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基于BIM的地铁土建施工进度管理研究杨跃辉

发表时间：2020/1/13 来源：《防护工程》2019年18期作者：杨跃辉

[导读] 施工管理不仅对建设单位承担法律和经济责任,还对分包单位、指定分包单位、专业承包商承担监督。

中国水利水电第十一工程局有限公司河南郑州 450001
　　摘要：近年来，在社会经济稳步发展的背景下，我国地铁工程事业发展迅速。基于地铁施工角度分析，地铁土建施工是非常重要的一个环节，有必要注重地铁土建施工进度管理，进而确保地铁土建施工效率及质量的提升。本课题以地铁土建施工进度相关影响因素及传统管理方法的缺失点为基础，进一步分析基于BIM的地铁土建施工进度管理思路和方法，以期提高地铁土建施工进度管理整体水平。
　　关键词：地铁工程；土建施工；进度；方法
　　
　　
　　一、ＢＩＭ技术
　　1.概念
　　ＢＩＭ是英文ＢｕｉlｄｉｎｇＩｎfｏｒｍatｉｏｎＭｏｄｅlｉｎｇ或ＢｕｉlｄｉｎｇＩｎfｏｒｍatｉｏｎＭｏｄｅl的缩写，中文译为建筑信息模型化或建筑信息模型。ＢＩＭ技术是建设行业继ＣＡＤ技术后出现的又一重要革命性应用技术，是工程项目管理中的一种创新性的理念，包含前期规划、设计、施工到后期运营维护的一系列管理模式革新，是工程项目信息化管理的发展趋势。ＢＩＭ技术总体可概括为依托基础建模软件，整合工程项目相关数据信息，形成动态的三维建筑信息模型，提高工程建设各参与方项目管理水平与效率的新技术。
　　2.发展新趋势
　　ＢＩＭ技术作为促进建设领域创新发展的重要技术手段，经过最近几年的快速发展，逐渐被行业专业人士所熟悉与认可，在实际项目中得到了广泛推广应用，工程效益也得到了大幅度提升。并且随着云计算、物联网、移动应用的面世和普及、人们对项目精细化管理的更高需求，ＢＩＭ技术有从设计阶段向施工阶段发展、技术应用向项目管理集成应用发展、单机应用向基于网络的多方向协同应用发展、房建项目向地铁、市政工程应用发展等方面的发展新趋势。
　　二、进度管理的影响因素
　　施工管理不仅对建设单位承担法律和经济责任,还对分包单位、指定分包单位、专业承包商承担监督、管理和协调义务,其进度管理工作是将施工总目标进行详细分解,通过计划、组织、实施、激励、控制5项管理手段确保项目顺利推进与工程按期履约。基于调研访谈反馈可将进度管理工作细分为计划管理、进度控制、成本控制和资料管理四个方面,并可得出进度管理主要影响因素:
　　1.技术因素。包括项目参与方之间信息共享与传递情况,不同专业、工作面、工作计划的协同工作情况,施工计划编制与调整优化水平,资源用量测算准确与合理性。
　　2.管理因素。包括进度计划落实情况、人员素质与其施工内容的理解、工艺工法熟练程度与操作水平、分包单位工程人机料配置与供应情况、工程价款拨付准确与及时性。
　　3.客观因素。包括施工环境条件、既有建筑与工况复杂度、总体计划制定情况、政府与建设单位履约要求等。
　　三、BIM技术在地铁施工中的具体应用
　　1.BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用
　　①前期准备规划前期准备规划体现在几个不同的方面。首先在人员配置方面，应该根据项目的需求差异和项目管理要求来确定合理的管理目标。配备的人员包括BIM组长、建模、计量和管理人员，具体的人员责任要明确到位。例如组长的工作是协调总体工作的开展，做好现场信息沟通与数据交换的对接工作。另外在建模规则的构建方面，对于地铁项目类型的大型施工，每个模型文件建议在整合项目文件时进行项目名称的增加，且为了便于对各项工作的协同区分，可以通过对不同专业系统模型的处理来给予不同的模型颜色，便于快速进行识别。另一方面，建模人员首先需要结合施工图纸进行分析，结合图纸内容展开模型创建。创建结束后对模型进行审核，并将审核的结果交于建模人员加以修改和完善。
　　②施工管理的应用BIM技术能够将各种模型直接导入到系统中，将信息模型进行整合，实现工程协调软件的管理。同时，BIM技术还能够配合施工现场的实际情况，链接外部数据，做好施工图像、视频等文件的记录。BIM技术还能够将每日的施工进度、人员配置情况、意外突发事件等施工信息进行管理，并根绝实际施工情况进行调整，保证施工计划的稳定执行，有效的提高了施工项目的管理效率。
　　③施工碰撞检查BIM技术在地铁隧道工程项目施工过程中，还可以基于盾构机的分体始发技术，实现技术模拟，并通过碰撞检查的方式来提前发现问题，并对出现的问题进行分析，有利于实现施工资源的合理利用，降低返工的失误率，实现施工工期的合理规划管理。
