BIM技術在市政工程施工中的應用



科技發展使計算機技術在建筑施工行業廣泛應用,BIM技術尤為突出,其在市政工程從前期勘探設計到項目實施輔助施工等階段,都有著關鍵作用。本文針對BIM技術于市政工程施工中的應用展開研究,旨在為相關領域提供有價值參考。
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1、BIM技術概述
BIM技術被譽為繼畫圖板和CAD之后工程界的第三次革命,BIM技術在民用建筑領域已得到廣泛應用,從應用效果上看,BIM技術對減少設計變更、可視化設計成果、節約建設投資等具有巨大優勢。BIM(建筑信息模型)技術正在工程建設領域掀起一場徹底的技術變革,基于BIM技術,對設計方可實現集成化設計、優化設計、創新設計等,對施工方也可帶來極大的價值,具體主要體現在:對設計方案和設計圖紙的復核、可視化的技術交底、方案優化、工程量精算、以及為業主提供完整的竣工模型等。采用BIM技術輔助工程施工,可有效解決了項目設計、制造和施工應用系統之間的“信息斷層”和“信息孤島”問題,實現信息共享,極大地避免重復勞動,提高施工效率。
2、BIM技術在市政工程施工中的應用
2.1輔助地形勘察工作
市政工程通常關系到各地區的道路與橋梁工程建設。無論是在無人區進行道路開辟,還是城市內重新規劃,建設之前都離不開地形勘察。作為市政建設的首要步驟,工程勘察尤其是前期勘察,可以對目標地形做出詳細描述,對項目可行性研究進行論證,確保設計及施工的可實施,對于市政工程,更是重中之重。以往的勘查階段,都需要人工采樣,對地形、地質及水文等狀況進行測繪、勘探測試,勘探員需要手持GPS逐個取點以保證高程以及地形的準確。
由于是人工采樣,在面對復雜地形地勢時,勘探人員的行動容易受到限制,對人員的安全也有一定威脅;而且手持器械的不方便性,即便在平原地帶,對勘探人員的體力也有很大的考驗。這些不利因素反作用于數據本身,影響數據精確度。而運用BIM技術可以做到在勘察階段利用遙控無人機獲取鳥瞰影像或斜攝影像,采用激光照射反饋雷達獲取定位,由此獲得的高程數據更真實。因為是無人機采樣,可以一次性獲取多個點位,回傳電腦的地標高程導入BIM軟件中,可以構建實景標的模型,降低了人工采樣的風險,提高了工作效率?;诳碧叫纬傻牡乇砟P?,可以輔助設計單位設計最優方案,優化道路選線合理性,分析施工范圍影響周邊自然物的情況,方便地形圖出圖、場地平整工程量計算等。此外結合VR技術,通過可視化展示進行項目漫游,展示設計方案更快捷、更直觀,完善設計評審及交底更便捷。
2.2利用BIM技術完善三維模型
BIM技術在項目設計過程中的應用不是一時的,而是持續的,運用BIM技術,不僅僅是要完成三維模型的建立,更需要對其持續不斷地予以完善,從而使整個設計過程平穩推進,更好地保證市政工程的整體性,為后續工作提供足夠的指導意義。BIM技術完成的三維模型,在后續的設計和施工中,將會發生非常重要的作用。對于相對簡單的分項工程,可以直接調取二維模型的軸線即可;如果分項工程非常復雜,則需要首先增加相應的軸線,然后再基于此基礎上完成建模,這樣才能夠最大程度地保證模型的完整性和準確性。
2.3工程量統計分析
在工程項目的施工管理過程中,BIM模型在形成以后,有關工程人員可以直接從該模型中進行各個構件信息的提取、物料信息獲取,這一功能下,能夠直接在模型中生成完整的工程材料明細表。此外,BIM技術下能夠生成可視化的三維鋼筋結構模型,這一結構模型生成以后,可以指導現場的施工作業,不僅大大提升了整體的施工效率,也在一定程度上可以避免質量問題出現。在正式的施工作業開始之前,由于BIM技術具有模擬特性,就可以對工程作業開展模擬與仿真,這一過程可以對后續現場施工作業中所面臨的各種困難加以識別、預防和處理。
