基于BIM的高速公路施工管理信息化探究

方芳

摘 要：在社会经济水平提高以及城市化进程不断推进的背景下，高速公路工程规模和数量呈明显上升趋势，这给施工管理提出更高要求。基于此，本文研究以BIM为基础的高速公路施工解决方案，并探究以此为基础的施工管理信息化系统，最后分析该技术的具体应用，以供参考。

关键词：BIM;高速公路;施工管理;信息化

0 引言

BIM主要指的是建筑信息模型，是一种作用于工程设计、工程建设以及工程管理环节的数字化方式。相较于传统管理方法，BIM在高速公路施工管理中的信息化应用能够提高管理效率和质量，因此，探究基于BIM高速公路施工管理信息化是必要的。

1 以BIM为基础的高速公路施工解决方案

1.1 自动分析工程量

对于高速公路而言，其施工分标段管理，各个标段的单位工程分为涵洞工程、土石方工程等，在实际施工过程中各项管理工作的展开需要以工程量为基础，例如施工成本预核算、施工方法或是施工进度等。因此，这需要施工管理人员在开展工作时对工程量进行计算和分析，其中，土石方工程是高速公路工程的重要组成部分，尤其当工程处于山区地带，即便位于丘陵地区也需要进行大量土石方开挖工作和填筑作业，该环节出现的问题对项目初期的施工进度具有重要影响。为此，往往需要在高速公路工程设计阶段和施工阶段确定施工进度计划、施工方法以及核算工程成本时，以精确的土石方工程量为基础。从当前研究现状来看，对于大面积土石方工程量的计算而言，主要有三种方法，分别为截面法、图解法以及格网法，但这三种方法均是依靠人力的手工作业，由于计算量很大，不仅给工作人员造成较大的计算压力，还容易出现计算误差，计算精准度难以保证。而BIM技术的应用能够以类似于体积积分的方法进行计算，具体而言，通过离散点数据库和平面网格模型，分别计算底面和顶面网格模型，之后将相应的底面和顶面网格点高程差值以及单位网格面积分别作为积分高度和积分单元，最后进行柱体累加得到高速公路工程量。表达式为：，其中，h（x，y）指的是网格点的高程差值，V指的是土石方体积;d指的是相邻两截面之间的距离;s为截面面积。当h（x，y）大于0时，计算结果则为填方，当h（x，y）小于0时，则计算结果为挖方。另外，公路工程在施工过程中难免存在工程变更，而BIM技术的施工能够实现信息的动态更新，为管理奠定良好基础[1]。

1.2 高速公路路基施工进度模型

以BIM原理核心模型和数据库为基础，并运用GIS数据融合分析功能，进而在高速公路设计施工信息基础数据库的前提下，搭建三维高精度地形可视化平台，为相关管理工作奠定良好基础。针对高速工程路面施工形象进度模型，主要使用BIM技术构建工程施工形象进度模型，增强路面结构层建设的合理性，实现路面隔水、防污、排水和防冻等功能。除此之外，路面施工形象进度模型还可以联动三维高精度地形模型，动态更新施工进度[2]。除此之外，还可以对隧道工程、涵洞工程进行施工形象进度模拟，相较于其他工程，此类工程难度较大，通过运用BIM技术，能够将实际施工形象直观的展示给相关工作人员，进而根据实际情况制定最佳施工方案，对整个施工流程进行动态更新和管理。

2 探究以BIM为基础的高速公路施工管理信息化系统

在相关研究成果中发现，刘雪文认为，高速公路施工管理信息化系统主要包括三方面，分别是绩效考评系统、日志管理系统以及人员设备系统。绩效考核系统主要包括施工安全数据、质量数据、进度数据以及成本等数据，根据工程实际情况以及建设需要，信息系统能够以数据管理的分级系统对各个单元进行评价，帮助后续考核工作的开展。日志管理系统主要是对高速公路各项信息进行记录，例如工程施工质量、施工进度、施工技术、施工安全以及施工管理等内容，完整记录各项数据的变化，具有极强追溯性和全面性，并能够将相关数据反映给上级管理单位以及监理部门，实现建设项目的全过程管理。人员设备系统主要是结合高速公路合同文件内容生成性能清单，进而由工程施工单位、建设单位以此为基础开展标准化考试，同时，通过无线终端压力设定以及账户管理，记录结构，形成直观、公开的绩效管理体系。

