BIM技术在G5513长益高速公路扩容工程中的应用

王唯一 杨晨 王礼志 王越 邵杰

（1.湖南省长益高速公路扩容工程建设开发有限公司，湖南 长沙 410000；2.上海鲁班工程顾问有限公司，上海 200082）

一、项目简介

长益高速公路扩容项目起于湖南省长沙市望城区观音岩，途经宁乡县双江口、朱良桥镇，终于益阳市赫山区，与长张高速公路相接，对接益阳市绕城高速公路。路线全长约50.284公里，桥隧比为45.6%，采用双向六车道高速公路标准建设，设计行车时速为120公里，路基宽度为33.5米，项目概算总投资约77.97亿元。全线共设置8处互通立交，5个收费站和1个综合服务区。

图1.乌山互通效果图

二、BIM技术应用的必要性分析及设计目标

公路施工项目里程长、标段众多且类型不一，往往涉及各级单位达数十家，因而施工过程中要格外注意协同管理工作。传统的工作模式下，各系统所需数据均由基层项目管理机构手工录入，由于各基层机构录入的数据存在交换难题，导致项目部大量的数据无法及时汇总到上层。

基于此，本项目决定利用BIM技术辅助设计，同时提升施工管理水平，保障施工进度、质量、安全，控制施工成本。目前，根据已调研情况设定了以下目标。

（一）试点项目

通过本项目的探索，积累、总结BIM技术在公路工程中的应用、管理经验及实施标准，为其他同类型项目提供有力的经验和数据支撑。

（二）数据协同

利用BIM技术将项目的各个参与者并入到统一的协调管理系统中，并为其他监测、管理平台提供接口，使得整个施工过程中产生的信息和数据形成一个结构化的数据库，以便跟踪和使用信息。最终，将建设过程信息交付于运维阶段。

（三）三维仿真

利用BIM技术查找设计疏漏，以免影响后续工程施工；将设计模型深化为能够为工程施工提供指导的施工模型。

（四）动态可视化管理

汇总设计图纸中出现的错、漏、缺等问题，减少二次设计变更，规避施工风险；通过建立BIM施工模型，将土建工程中的路桥隧结构与施工进度关联，并结合施工资源、安全质量、成本等信息，实现对施工进度、质量安全、施工成本三大目标的动态可视化管理。

（五）成本控制

项目管理过程中的主要业务及所使用的基础数据在本系统中产生，并为成本管理信息系统、物资管理系统提供中间数据，可减少手工重复工作量，保证底层数据采集的真实性、时效性。

三、BIM技术的应用

（一）基于BIM技术的项目管理

1.进度管理

项目各个标段里程较长，传统的横道图无法直观反映出工程的整体施工进度。利用BIM技术辅助进度计划编制，可将二维的进度计划三维化，同时在系统中进行生长模拟，以便更直观地把控项目进度，及时调整不合理的工期排布。

2.质量安全管理

通过BIM系统的移动端采集现场质量、安全、进度和文明施工的照片，并将其与BIM模型下对应的构件位置关联。管理人员可以随时通过移动终端发现问题、处理问题，形成管理闭环，有效解决了传统质量安全管理时效差、过程无痕、协同困难等问题，提高了项目现场管理水平。

3.会议看板

项目召开日常会议时，可直接从系统内调取施工现场采集的相关信息（质量、安全、文明施工等），并自动统计各类问题的发生数量、整改情况，此外，还可以对比各个标段、各个工段的施工数据，促进施工管理。

4.资料管理

通过移动端、PC端查看项目资料，实现对设计图纸信息、技术交底资料、报检资料等施工全过程资料的存档及云管理，且资料查询不受条件约束。目前，项目竣工资料正在不断补充完善中，以期充分发挥BIM技术模型的存储价值，将最终的模型打造为一个具有工程结构的信息库。

5.梁场进度管理

通过信息化手段，直接扫码更新制梁进度信息，省去了频繁更新台账的环节，管理人员在系统中就可以查看各个时间段梁片状态的汇总信息，同时支持台账导出，方便纸质文件归档。

（二）基于BIM技术的三维仿真应用

1.图纸问题校核

通过建立BIM模型，共汇总统计大小问题49处，随后与设计代表进行沟通反馈，有效避免设计问题流入施工过程。

2.施工图算量

根据修改后的土建模型，结合施工图，复核混凝土工程量。将混凝土工程量复核报告用于项目部内控管理工作，以控制混凝土用量。经过加权平均计算，施工中的混凝土量差均在1%以内，符合现场量控标准。

3.交通导改设计

传统的交底方式不直观且评审过程繁杂，现确定工程重难点位置的施工方案模拟采用BIM交底制度，即所有方案经BIM模拟分析后，再组织交底。该方法有利于项目参与方更好地了解施工情况，提高工作效率，同时避免方案错误。

4.钢筋搭接方案优化

根据设计图纸建立标准箱梁构件模型，在Navisworks中检查预应力管束和钢筋碰撞问题，并输出碰撞报告。通过应用上述方法，该项目共找到大小碰撞点230余个，帮助现场施工人员提前发现冲突点，优化钢筋搭接流程。

5.施工方案模拟

在通用构件标准化施工过程中，三维的交底方式更易于被工人接受，同时还可以形成企业的工艺视频库，为后续项目提供便利。

（三）基于BIM技术的BIM+GIS应用

利用无人机航拍影像，通过pos数据与影像生成三维的地形模型，与路基、桥梁结合在一起，可以快速获取挖填方量，同时对区域面积、长度等数据进行测量。

（四）计量支付平台对接

通过计量系统，可完成工程项目实施过程中的工程信息管理、资料管理和清单管理，实现工程变更、工程质检、工程计量的线上流转与审批。同时，将工程资料与BIM模型关联后，还可以进行资料与模型构件的相互反查，实现工程的全过程资料审批管理。计量管理平台以原始数据为基础，各部门协同管理流程简单扼要，管理者可通过Web端实时查看计量支付情况，及时对支付异常的环节进行排查。

四、结语

在BIM技术的指导下，长益高速公路扩容工程目前正在有条不紊地推进，除了保障施工工期、成本、安全、质量外，BIM技术平台使业主和承包单位间的联系更加紧密，降低了沟通成本，提升了办公效率。同时，BIM技术凭借在三维图形方面的优势，还大大优化了方案会审的决策难度，让整个过程变得更加直观和简单。

下一步，湖南省长益高速公路扩容工程建设开发有限公司将探索BIM技术与智慧工地、智能下料、智慧服务区、运营养护的结合，推动公路工程领域技术发展和管理创新。