2.4結合現場實際管理施工
市政工程項目實施的過程中,往往涉及了物料的搬運,一些設備等是大型作業,在搬運過程中的工作量非常大。而BIM技術下,即使是不同施工環節的機具倒運作業,也可以通過場地模型的構建,來進行倒運全過程的模擬,這種模擬在一定程度上可以保障倒運方案的科學性,避免出現二次倒運、浪費人力物力的情況,使得各種設備、材料在現場的空間分配更為合理,使得現場的各類資源都能夠得到有效的利用。
BIM技術由于具有協調性特征,各個工程參與主體與部門都能夠在BIM模型下進行相應的施工協同管理,直觀、實時地掌握現場的施工情況,通過三維施工圖的技術交底,解決不同專業之間所面臨的各種協調難度大的問題,使得現場的施工作業能夠嚴格根據進度計劃、施工方案來開展,避免前期審核管理不當所造成的變更和返工問題。在施工組織方案確定了以后,直接在BIM模型中添加時間節點,也就可以構建完善的四維BIM施工進度模型,利用此模型可以更好地完成進度管理目標,使得在工程現場,所有的施工人員能夠嚴格按照進度計劃來開展各項施工作業。模擬性特征的存在使得工程現場的施工作業更為有序,在很多時候可以避免施工沖突。
2.5碰撞檢測
各個專業之間,如結構與水暖電等專業之間的碰撞是傳統二維設計難以解決的問題,往往在實際施工時才發現管線碰撞、施工空間不足等問題,造成大量變更、返工,費時費力。例如通過結構模型與機電模型在BIM系統中進行碰撞檢查,檢測結構中的梁、柱、板與機電中的風管、水管、橋架等是否有沖突,提前找到各種影響施工進度與質量的碰撞點,發現設計中存在的問題,并以報告形式進行技術交底,注明碰撞位置以及碰撞的管線規格型號等,減少錯、缺、漏、碰的問題,提高設計質量和效率。
2.6施工進度管理
在常規的進度管理工作中,主要是通過進度計劃的制定和執行來實現進度管控目標的,事實上,在進度計劃的執行過程中,由于現場可能會存在諸多的不確定因素,這些因素可能會打亂原有的進度計劃,使得施工作業難以嚴格根據計劃來實施,甚至無法在合同工期內完成施工任務。在傳統的圖紙設計中,最終所獲得的圖紙是平面表示方法,難以達到三維圖像的直觀性標準,具體的施工作業過程中,由于施工人員對圖紙的意圖可能會存在理解偏差,再加上圖紙中的一些設計缺陷難以被及時發現,后續的施工作業中調整難度非常大,難以保障工程進度。而BIM技術下,由于最終所形成的是三維圖像,直觀性非常強,進度管理非常便捷且高效,當需要進行工程變更時,BIM模型中的相關進度計劃也會隨之同步調整,工程進度管理的效率非常高。
2.7實現工程安全管理
(1)借助BIM模型實現工程施工的全真模擬,對可能出現的工程問題提前做出預判和分析,制定有效的應對措施提高項目實施的有效性。在施工過程中,項目管理人員能夠各司其職,及時處理施工中的重點和難點問題,實現工程管理的實時性和有效性。(2)做好項目現場的實時監控。在工程現場的關鍵施工作業點設置高清攝像頭,工程管理人員可對作業點的施工情況進行實施監控,掌握現場施工的具體情況,及時發現施工中的不規范操作現象,對施工方案作出必要的調整,確保各工序作業間的有效溝通,及時解決工程問題,確保工程質量達到設計要求。
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