彭輝
(煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)公路建設(shè)養(yǎng)護中心,山東 煙臺 264100)
隧道工程是公路工程中的一個重要組成部分,設(shè)計施工難度大,要求各專業(yè)間需做好相應(yīng)的溝通協(xié)調(diào)工作,推動信息的有效傳遞。將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程項目管理中,可為工程的施工建設(shè)提供指導(dǎo),直觀反映出施工現(xiàn)場的實際情況,促進施工質(zhì)量和施工精度的提高,減少成本浪費。
BIM 是指建筑信息模型,能結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建起三維建筑模型,以數(shù)字化技術(shù)為支撐,為模型打造出切合實際情況的數(shù)據(jù)信息庫,將建筑構(gòu)件的幾何信息、狀態(tài)信息、專業(yè)屬性等全部納入信息庫中。以三維建筑模型為支撐,建筑工程的信息集成化程度能得到顯著提升,也可提供一個有效的平臺,實現(xiàn)建筑項目利益相關(guān)方信息的交互與共享(見圖1)。
圖1 BIM技術(shù)可支撐的設(shè)計與建造環(huán)節(jié)
BIM技術(shù)的特點體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)可視化
可視化在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1],傳統(tǒng)建筑設(shè)計只能提供平面化的圖紙,需要從業(yè)人員依靠自身的經(jīng)驗去想象建筑結(jié)構(gòu)形式,BIM 技術(shù)則能將二維平面圖紙轉(zhuǎn)化為三維立體模型,實現(xiàn)建筑框架的可視化,在生成效果圖及相關(guān)報表的同時,也能使得建筑工程項目的設(shè)計、施工和運營全程都處于可視化狀態(tài)。
(2)協(xié)調(diào)性
建筑工程項目的建設(shè)是一個系統(tǒng)性工程,需協(xié)調(diào)各參與主體,以確保工程的順利實施。BIM 技術(shù)的應(yīng)用使得工作人員可在前期對可能存在的各種專業(yè)問題進行協(xié)調(diào),生成相應(yīng)的協(xié)調(diào)結(jié)果數(shù)據(jù),提升工程建設(shè)的整體效果。
(3)模擬性
BIM 技術(shù)在對建筑模型進行設(shè)計的同時,還可進行日照模擬、節(jié)能模擬等,可對照相應(yīng)的施工組織設(shè)計模擬實際施工情況,確定合理的施工方案[2]。而在后期運營階段,可對一些緊急情況的處理進行模擬,保證建筑運行的穩(wěn)定性和安全性。
某城市隧道工程全長1.82km,采用雙向4 車道標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計行車速度為60km/h,隧道本身所處區(qū)域靠近火車站,車流量大,對工程的施工質(zhì)量要求較高。對隧道工程進行整體分析,其屬于綜合性城市隧道工程,涉及項目較多,施工難度大,從確保施工效果的角度,需采用更直觀的方式來展示設(shè)計方案和施工圖紙,強化多方協(xié)作?;诖耍谶M行項目設(shè)計和施工管理的過程中,引入了BIM技術(shù),打造出了基于BIM的隧道工程項目管理框架。
BIM 技術(shù)在隧道工程設(shè)計階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在模型構(gòu)建方面,隧道工程設(shè)計包含了多個環(huán)節(jié),主要有圖紙設(shè)計、設(shè)計反饋、圖紙完善、圖紙審核等[3]。在正式施工前,必須確保設(shè)計施工圖紙的合理性,從設(shè)計單位、施工單位和建設(shè)單位抽調(diào)專業(yè)技術(shù)人員,結(jié)合現(xiàn)場勘查獲取的數(shù)據(jù)信息,構(gòu)建起相應(yīng)的BIM模型,為工程施工方案的設(shè)計提供參考。對于總承包單位而言,在隧道工程設(shè)計階段,可以借助集約化的管理方式,將BIM技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,確保各方主體都能積極參與到BIM模型的構(gòu)建中,了解設(shè)計方案的具體內(nèi)容和要求。
