浅析BIM技术在公路工程施工中的应用

沈一昌

(新疆交通建设集团股份有限公司，新疆 乌鲁木齐市 830016)

BIM技术是目前在建筑领域中的一个很火热的话题，目前其被大众广泛认可的定义为可贯穿设计、施工、运营、维护的全生命周期的建筑信息模型。自从BIM技术的概念被引进到国内以后，已经在房屋建筑行业得到了广泛的应用，而公路桥梁行业则进展相对缓慢。随着各地政府针对路桥行业的BIM技术的相关政策的发布实施，如今无论是业主还是设计单位或者施工单位，对BIM技术的概念都有着较为充分的理解，但是BIM技术究竟如何能够应用到实际？或者说在应用BIM技术后能获得哪些积极的效应？目前在业内仍没有得到一个共识。故此，笔者将明确公路工程的BIM技术应用特点并结合一些实际施工中的BIM技术应用案例，浅析BIM技术在公路工程施工中的若干应用点。

1 公路工程领域的BIM技术与其它工程领域的BIM技术的区别

首先，BIM技术的最广泛应用就是管线碰撞检查，以及解决结构、建筑、管线等专业间设计不协调的问题。而在公路工程中，不涉及管线碰撞，不涉及多专业共同参与，所以房屋建筑中的一些BIM技术应用点在公路工程中其实没有实际意义。

其次，BIM技术的另一大应用点就是施工模拟，对于一些图纸复杂的建筑物和构筑物来说，提前通过计算机模拟一遍施工过程可以有效避免由于图纸误读和工序混乱造成的误工、返工损失。而在公路工程中，图纸并不复杂，路基和路面的结构形式也清晰明了，只要施工组织设计科学合理，有无施工模拟并不会在很大程度上影响公路施工的正常进行。而且无论是房屋还是桥梁，一般都是独立项目，涉及的地块也相对独立，对于项目以外的信息需求不高，结构形式比较规则，多为水泥混凝土的预制拼装，于是无论从建模角度还是从施工模拟角度来看，相对于公路工程都较为容易实现，而公路工程是线性工程，需要较为详实的GIS信息，是无法通过“族模型”的方式去建模的，也是无法通过“搭积木”的方式去进行施工模拟的，所以多数的房屋建筑的建模技术和施工模拟技术无法去实现传统的公路施工流程。

另外，BIM技术在其不断发展和扩展的过程中，衍生出很多附产品，三维漫游就是目前十分抢眼的一个应用点。通过三维漫游，项目各参与方可以提前360°浏览建筑物或者构筑物的最终成果，可以针对不同方面的意见提前变更设计方案，提前获得客户的信任和青睐。而在公路工程中，一个项目的里程动辄十几公里甚至几十公里，而且从标头到标尾的公路景观表现几乎一模一样，所以公路工程中的三维漫游就显得没有建筑和桥梁那样的赏心悦目。

2 公路工程施工过程中的BIM技术应用点

首先，对于绝大部分的公路工程，可以通过BIM技术实现施工组织设计可视化。与工业的流水线性工厂生产不同，公路是在土地上固定的，而施工生产却是流动的，所以公路工程的施工组织设计需要将人工、机械和材料以及工区进行科学合理的组织，进而将产能发挥至极致。目前多数的施工组织设计内容繁多、叙述复杂，当文字版的施工组织设计在各层级人员上下流通的时候，由于撰写施工组织设计的人员文字编辑能力不同，抑或是阅读人员的理解方式不同，一份施工组织设计经常会出现多种不同的理解，这样就会在施工生产过程中产生意见分歧，影响施工进度。运用BIM技术，将公路工程进行计算机建模，然后根据施工组织设计者的根本意图将模型按照工区进行拆解，按照施工组织设计中的生产工艺制作动画演示并配以字幕描述，不仅可以将原本枯燥的文字版施工组织设计变得具体化、形象化，还可以提前发现原本的施工组织设计中的不合理之处并实时改进，既保证了施工组织设计的合理性，又便于阅读者的理解，而且加深了施工人员的印象。故此，运用BIM技术将文字版施工组织设计转变为可视化施工组织设计，在公路工程施工过程中显得十分重要和必要。

其次，对于公路工程的技术交底，可以通过BIM技术实现类似于施工组织设计可视化的技术交底可视化。通常在某一单位工程或分项工程开工前， 技术交底都是以书面形式配以现场口头讲授的方式进行的，虽然技术交底的内容单独形成交底文件，有相应的交底日期，有交底人、接收人的签字确认并进行存档，但事实上交底会议上施工人员有没有细心接受，会后会否因为施工期的漫长而逐渐遗忘仍是一个悬而未决的问题。如果运用BIM技术，将分项工程建模，按照交底内容制作详实的三维模型演示动画，在交底会议上进行播放，并且将演示动画存入施工人员的手机中，施工人员不仅在交底会议上记忆深刻，而且能够在施工现场随时观摩。

另外，对于山区新建公路工程，可以通过BIM技术结合GIS信息进行系统分析，规避一些额外成本的发生。当修建山区公路的时候，公路往往是盘山而建，路堑在整条线路中的路基形式中占比很多，所以在施工过程中会发生大量的挖方。在通常的施工方案中，施工人员往往需要在山上打通若干条施工便道以形成若干工区，几个工区同时对向掘进以加快施工速度，所以施工便道的开通位置就成了开工前的首要准备工作。由于山区地势陡峭，林木茂密，施工人员很难通过实地测量来规划便道位置，而且雨季时山顶水流的冲刷区域隐藏在森林植被当中，一旦便道位置同山体流域部分发生交叉，施工便道就会形同虚设。针对这种状况，可运用BIM技术，利用Autodesk Civil3D等建模工具，依照设计文件中的等高线信息进行真实地形建模和整体路线建模，并且对地形模型进行分析，得出山体的山脊线、山谷线和雨水流域等信息，这些信息能够在计算机显示器上清晰体现，在此基础上进行施工便道布设便可以有效避开便道线路与雨水流域的交叉问题，从而防患于未然，间接节约了成本的开支。

最后，对于贯穿城镇乡村的扩改建公路，可以通过BIM技术改进若干涉及施工道口安全设施的布置方案。由于扩改建公路通常会临时封闭某一段的交通道路，一旦施工段和封闭段规划不合理，往往会造成大量的交通堵塞以及施工机械与社会车辆混行的安全隐患。如果运用BIM技术，建立旧路改扩建模型，参照施工期的车行流量，提前模拟出社会车辆的绕行情况，进而调整道路封闭方案、规划施工机械的出入口，即可有效减免公路施工过程中的安全隐患。

3 结束语

BIM技术是土木工程领域未来的发展方向，虽然在目前其在公路工程施工过程中的使用率依然较低，但合理有效地运用BIM技术可解决很多公路工程施工过程中棘手的传统难题。如何更加有效地使BIM技术充分应用到公路工程施工全周期，仍需继续发掘和探索其更多有价值的应用点。