　　④施工成本控制施工项目成本管理可以有效地掌握项目的实时运营情况，以便于更好地指导和开展后续工作。此时，需要对项目工程量进行合理计算，对项目所在地的实际情况进行规划。BIM技术下，可以利用ITWO平台来进行成本控制，将项目清单与三维模型进行对应，并将数据导入平台之中，可以计算模板工程量与混凝土工程量等诸多信息。具体来看，可以将定额录入平台之中进行分别计算，并根据项目的运营情况，结合人工消耗、材料消耗、设备管理消耗等诸多项目计算实际成本支出，以成本绩效指数CPI来查询项目消耗，让工程量清单组价与模型构建联系，对项目成本进行统计与规划。
　　2.BIM技术在地铁机电安装施工中的具体应用
　　①风险检查
　　随着经济的不断发展，地铁工程建设规模和资金不断扩大。同时，施工的复杂性和难度也在不断增加，这对施工人员提出了更高的要求，同时也会导致地铁施工风险的增加。相关人员可以将BIM技术应用于工程项目的风险管理和规避。将BIM技术应用于工程方案制定、风险评估和施工的全过程，提高地铁机电安装施工的系统性和科学性，同时在一定程度上降低了相关人员经济风险的可能性。
　　②成本计算与进度控制
　　地铁工程需要经过一个从施工到完工的长期过程.为了保证地铁机电安装的正常施工，有关人员需要对其进行多方面的控制，其中成本预算和进度控制将直接影响到工程建设，因此可以利用BIM技术对其进行控制。在工程设计和施工过程中，BIM技术可以实现设计的三维显示，相关人员可以通过现场仿真确定施工是否合理、科学，相关人员可以利用该技术对各个阶段进行分析，包括成本计算和进度控制两个方面。
　　③管线设计
　　地铁机电一体化安装管道设计将应用于BIM技术。在地铁机电设备的安装过程中，有必要对管道的综合运行进行分析，找出管道的不合理分布，并加以改进。在实际运行之前，可以使用BIM技术的组件碰撞检测系统，为管道的合理设计提供了真实可靠的依据。然而，在构建碰撞检测系统的过程中，需要注意以下几点。在地铁工程测试内容中包含不同的专业人员，专业人员之间必然会存在不合理的碰撞，为了减少建筑结构与建筑专业人员之间的不合理现象所造成的问题，他们可以利用传统的二维施工图设计来构建三维设计模型，从而可以对地铁机电管道的安装进行合理的设计。管道设计与土木工程专业会出现不合理的碰撞检测，使得地铁机电设备风道在安装过程中标准过高。因此，应该及时调整这一现象。BIM技术可以用来检测管道之间不合理的碰撞，即自动检测地铁工程中的电气线路、排水管等设备。碰撞检测的主要核心目的是在工程设计中发现问题并及时分析，从而设计出更加合理的工程图纸。BIM技术可以在地铁机电安装中显示CAD图像的各个方面，从而对地铁机电安装施工场景进行三维设计，最终实现机电安装施工技术的高效利用。

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　　④机电安装施工前构建BIM技术体系
　　在地铁机电安装前，相关人员需要做BIM技术系统施工前的应用，主要是地铁机电安装施工所需的信息足够多，不同类型的专业需要获取的信息也不同，包括在施工项目中，相关人员需要了解车站主体、立面定位、墙体及模板等内容。此外，钢支撑和围护结构是相关人员在进行专业结构建模时需要获取的信息。同时，管道工程和机械工程也有自己需要知道的信息。BIM模型在完成后可以根据这些信息进行优化分析。
　　⑤利用BIM技术实现碰撞检测的优化管道
　　施工不仅需要设计，还需要对相关人员进行检查，为了提高检测的科学性、准确性，应用BIM技术是非常必要的，相关人员可以利用BIM技术完成三维视图的建立仿真，测试每条线之间的空间几何关系，还可以设置碰撞检测的具体参数，从而使管道能够完成自己需要检测。⑥运用BIM技术进行设备的安装和管理机电设备在地铁工程中是非常重要的，它将直接影响地铁的正常运行，严重威胁着人们的安全。因此，地铁机电设备的安装、施工和维护需要相关人员更加重视。并且利用BIM技术可以完成所有地铁工程的建模，因为它本身具有可视化的优势，可以通过模型清晰地找到地铁工程相关人员内部机电设备的安装和施工条件，同时也可以在地铁施工完成的同时更好地进行机电设备的维护，减少机电设备出现问题的可能性。
　　四、BIM技术在地铁工程中施工进度管理中的应用优势