該工程施工的內(nèi)容具備多樣化和綜合性的特征,設(shè)計過程中需做好碰撞檢查工作,看不同專業(yè)間是否存在沖突,圖紙是否合理,是否可以很好地滿足具體施工要求。選擇隧道中的某一段,對普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋進行相應(yīng)的碰撞檢測,以BIM技術(shù)為支撐,建立起相應(yīng)的碰撞結(jié)構(gòu)模型[4](見圖2)。
圖2 BIM碰撞結(jié)構(gòu)模型
在完成相應(yīng)的碰撞檢測工作時,需使用Excel 表格來呈現(xiàn)檢測報告,明確可能存在沖突的結(jié)構(gòu)位置,為后續(xù)的處理提供便利。在碰撞檢測中發(fā)現(xiàn),區(qū)域內(nèi)1號行車道與襯砌結(jié)構(gòu)發(fā)生了碰撞,如不能及時對設(shè)計方案進行調(diào)整優(yōu)化,可能會引發(fā)嚴(yán)重后果。設(shè)計階段可以將傳統(tǒng)設(shè)計和BIM技術(shù)有機結(jié)合,管控圖紙中存在的各種錯漏。現(xiàn)場反饋結(jié)果表明,通過BIM碰撞檢測的方式,能減少約70%的現(xiàn)場變更問題,現(xiàn)場協(xié)調(diào)的工作量也可降低30%左右,相關(guān)工作人員在查找自身需要的數(shù)據(jù)時,效率提高了300%。不僅如此,BIM 技術(shù)支持下的三維協(xié)同數(shù)字化設(shè)計可使得設(shè)計的過程更直觀,出圖效率大約可提升20%。借助統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息,將BIM 模型作為核心載體,開展數(shù)字化移交,可為設(shè)計人員提供更準(zhǔn)確、可靠的三維數(shù)據(jù)信息,幫助其對設(shè)計方案進行優(yōu)化調(diào)整,確保方案能適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場施工作業(yè)環(huán)境[5]。
3.2.1 綜合展示
在工程項目施工中,對照工程的實際情況,為了能將項目主體及周邊環(huán)境情況直觀展示出來,采用了BIM 技術(shù)與GIS 技術(shù)相互結(jié)合的方式,打造“電子沙盤”,包含圖層控制、底圖切換、飛行漫游等功能,能將BIM 技術(shù)和GIS 技術(shù)的優(yōu)勢有效互補,提升展示的整體效果,也可對項目施工階段管理工作的實施提供支撐。
3.2.2 技術(shù)交底
隧道工程施工技術(shù)交底一般采用設(shè)計圖紙與文字相互配合的方式,但是,如果施工人員對圖紙表達的內(nèi)容存在理解偏差,可能出現(xiàn)工期延誤乃至返工的問題。BIM 模型本身具備直觀、可視化的特點,能為項目施工提供指導(dǎo)[6],使得施工人員通過更具體、更直觀的三維模型了解施工的具體要求,保證了技術(shù)交底工作的實施效果。不僅如此,以BIM模型作為支撐,技術(shù)人員在面向施工人員進行技術(shù)交底的過程中,能提供施工細節(jié)要點,提升交底的有效性,確保施工人員能更精準(zhǔn)地把握現(xiàn)場實際情況。以隧道圍巖支護為例,借助BIM模型,可將細節(jié)部分清晰地展示出來,幫助施工人員明確圍巖支護的關(guān)鍵點和薄弱區(qū)域,保障施工的整體效果。
3.2.3 成本管理
以BIM技術(shù)為支撐對圖紙進行優(yōu)化,能最大限度地避免出現(xiàn)碰撞點,對分包專業(yè)的施工方式進行調(diào)整,提升團隊協(xié)作能力。BIM 模型收集了大量的結(jié)構(gòu)構(gòu)件信息,可以幫助管理人員實現(xiàn)工程量的快速準(zhǔn)確計算,為成本管理工作的實施提供可靠的數(shù)據(jù)支持。同時,施工技術(shù)人員可通過對BIM模型的深入分析和研究,實現(xiàn)工程量的評估,也可構(gòu)建相應(yīng)的材料數(shù)據(jù)庫,明確隧道工程施工建設(shè)中對各種材料的具體需求,確保限額領(lǐng)料政策的貫徹落實。將BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的工作流程相結(jié)合,能推動施工階段成本管理工作的順利實施。在實際操作中,須實現(xiàn)成本管理工作的精細化和具體化,優(yōu)化成本管理流程,保證成本管理的效果[7]。
