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浅谈道路工程管理中BIM技术的应用与发展

2021-05-04 79 上传者：管理员

摘要：BIM技术是计算机和信息技术发展到一定阶段的工程设计和管理工具，融合了信息化、数字化和智能化技术于一体，给未来工程界提供了新生产和管理模式。文章介绍了BIM技术的含义及特点，分析了道路工程施工进度管理的传统模式存在的问题以及BIM技术在施工进度管理方面应用的优势，总结了BIM技术在道路工程施工进度控制和管理的方法，可为类似项目的BIM技术应用提供参考。

关键词：
BIM技术
工程技术
工程施工
工程管理
道路工程
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1、引言

道路工程施工周期长，技术复杂，且受到天气等不可控因素的影响，使施工进度很难满足要求。为了协调施工过程中由于内部因素和外部因素对工作造成的不便，保证工程质量按质按量的完成，BIM技术为道路工程施工提供了先进的管理思路。

2、BIM技术简介

2.1 BIM技术的含义

BIM技术的全称是“建筑信息模型”，作为工程设计技术中的兴起之秀，被称为继CAD之后工程设计领域的第二次革命。BIM技术是一种数据化工具，在道路施工管理领域，利用三维模型来整合整个项目的具体信息，并在工程策划、施工、运营和维护的全寿命周期内进行信息的共享和传递，以方便技术人员正确理解项目各个阶段的状况，易于发现问题并高效解决问题。

2.2 BIM技术的特点

传统CAD图纸是二维图纸，与此不同，BIM技术向工程人员呈现的是三维设计。如果考虑时间维度，BIM技术可以说是四维模型管理平台。BIM技术通过导入工程参数，并且对参数进行相应的编辑，最后向工程人员展现出3D效果模型，同时技术人员还可以在软件中对模型进行许多个性化操作，对建立出来的3D模型进行解读，完成对模型的信息输入，以供后续施工和运营时的信息调用。

具体来说，BIM技术具有以下四个方面的特点：(1)更全面的生命周期模拟，BIM技术与CAD图纸相比最大的特色在于增加了时间维度，全方位地模拟了道路工程的设计、施工、管理和运营等全生命周期；(2)更直观的可视化图形，城市道路工程中尤其是桥梁、管线等，其复杂程度需要工程技术人员具有较强的空间想象能力，而BIM技术展现的则是三维模型，达到了“所见即所得”的目的；(3)各部门统筹协调，有序发挥职能，道路工程是一项庞大的工程，需要不同部门之间的交流合作才能完成，但是在工程建设过程中，各部门常常因为理解不同以及沟通不及时，浪费时间，导致工程延期。

3、传统管理方式与BIM技术的对比

3.1 传统管理方式存在的问题

根据以往工程经验以及相关文献资料，与计划工期相比，工程实际工期延误的概率约为60%，依靠传统施工进度管理模式，会产生很多的问题，其中最主要的问题就是不能按时完工，其原因主要有以下几点：(1)部门协调不统一，信息曲解，施工是工程的最核心环节，但是在施工进度管理时，每个技术员对设计资料的理解都不同，经常导致施工人员遗漏或误解关键技术操作，导致返工或者工程质量不合格；(2)施工进度计划编制复杂，传统施工进度计划编制需要人工计算，手动编制，验算、复核等步骤浪费大量时间；(3)忽略细节或不可控因素，传统道路工程施工进度计划编制受到经验主义的影响，往往忽略因外部因素影响导致的关键步骤无法进行而延误的工期；(4)现场信息与施工进度关联性弱，传统施工进度计划信息表达不直观，难以与现场紧密关联，导致进度纠偏难以进行；(5)信息收集难度大，传统道路工程施工进度计划普遍采用横道图等方法编制，按照这种方式对现场进行管理时，图纸及文档信息收集和归档杂乱无序，部门之间文件调用不及时。

3.2 BIM技术在施工进度管理中的优势

传统的施工进度管理方式的存在弊病的根本原因在于信息的获取缺乏具有3D模型作为载体的信息平台。BIM技术以高度仿真的3D模型为载体，以BIM平台为中心，统筹协调工程全寿命周期内的各个部门，完美地解决了传统管理模式存在的问题。

在道路工程管理过程中应用BIM技术，极大地扫除了因资料缺失或沟通不畅造成的“盲点”，同时由于BIM技术的直观性，施工工序的可模拟性以及资料信息的全面性可以节约技术人员大量的查找、变更以及纠偏时间。BIM技术可以将道路工程施工进度管理过程中涉及的物理信息和几何信息、进度计划和现场实际状况统一存储到BIM平台，大大降低信息在各部门之间多次传递造成的误解风险，保证信息准确和进度有序。

4、BIM技术在道路工程管理中的进度控制与调整

4.1 BIM技术管理施工进度的步骤

基于BIM技术的施工进度管理主要流程如下图所示。主要包含两个部分：第一，基于BIM技术建立道路工程建立模型，目前国内外使用的BIM软件有很多，能够适用于不同的工程，选择一个适合道路工程建模软件，并能满足建模目的尤其重要，在熟悉软件之后，需要确保建模所需工程信息完整，才能建立比较完整的BIM模型；第二，利用BIM模型对施工进度进行管理，3D模型建立完整之后，结合施工进度计划，导入时间时间维度，就可以对施工进度进行管理，主要包括进度监控、差异分析以及进度调整三个步骤。

4.2 应用BIM技术监控施工进度

传统的施工进度管理是利用横道图，以报表的方式收集现场信息。在信息的收集过程中，受到操作员主管因素的影响较大，会因为操作人员的失误导致结果偏差。但是，基于BIM技术的进度控制能够弥补这个不足。BIM技术使用现代化的信息采集控收集信息，如拍照、定点三维激光扫描以及监控视频等手段。然后利用软件将收集到的信息生成模型参数，通过模拟现场实时施工过程，为业主或者项目经理展示进度状况，完成对项目进度的监控。

4.3 应用BIM技术分析进度差异

应用BIM技术分析进度差异是通过两个进度当前状态的对照，是否存在比较大的差异。分析施工进度偏差的前提是明确关键步骤是否按时完成，如果出现偏差，则继续分析该偏差是否对后续工作步骤产生影响，根据实际情况，进行预告分析。利用BIM技术进行进度偏差分析可以让相关人员第一时间掌握现场信息，并且BIM技术能够自动分析计算偏差对后续步骤的影响，根据计算结果重新调配机械以及材料等资源。

4.4 应用BIM技术调整施工进度

当实际施工进度相较于进度计划出现滞后时，主要通过改变施工工序持续时间以及改变工序之间的组织方式两种手段进行调整。如果实际施工进度滞后是由设计变更导致，则需要依据新的设计方案，修改BIM实体模型，结合新的施工进度计划完成对4D模型的更新；如果实际施工进度滞后是由施工过程导致的，可以在BIM软件中，在计划进度中修改施工工序、施工组织关系以及资源调配方案，然后按照新的进度计划进行模拟施工，寻找忽略的进度冲突点，在软件中进行调整和模拟的反复循环，从而完善施工进度控制。

5、总结

道路工程是一个十分庞大和复杂的工程，在施工过程中，仅仅依靠人工难免会遇到各种各样的问题，对施工进度产生比较大的影响。随着计算机技术和网络通信技术的发展，BIM技术为道路工程设计、施工、运营以及管理等方面都提供了新的思路，尤其在施工进度控制方面，BIM能够解决传统模式存在的主要问题，如信息收集与传递不畅、各部门沟通交流不协调统一以及人工控制无法考虑时间维度等，从而有效提高道路工程施工管理水平。

参考文献：

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