在实施该信息化系统时，应从三个方面进行，分别是对办公自动化系统进行确定、搭建局域网系统以及建设网站系统。在对办公自动化系统进行确定时，工作人员应保证统一各阶段数据和指挥系统，并让各个应用系统立足于自身需求获得相应的授权信息。局域网系统的搭建主要是搭建高速公路局域网系统，包括办公室软件规划以及网络系统规划配置，在开展具体搭建工作时，工作人员需提高对内网和外网的重视程度，并隔离财务网络。最后，网站系统的建设应树立明确的目的，即加大对外沟通，保证相关信息的快速传递和共享，进一步加强对外宣传。在后期使用过程中，相关工作人员应加强维护，尤其是域名的应用和后期维护的站点，并设置访问网页的密码，及时更新信息专网数据，保证整个高速公路工程资金分配和使用的直观性。

3 分析高速公路施工管理中BIM的信息化应用

3.1 项目管理方面的应用

在实际高速公路施工管理过程中，作为整个高速公路工程建设的关键内容，项目建设对工程管理十分重要，通过在高速公路施工管理中应用BIM技术，相关工作人员能够通过结合计算机信息技术实现对高速公路项目信息的统一管理，为合同管理、工程施工进度管理、成本管理等方面奠定良好基础[3]。除此之外，在数据管理与应用方面，以贵州省都匀至安顺高速公路工程为例，以B/S架构结合BIM进行了云平台的研发，实现全线数据和模型的集中应用，工作人员能够实时查询地质信息、材料信息等，并将进度管理、安全管理等工作BIM化，从整体上对工程成本、能源等方面进行管理与控制。

3.2 全面信息化管理系统的构建应用

BIM技术在高速公路施工管理中的应用，往往以一体化信息管理系统为依托，通过立足于公路工程实际情况，综合分析与考虑高速公路施工管理过程中的诸多环节，从而构建出与公路工程施工建设相匹配且功能齐全的信息化管理系统，实现信息数据的共享与更新。不仅如此，由于我国高速公路涉及大量信息，且施工周期较长，为此，在对此类工程进行一体化信息管理系统构建时，需要建立大兼容性、高扩展性的数据库，实现对整个公路工程相关施工数据和建设数据的采集、归纳和处理。通过构建全面、一体化信息管理系统，能够有效提高工程建设的信息化水平，增强管理质量和管理效率。仍以贵州省都匀至安顺高速公路工程为例，在其建设过程中，BIM技术的应用落实在全线模型创建展示和BIM平台研发。在其实际应用过程中，模型总览全线270余公里，相关工作人员通过模型对设计图进行核查发现，图纸中含有400余处存疑和多处工程量存疑，通过及时解决，有效减少了设计变更、现场重复计量情况的发生。

4 结论

综上所述，BIM技术的应用对高速公路施工管理质量和管理效率的提高具有极强的现实意义。因此，在开展施工作业时，应积极使用BIM技术，将其应用于施工进度、成本、安全以及数据等方面，从而提高公路质量安全，为后续的投入施工提供保障。

参考文献：

[1]朱德庆，李涛，姚剑，等.基于BIM的山岭隧道施工信息化管理系统研发与应用[J].隧道建设（中英文），2020

（z2）：216-224.

[2]梁军锋.基于BIM技术的高速公路施工安全管理分析[J].建筑工程技术与设计，2018（15）：1876.

[3]楊丽芬.基于BIM构建的高速公路跨线桥施工安全管理核心思路探索[J].建筑工程技术与设计，2018（10）：1963.