在針對工程成本進行管理的過程中,需將施工單位的用人成本、材料采購成本、材料使用情況等全部考慮在內(nèi)。專業(yè)的BIM軟件可幫助工作人員統(tǒng)計隧道工程施工中材料的需求和消耗情況,為材料采購及使用計劃的編制提供參考和借鑒。項目部門工作人員可查閱隧道工程材料的使用情況,通過有效的審核工作,推行限額領(lǐng)料,確保在實施項目管理的過程中實現(xiàn)三算對比。在實操環(huán)節(jié),工作人員可在軟件的視口屬性中選擇具體的時間段進行查詢,也可依照經(jīng)過匹配的構(gòu)件屬性,選擇資源、資金曲線,自動生成折線圖。
3.2.4 進度控制
以BIM技術(shù)為支撐,通過模擬相應(yīng)的施工過程,可預(yù)測施工進度,對比實際施工進度和模擬施工進度的差異,及時做好施工方案的優(yōu)化調(diào)整。BIM 技術(shù)可對各種施工信息進行收集和整理,相比傳統(tǒng)以管理人員經(jīng)驗為核心進行進度優(yōu)化的方式,BIM 技術(shù)支撐下的精度優(yōu)化更全面、精細。BIM 信息集成系統(tǒng)能為各專業(yè)的工作人員提供信息交流平臺,消除信息交流中存在的時空限制。
施工進度一般采用網(wǎng)絡(luò)計劃圖描述,但是其欠缺直觀性,對于隧道工程而言復(fù)雜程度較高,管理人員無法快速完成施工任務(wù)間邏輯關(guān)系的處理。BIM 技術(shù)可模擬項目施工過程,幫助管理人員更好地把控施工進度,防范施工過程中可能存在的問題,制定出有效的應(yīng)對措施,優(yōu)化進度方案和施工方案,確保項目順利完成[9]。
3.2.5 安全管理
隧道工程施工中存在安全隱患,需做好安全管理工作。當(dāng)前,許多工程項目會在施工現(xiàn)場設(shè)置相應(yīng)的視頻監(jiān)控設(shè)備,可全程監(jiān)控施工中的不安全因素,確保施工環(huán)境的安全性。從項目管理的角度,可將BIM技術(shù)、GIS 技術(shù)與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合起來,將監(jiān)控硬盤的路線信息接入到云平臺中,針對每個監(jiān)控點分配相應(yīng)的直播地址,對應(yīng)現(xiàn)場的監(jiān)控位置,于電子沙盤中進行圖標(biāo)標(biāo)注,工作人員可通過點擊監(jiān)控圖標(biāo)的方式,在彈出的監(jiān)控窗口查看現(xiàn)場實際情況。工程本身現(xiàn)場跨度相對較大,作業(yè)人員分散,從保障施工人員人身安全的角度,需對所有人員的信息進行整理歸檔,采用一卡通的管理模式采集工作人員的考勤信息和定位信息,要求其在進入施工現(xiàn)場和生活區(qū)域時刷卡進入。
3.2.6 監(jiān)測預(yù)警
結(jié)合該工程的實際情況,在施工中需進行深基坑開挖作業(yè),開挖深度達30m。從保證施工過程可靠性和安全性的角度,需做好圍護、支護體系的監(jiān)測工作,并直觀展示其變化情況,做好預(yù)警工作??梢詫㈨椖勘O(jiān)測信息連接到電子沙盤,設(shè)置好對應(yīng)的報警數(shù)值,加強實時預(yù)警??稍贐IM 模型中建立起相應(yīng)的測點模型,添加模型動畫圖標(biāo),依照預(yù)警等級設(shè)置不同的圖標(biāo)顏色,做到一目了然[10]。
總之,將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程項目管理中,能提升管理的可視化水平,幫助工作人員查看隧道施工各部分的細節(jié),開展可視化交底,共享施工信息和數(shù)據(jù)模型,找出施工中存在的問題并及時修改,切實提高溝通效率,為成本管理、進度管理和安全管理等提供支撐,確保隧道工程施工效果,推動交通運輸行業(yè)的健康發(fā)展。