沈一昌

(新疆交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，新疆 烏魯木齊市 830016)

BIM技術(shù)是目前在建筑領(lǐng)域中的一個(gè)很火熱的話題，目前其被大眾廣泛認(rèn)可的定義為可貫穿設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、維護(hù)的全生命周期的建筑信息模型。自從BIM技術(shù)的概念被引進(jìn)到國內(nèi)以后，已經(jīng)在房屋建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，而公路橋梁行業(yè)則進(jìn)展相對緩慢。隨著各地政府針對路橋行業(yè)的BIM技術(shù)的相關(guān)政策的發(fā)布實(shí)施，如今無論是業(yè)主還是設(shè)計(jì)單位或者施工單位，對BIM技術(shù)的概念都有著較為充分的理解，但是BIM技術(shù)究竟如何能夠應(yīng)用到實(shí)際？或者說在應(yīng)用BIM技術(shù)后能獲得哪些積極的效應(yīng)？目前在業(yè)內(nèi)仍沒有得到一個(gè)共識。故此，筆者將明確公路工程的BIM技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)并結(jié)合一些實(shí)際施工中的BIM技術(shù)應(yīng)用案例，淺析BIM技術(shù)在公路工程施工中的若干應(yīng)用點(diǎn)。

1 公路工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)與其它工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)的區(qū)別

首先，BIM技術(shù)的最廣泛應(yīng)用就是管線碰撞檢查，以及解決結(jié)構(gòu)、建筑、管線等專業(yè)間設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)的問題。而在公路工程中，不涉及管線碰撞，不涉及多專業(yè)共同參與，所以房屋建筑中的一些BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)在公路工程中其實(shí)沒有實(shí)際意義。

其次，BIM技術(shù)的另一大應(yīng)用點(diǎn)就是施工模擬，對于一些圖紙復(fù)雜的建筑物和構(gòu)筑物來說，提前通過計(jì)算機(jī)模擬一遍施工過程可以有效避免由于圖紙誤讀和工序混亂造成的誤工、返工損失。而在公路工程中，圖紙并不復(fù)雜，路基和路面的結(jié)構(gòu)形式也清晰明了，只要施工組織設(shè)計(jì)科學(xué)合理，有無施工模擬并不會在很大程度上影響公路施工的正常進(jìn)行。而且無論是房屋還是橋梁，一般都是獨(dú)立項(xiàng)目，涉及的地塊也相對獨(dú)立，對于項(xiàng)目以外的信息需求不高，結(jié)構(gòu)形式比較規(guī)則，多為水泥混凝土的預(yù)制拼裝，于是無論從建模角度還是從施工模擬角度來看，相對于公路工程都較為容易實(shí)現(xiàn)，而公路工程是線性工程，需要較為詳實(shí)的GIS信息，是無法通過“族模型”的方式去建模的，也是無法通過“搭積木”的方式去進(jìn)行施工模擬的，所以多數(shù)的房屋建筑的建模技術(shù)和施工模擬技術(shù)無法去實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的公路施工流程。

另外，BIM技術(shù)在其不斷發(fā)展和擴(kuò)展的過程中，衍生出很多附產(chǎn)品，三維漫游就是目前十分搶眼的一個(gè)應(yīng)用點(diǎn)。通過三維漫游，項(xiàng)目各參與方可以提前360°瀏覽建筑物或者構(gòu)筑物的最終成果，可以針對不同方面的意見提前變更設(shè)計(jì)方案，提前獲得客戶的信任和青睞。而在公路工程中，一個(gè)項(xiàng)目的里程動(dòng)輒十幾公里甚至幾十公里，而且從標(biāo)頭到標(biāo)尾的公路景觀表現(xiàn)幾乎一模一樣，所以公路工程中的三維漫游就顯得沒有建筑和橋梁那樣的賞心悅目。

2 公路工程施工過程中的BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)

首先，對于絕大部分的公路工程，可以通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工組織設(shè)計(jì)可視化。與工業(yè)的流水線性工廠生產(chǎn)不同，公路是在土地上固定的，而施工生產(chǎn)卻是流動(dòng)的，所以公路工程的施工組織設(shè)計(jì)需要將人工、機(jī)械和材料以及工區(qū)進(jìn)行科學(xué)合理的組織，進(jìn)而將產(chǎn)能發(fā)揮至極致。目前多數(shù)的施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多、敘述復(fù)雜，當(dāng)文字版的施工組織設(shè)計(jì)在各層級人員上下流通的時(shí)候，由于撰寫施工組織設(shè)計(jì)的人員文字編輯能力不同，抑或是閱讀人員的理解方式不同，一份施工組織設(shè)計(jì)經(jīng)常會出現(xiàn)多種不同的理解，這樣就會在施工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生意見分歧，影響施工進(jìn)度。運(yùn)用BIM技術(shù)，將公路工程進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，然后根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)者的根本意圖將模型按照工區(qū)進(jìn)行拆解，按照施工組織設(shè)計(jì)中的生產(chǎn)工藝制作動(dòng)畫演示并配以字幕描述，不僅可以將原本枯燥的文字版施工組織設(shè)計(jì)變得具體化、形象化，還可以提前發(fā)現(xiàn)原本的施工組織設(shè)計(jì)中的不合理之處并實(shí)時(shí)改進(jìn)，既保證了施工組織設(shè)計(jì)的合理性，又便于閱讀者的理解，而且加深了施工人員的印象。故此，運(yùn)用BIM技術(shù)將文字版施工組織設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬┕そM織設(shè)計(jì)，在公路工程施工過程中顯得十分重要和必要。

