公路施工进度管理中BIM技术的应用研究

宋会民

（高邑县公路管理站，河北石家庄 051330）

0 引言

BIM是建筑信息模型的简称，具体是指将施工进度及其他与项目有关的信息包含在一个三维模型中。随着BIM技术的快速发展，使其内涵发生改变，现已成为一种高效的信息管理模式，在工程信息处理方面的作用日益凸显。公路工程具有点多、线长、面广等特点，施工过程中会产生大量信息，利用这些信息，依托BIM技术，可提高公路施工进度管理水平。本文对公路施工进度管理中BIM技术的应用展开研究。

1 工程概况

某公路改线工程全长29.5km，按照一级公路标准建设，采用双向六车道，行车时速为80km/h。该公路沿线上有数座桥梁和隧道。根据合同约定，工程计划工期为36个月，主要工程量包括公路路基和沥青混凝土、桥隧等。本项目涵盖的分部分项工程相对较多，为在限定时间内保质保量完工，必须做好进度管理工作。经项目部研究后，决定在施工进度管理中运用先进的BIM技术。

2 公路施工进度管理中BIM技术的应用

2.1 构建BIM进度管理体系

在应用BIM技术开展公路施工进度管理的过程中，要使BIM贯穿于项目全生命周期内。从当前的情况来看，公路施工进度管理中传递着大量与工程建设相关的信息，而BIM作为信息管理技术，能够对工程中产生的这部分信息高效管理，达到控制施工进度的目标，保证工程在限定时间内完工。为使BIM技术在进度管理中的作用得以全面发挥，要依托BIM构建一个科学的进度管理体系，运用相关软件，对公路施工进度管理流程加以改进并完善，借此来增强进度偏差纠正的时效性，通过进度管理促进项目整体管理水平的提升。

2.1.1 创建信息平台

（1）利用先进的无人机技术，在施工现场上方以航拍的方式记录相关情况，随后将现场的地形数据输入GIS中，由此能够快速得到各种地形工程量，如路基的土石方量等。无法通过无人机航拍获取的工程量，如沥青混凝土铺筑量、管涵安装量等，可以借助智能终端采集现场数据，经无线网络传给BIM平台[1]。通过上述方法收集施工信息，能够使信息收集效率得到进一步提升。

（2）BIM技术最为突出的特点是可视化，为实现公路施工进度控制可视化的目标，可在现场加装监控及扫描设备，结合GIS系统和终端设备，收集与施工进度有关的数据，并用无人机航拍地形、土方量等重要数据，将数据传给控制中心，为BIM信息管理平台的创建提供可靠的数据支撑。

2.1.2 建立4D模型

为使BIM施工进度管理模型能够更好地在工程项目中应用，需要建立4D模型[2]，具体方法如下：

（1）通过分析对比常用建模软件的特点后，选用Civil 3D创建公路三维立体模型[3]。在模型的创建过程中，要获取相关的地形数据，该数据可由现场勘查获得，现场周边环境可利用无人机航拍获取。

（2）将获取的地面高程数据创建为DEM文件后，导入Civil 3D软件中，该软件能够借助三角曲面完成地面高程分析；随后选用Project软件[4]，制定公路施工进度甘特图，完成数据添加后，能够使进度的对比分析更加直观、

（3）将公路3D模型及施工进度的相关数据，全部导入到Navisworks平台中[5]，完成4D模型的创建，这样便可模拟公路施工工序，实现各工序的进度预测，掌握施工动态，为方案优化、影响因素消除以及进度计划的执行等提供支撑。

2.2 基于BIM的进度管理

2.2.1 编制进度计划

本工程中，分项工程量相对较大，不仅如此，施工区域的跨度也比较大，作业环境常会发生改变，会受到自然条件的影响，由此使得施工进度的编制成为动态过程。为确保编制的进度计划合理可行，并且能够满足施工进度管理需要，在应用BIM开展进度管理工作时，引入LPS（末位计划者系统），以项目实施中资源的约束作为进度计划编制的重点考虑因素，按实际施工进度对计划作出适当调整。施工进度计划编制中，采用多层计划体系，具体包括：总进度计划、前瞻计划以及周计划。其中总计划是整个工程施工进度的总体控制计划，主要是各分部工程的完工时间，该计划由项目经理、总工程师以及相关人员共同编制；前瞻计划归属于控制性计划的范畴，编制该计划时，可以利用BIM平台收集相关信息，并依据周计划的实施加以调整；周计划即施工计划，依托前瞻计划制定，以机械调配、人员安排为主，利用BIM预测进度计划的完成度，并模拟施工，找出难度大、耗时长的工序加以优化，促进施工效率的提升，达到加快进度的目标[6]。

2.2.2 优化进度计划

对于编制完成的施工进度计划，可以运用4D模型调整计划，使计划达到最优。具体做法如下：依托BIM平台模拟施工，并对进度计划中各工序时间搭配的合理性加以分析，根据进度预测模型，找出施工影响因素，完成进度预测；对各项施工任务的衔接关系作出适当调整，确保任务能够顺畅衔接，避免因断档问题的产生而延误工期；在施工进度模拟中，通过可视化，实现资源优化配置，保证进度目标的顺利实现[7]。借助BIM技术的可视化特点，可从多个角度控制进度目标，使工程在规定的期限内完工。

2.2.3 进度监测

依托BIM平台能够利用监测资料、工程数据等信息，通过GIS数据分析，对工程进度实时跟踪，具体如下：借助BIM的可视化功能，展示进度形象，相关人员可从平台中直观看到工程建设的进度形象，并根据4D模型模拟施工进度，以便进一步了解进度情况；在4D模型进度分析与计算的基础上，按照工程量和成本，生成相关图表、曲线，由此可在量化指标中完成进度跟踪监测，实现进度管理目标。

2.2.4 进度偏差分析

BIM施工进度管理模型能够从不同的角度分析进度偏差，找出偏差形成的原因，为偏差纠正提供详实可靠的依据。

（1）以时间作为进度分析的主要依据，用进度计划与施工网络图对比分析，随后依托4D模型实现进度偏差可视化。在BIM平台中，通过不同的颜色展示计划进度和实际进度，生成进度跟踪图表，对施工进度偏差产生的原因进行定量分析。

（2）分析资源的分配情况，根据BIM平台收集到的相关信息，对比资源分配量，看分配是否合理。BIM施工进度管理模型在进度跟踪的过程中，会自行生成曲线及直方图，可直接对比计划与实际进度之间在工时方面存在的差异。通过对资源利用率的分析，调整资源分配[8]。

2.2.5 进度偏差纠正

公路施工过程中，当影响进度的因素达到一定程度时，将会导致无法按照预先编制好的计划完工，不但造成工期延误，还可能使费用超支。对此，可利用BIM施工进度管理模型纠正进度偏差，使工程能够按照计划时间顺利完成。当实际与计划进度之间存在较大偏差时，要对目标计划加以调整，在这一过程中必须综合考虑各种约束，如资源、环境、成本等。借助BIM平台中的LPS系统，将静态的进度管理转变为动态管理的过程，加快各方的信息传递速度，通过查看BIM模型，直观了解进度情况，以此作为主要依据提出合理可行的偏差纠正方案及具体措施，据此对施工方案及计划任务进行适当调整，减少时间，确保如期完工。

3 结语

公路施工进度管理中，可对先进的BIM技术加以合理运用，在具体应用时，除了要创建管理平台之外，还要构建相关模型，为进度管理提供支撑。未来一段时间，应加大BIM技术的研究力度，对现有的技术逐步改进和完善，使其更好地为公路工程服务。