分析工程测量结合BIM技术在工程项目上的应用

魏小明，郭为义

（中交二航院工程咨询监理有限公司，武汉 430060）

1 引言

在20世纪90年代期间，BIM技术的概念逐渐被明确下来，其后开始被引进国内得到应用与开发，直至目前，BIM技术在国内已然具有长达十几年的应用历史。BIM技术在起初得到应用时，大部分使用对象为规模较大的设计公司。而在最近几年的持续发展下，BIM技术的应用价值得到了进一步的展现，也开始慢慢拓宽了其应用范围。为了使得工程产业竞争优势更为明显，政府有关部门也开始在设计工作和施工作业环节提出了应用BIM技术的要求。

2 BIM技术的概述

BIM全称为Building Information Modeling，中文译名为建筑信息模型。其本质上是一个具有高专业性和高程度综合化特征的数据库，有着明了直观、可视化程度高等优势。BIM技术通过建筑信息模型，采取协同合作和共享共进的工作方法，把模型做技术化处理，可以充分地同建筑生产运行的各项流程进行连接，从而使得一些规模大、复杂程度高的工程项目完成效率得到大幅度提升。

BIM技术具有兼容能力强、数据共享便利等优势，在工程项目实施的任何阶段，BIM技术都具有独特的应用价值。主要体现在其能够为工程项目全方位数字化工作提供有效的技术措施[1]。最近几年，BIM技术得到了很好的发展，其由3D的表达模式逐渐发展成4D、5D。而在未来，毋庸置疑的是，BIM技术的应用重要性也会持续提升。

3 BIM技术在不同工程测量工程项目的应用情况

3.1 BIM技术在工程测量中的应用

工程测量是一项基础性工作，所测得结果的准确性和精确度将直接决定其后工程任务能否顺利完成。BIM技术这项工程领域新型技术的应用，使得工程测量工作的完成更加具有保证，不但能够促进测量工作数字化进程加快，将测量结果更好地纳入信息模型之中，也能在工程的设计规划、施工作业、运维管理等工作中调用更多的数据作为参考依据。

工程测量是工程设计前勘察工作的主要环节，工程施工过程中，测量放样与监测是控制工程实体建造过程准确与稳定的核心工具，BIM技术在工程测量工作中的应用不仅可以提升工作的效率，还能够有效提升测量准确性。例如，以往的放样操作是以二维关系为主，针对放样的位置信息需要做出重点标注才能表达清楚，这为放样操作带来很多不必要的操作，一旦位置坐标记录出错就会使整体测量数据受到严重影响。而BIM技术则是以三维模型为主要表现形式，可以将坐标信息在放样的过程中以三维模型的形式进行直观展现，相应的位置信息也无需重点记录，这样不仅优化了放样工作流程，还可以有效避免数据出错的现象，对放样工作水平提升具有较大帮助。

3.2 在地形信息系统中的应用

在地形地物测绘方面，当前国内使用较多的为RTK技术，而一些规模较大的项目则使用无人机技术，大型复杂的项目则会把这2种技术进行结合应用，从而能够展现各自的测量优势，并在不足之处上互相弥补。而随着BIM技术的日趋成熟、应用范围逐渐扩大，业内开始将无人机技术、GIS技术以及BIM技术三者联合起来，一同用于信息传递开发，将具体的建筑体信息与地形数据融合于BIM技术内，从而构建综合性的虚拟信息模型，而这也是BIM技术在工程测绘项目中的高级应用方式[2]。

例如，无人机倾斜摄影三维建模方法，是先使用无人机来收集和处理测量区域的航测信息；然后使用GIS软件实行地理信息的集成，构建出三维GIS模型；其后再对地理空间数据和建筑信息数据实行整合处理，得到核心基础数据库。将此数据库广泛应用于智慧型城市建设工程中，各个行业所需要的地理信息数据便都能够在同一平台内调用获得，而不同专业的工作任务也能够在同一平台完成。