其次，對于公路工程的技術(shù)交底，可以通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)類似于施工組織設(shè)計(jì)可視化的技術(shù)交底可視化。通常在某一單位工程或分項(xiàng)工程開工前， 技術(shù)交底都是以書面形式配以現(xiàn)場口頭講授的方式進(jìn)行的，雖然技術(shù)交底的內(nèi)容單獨(dú)形成交底文件，有相應(yīng)的交底日期，有交底人、接收人的簽字確認(rèn)并進(jìn)行存檔，但事實(shí)上交底會議上施工人員有沒有細(xì)心接受，會后會否因?yàn)槭┕て诘穆L而逐漸遺忘仍是一個(gè)懸而未決的問題。如果運(yùn)用BIM技術(shù)，將分項(xiàng)工程建模，按照交底內(nèi)容制作詳實(shí)的三維模型演示動(dòng)畫，在交底會議上進(jìn)行播放，并且將演示動(dòng)畫存入施工人員的手機(jī)中，施工人員不僅在交底會議上記憶深刻，而且能夠在施工現(xiàn)場隨時(shí)觀摩。

另外，對于山區(qū)新建公路工程，可以通過BIM技術(shù)結(jié)合GIS信息進(jìn)行系統(tǒng)分析，規(guī)避一些額外成本的發(fā)生。當(dāng)修建山區(qū)公路的時(shí)候，公路往往是盤山而建，路塹在整條線路中的路基形式中占比很多，所以在施工過程中會發(fā)生大量的挖方。在通常的施工方案中，施工人員往往需要在山上打通若干條施工便道以形成若干工區(qū)，幾個(gè)工區(qū)同時(shí)對向掘進(jìn)以加快施工速度，所以施工便道的開通位置就成了開工前的首要準(zhǔn)備工作。由于山區(qū)地勢陡峭，林木茂密，施工人員很難通過實(shí)地測量來規(guī)劃便道位置，而且雨季時(shí)山頂水流的沖刷區(qū)域隱藏在森林植被當(dāng)中，一旦便道位置同山體流域部分發(fā)生交叉，施工便道就會形同虛設(shè)。針對這種狀況，可運(yùn)用BIM技術(shù)，利用Autodesk Civil3D等建模工具，依照設(shè)計(jì)文件中的等高線信息進(jìn)行真實(shí)地形建模和整體路線建模，并且對地形模型進(jìn)行分析，得出山體的山脊線、山谷線和雨水流域等信息，這些信息能夠在計(jì)算機(jī)顯示器上清晰體現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工便道布設(shè)便可以有效避開便道線路與雨水流域的交叉問題，從而防患于未然，間接節(jié)約了成本的開支。

最后，對于貫穿城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的擴(kuò)改建公路，可以通過BIM技術(shù)改進(jìn)若干涉及施工道口安全設(shè)施的布置方案。由于擴(kuò)改建公路通常會臨時(shí)封閉某一段的交通道路，一旦施工段和封閉段規(guī)劃不合理，往往會造成大量的交通堵塞以及施工機(jī)械與社會車輛混行的安全隱患。如果運(yùn)用BIM技術(shù)，建立舊路改擴(kuò)建模型，參照施工期的車行流量，提前模擬出社會車輛的繞行情況，進(jìn)而調(diào)整道路封閉方案、規(guī)劃施工機(jī)械的出入口，即可有效減免公路施工過程中的安全隱患。

3 結(jié)束語

BIM技術(shù)是土木工程領(lǐng)域未來的發(fā)展方向，雖然在目前其在公路工程施工過程中的使用率依然較低，但合理有效地運(yùn)用BIM技術(shù)可解決很多公路工程施工過程中棘手的傳統(tǒng)難題。如何更加有效地使BIM技術(shù)充分應(yīng)用到公路工程施工全周期，仍需繼續(xù)發(fā)掘和探索其更多有價(jià)值的應(yīng)用點(diǎn)。