纸与文字相互配合的方式，但是，如果施工人员对图纸表达的内容存在理解偏差，可能出现工期延误乃至返工的问题。BIM 模型本身具备直观、可视化的特点，能为项目施工提供指导[6]，使得施工人员通过更具体、更直观的三维模型了解施工的具体要求，保证了技术交底工作的实施效果。不仅如此，以BIM模型作为支撑，技术人员在面向施工人员进行技术交底的过程中，能提供施工细节要点，提升交底的有效性，确保施工人员能更精准地把握现场实际情况。以隧道围岩支护为例，借助BIM模型，可将细节部分清晰地展示出来，帮助施工人员明确围岩支护的关键点和薄弱区域，保障施工的整体效果。

3.2.3 成本管理

以BIM技术为支撑对图纸进行优化，能最大限度地避免出现碰撞点，对分包专业的施工方式进行调整，提升团队协作能力。BIM 模型收集了大量的结构构件信息，可以帮助管理人员实现工程量的快速准确计算，为成本管理工作的实施提供可靠的数据支持。同时，施工技术人员可通过对BIM模型的深入分析和研究，实现工程量的评估，也可构建相应的材料数据库，明确隧道工程施工建设中对各种材料的具体需求，确保限额领料政策的贯彻落实。将BIM技术与传统的工作流程相结合，能推动施工阶段成本管理工作的顺利实施。在实际操作中，须实现成本管理工作的精细化和具体化，优化成本管理流程，保证成本管理的效果[7]。

在针对工程成本进行管理的过程中，需将施工单位的用人成本、材料采购成本、材料使用情况等全部考虑在内。专业的BIM软件可帮助工作人员统计隧道工程施工中材料的需求和消耗情况，为材料采购及使用计划的编制提供参考和借鉴。项目部门工作人员可查阅隧道工程材料的使用情况，通过有效的审核工作，推行限额领料，确保在实施项目管理的过程中实现三算对比。在实操环节，工作人员可在软件的视口属性中选择具体的时间段进行查询，也可依照经过匹配的构件属性，选择资源、资金曲线，自动生成折线图。

3.2.4 进度控制

以BIM技术为支撑，通过模拟相应的施工过程，可预测施工进度，对比实际施工进度和模拟施工进度的差异，及时做好施工方案的优化调整。BIM 技术可对各种施工信息进行收集和整理，相比传统以管理人员经验为核心进行进度优化的方式，BIM 技术支撑下的精度优化更全面、精细。BIM 信息集成系统能为各专业的工作人员提供信息交流平台，消除信息交流中存在的时空限制。

施工进度一般采用网络计划图描述，但是其欠缺直观性，对于隧道工程而言复杂程度较高，管理人员无法快速完成施工任务间逻辑关系的处理。BIM 技术可模拟项目施工过程，帮助管理人员更好地把控施工进度，防范施工过程中可能存在的问题，制定出有效的应对措施，优化进度方案和施工方案，确保项目顺利完成[9]。

3.2.5 安全管理

隧道工程施工中存在安全隐患，需做好安全管理工作。当前，许多工程项目会在施工现场设置相应的视频监控设备，可全程监控施工中的不安全因素，确保施工环境的安全性。从项目管理的角度，可将BIM技术、GIS 技术与现场监控系统结合起来，将监控硬盘的路线信息接入到云平台中，针对每个监控点分配相应的直播地址，对应现场的监控位置，于电子沙盘中进行图标标注，工作人员可通过点击监控图标的方式，在弹出的监控窗口查看现场实际情况。工程本身现场跨度相对较大，作业人员分散，从保障施工人员人身安全的角度，需对所有人员的信息进行整理归档，采用一卡通的管理模式采集工作人员的考勤信息和定位信息，要求其在进入施工现场和生活区域时刷卡进入。

3.2.6 监测预警

结合该工程的实际情况，在施工中需进行深基坑开挖作业，开挖深度达30m。从保证施工过程可靠性和安全性的角度，需做好围护、支护体系的监测工作，并直观展示其变化情况，做好预警工作。可以将项目监测信息连接到电子沙盘，设置好对应的报警数值，加强实时预警。可在BIM 模型中建立起相应的测点模型，添加模型动画图标，依照预警等级设置不同的图标颜色，做到一目了然[10]。

4 结语

总之，将BIM技术应用到隧道工程项目管理中，能提升管理的可视化水平，帮助工作人员查看隧道施工各部分的细节，开展可视化交底，共享施工信息和数据模型，找出施工中存在的问题并及时修改，切实提高沟通效率，为成本管理、进度管理和安全管理等提供支撑，确保隧道工程施工效果，推动交通运输行业的健康发展。