3.3 在基坑监测项目中的应用

BIM技术所具备的虚拟建造功能能够把设计人员提供的设计方案通过更为直观的形式展现出来，这样对于提高工作人员按图施工质量具有极大帮助。基于BIM技术平台，设计人员和施工人员之间不用进行重复、繁琐的沟通交流，便能相互理解对方的需求和意见。例如，在大型基坑项目施工作业时，按照设计方案进行施工工作，能够有效确保工程具体三维坐标以及尺寸被控制在合理误差范围内，设置特征点以及对其进行观测，实时了解其变形情况，然后把观测数据传输至建筑信息模型内，具有全面监测工程项目结构安全的效果。

BIM技术应用于大型基坑施工项目测量的主要方向如下：（1）把BIM技术的数据模型功能用于模拟基坑变形状况，显示基坑成型状态、变化形式，能够为相关施工人员的施工、管理等工作提供有力的数据支持[3]；（2）在出现基坑设计问题时，可通过BIM技术对有关信息数据和基坑形式做二次调整，确保基坑施工能够有序进行；（3）在研究基坑数据模型时发现，若是基坑施工作业难度较大且具有一定隐患，那么可以通过确定隐患与难点问题确切地得出合理的应对措施，最终保障施工任务顺利完成。

在大型施工项目中，基坑变形问题出现比较频繁，只要出现基坑变形问题，便会导致工程质量受到极大影响。BIM技术能够显著提高基坑变形的预测准确性，而工作人员也可以根据预测结果设计对应的解决方案，从而有效减少基坑变形发生次数，从源头上保证施工质量和施工安全。

3.4 在长江航道整治项目中的应用

由于受到水位变化、潮汐现象的干扰，长江航道整治项目主要处于中水位之下。如此一来，从设计工作到施工作业，以及运营维护工作，都必须使用水下测量方法，测量项目整治前后的变化情况，利用测量设备把水下不可视地形和物体转换成可视的测量结果。BIM技术的优势在于，工程项目信息模型能够利用可视化虚拟技术，将不可视的工程调整为可视，可以把2类可视模型技术进行融合，构成虚拟可视化，这给工程项目提供极大的便利，简化了许多工作[4]。例如，航道整治工程中的动态管理原则，主要体现在工程项目的以下3大阶段：

1）设计阶段。设计施工图纸是将某一时间段的地形信息数据当做参考依据实行设计的，按照工程河段的河床变化趋势，在退水和施工期间，河床的地形势必也会发生一定的改变，部分部位有可能发生冲刷，所以，必须要坚持“动态管理”原则，按照具体的河床变化情况，来合理调整改进施工流程和施工计划，从而保障建筑物的稳定安全性以及整体整治效果。

2）施工阶段。施工方按照施工阶段的观测调查结果，了解水位、水速和流向、河床地形和整治建筑体的变动状况，严格遵守“动态管理”原则进行适当的加固和维护处理。

3）运维阶段。工程在其使用期间，部分区域会发生冲刷，按照“动态管理”原则，对工程项目实行加固与维护。

上述3个阶段运用BIM技术，可有效展现“动态管理”的时效性与优越之处。

对于航道整治项目而言，工程测量主要是通过使用单、多波束测深仪联合RTK的方式，并结合无验潮测深技术，从而得出地形数据结果，利用BIM技术软体中的Civil 3D，将所测地形与变化情况进行三维可视化处理，然后形成工程信息模型，为其后的设计规划、施工作业、运维管理工作及时、统一地提供有效信息，把动态地形与动态设计施工做动态可视化处理，有效实现“动态管理”原则的全面实施和融合[5]。

4 结语

综上所述，就目前发展形式来看，将BIM技术应用于工程测量之中，既是势在必行，也是工程项目发展的迫切需求。只有将BIM技术深入、有效地应用于工程测量，才能促进测量工作朝着技术水平更高、自动化效果更好的方向前进。