　　结合地铁隧道工程项目的有效施工落实而言，因其主要在地下进行施工处理，进而也存在着较多的不确定性，可能存在的影响因素和威胁也比较多，很容易导致相应施工过程中出现一些问题。前期设计工作及施工组织方案的编制也相对较困难，采用传统模式进行设计管理很容易表现出较多的故障，而借助于BIM技术则能够在较大程度上提升其处理落实的便捷性和可靠性，其具体应用优势和特点表现在以下几方面。
　　1.有助于提升施工管理水平
　　对于地铁隧道工程项目的具体施工落实而言，管理工作是必不可少的重要环节，通过有序管理控制，进而也就能够切实保障相应施工操作更为流畅有序，避免各类故障问题的发生。从以往地铁隧道工程管理的执行中，因其需管控的内容较繁杂，进而也就很容易出现偏差或是失误。基于此，借助BIM技术能够实现较强的优化管控价值，也能够较好利用该系统进行各个工程项目信息的实时查询，如此也就能确保相应地铁隧道工程项目施工建设中存在的各风险因素得到有效发现和控制，最终也能提升其整体管控针对性。
　　2.有助于盾构机高效运用
　　在地铁隧道工程项目的施工建设中，盾构机的运用是比较核心的基本要素，只有保障盾构机能够有序准确运行，才能促使其在整个施工中具备理想的施工效能，这也是保障地铁隧道工程项目施工质量和安全的基本条件。在盾构机的运行管理中，BIM技术同样也是比较重要的一类技术手段，其能够较好实现对于盾构机运行位置、施工需求及具体运行指标方面的管控，进而也就能够实现较理想的运行，避免了可能出现的各类方向偏差及误工返工问题，对于缩短工期也能实现理想的效果。
　　3.有助于技术人员的培训指导
　　对于地铁隧道工程项目的有效施工建设落实，技术人员的操作执行同样也是比较重要的一个方面，其规范性和标准化更需要引起足够重视，而基于以往技术人员操作中存在的问题和失误来看，其不仅和技术人员自身的能力密切相关，同样还和具体施工技术人员对于施工要求的了解和认识存在密切联系。因此，借助BIM技术也就能较好实现对于地铁隧道工程项目施工技术人员的培训和指导，在技术交底中发挥出较强作用性能，对于各施工操作较为复杂的流程，其更能保障技术人员较好掌握，最终也能切实提升施工操作准确性，确保其最终施工质量及安全。
　　4.经济效益显著
　　地铁隧道工程项目施工建设中合理运用BIM技术还能在较大程度上表现出理想的经济效益，这种经济效益主要是通过BIM技术的运用能较好提升其工程落实推进流畅性，对于人力资源及施工材料、机械设备的调度也较合理，如此也就能够在最大程度上有效提升其整体落实价值效果，避免各类经济损失问题的出现。此外，这种BIM技术的运用还能够在较大程度上有效促使相应地铁隧道工程项目的工期得到缩短，进而同样也能够有效提升其经济效益，应引起高度重视。
　　五、基于BIM的地铁土建施工进度管理思路方法分析
　　结合上述分析，对地铁土建施工进度管理相关影响因素及以往管理方法的缺失点有了一定程度的了解。为了提高地铁土建施工进度管理的效率及质量，便有必要注重有效思路方法的应用。有关BIM的管理思路方法如下：
　　1.构建BIM信息平台，优化进度计划编制
　　一方面，利用BIM技术进行BIM信息平台的构建，通过时间维度的加入，将4D模型制作出来，进一步利用4D的信息模型进行规划施工，然后加强对地铁土建施工进度的控制及管理。另一方面，利用BIM技术对进度计划编制进行优化处理，具体方法为：利用工作结构的分解模式，分解施工项目总目标与子项目目标，然后让专业施工组织该人员通过有效判断后，将工期的预估值输入，并进行时间列表的构建，结合列表和项目分解内容，对各时间节点进行相应资源的配置，从而使4D模型有效形成，使施工过程直观地展现出来。采取上述方法，便能够优化进度计划编制，为地铁土建施工进度管理效率的提升奠定有效基础。
　　2.利用BIM技术做好施工进度跟踪检查工作
　　通过BIM技术的应用，可使地铁土建施工进度跟踪检查工作的效率得到有效提升。具体做法为：首先，由施工进度管理工作人员进行相关信息的收集、分析；其次，对施工进度情况进行了解，倘若施工进度不符合原计划目标，则需进一步进行原因的分析，及时改进，使施工进度能够按原计划目标进行，进而达到控制地铁土建施工进度的作用。
　　3.利用BIM技术实现图形化施工进度管理
　　利用BIM技术实现图形化施工进度管理，能够使地铁土建施工进度管理更加直观、形象地展现在工作人员面前，使工作人员分析、判断管理问题的速度加快，准确度提升。值得注意的是，图形化施工进度管理，需注重在施工现场进行实际施工情况照片的拍摄，通过做好施工工程验收单、变更单以及签字等相关文本资料的收集，并对已完成的工程量及已消耗的资源进行计算，通过统筹分析，以图形化的形式描述。
　　结束语
　　通过BIM技术的应用，更新了项目工作协调的理念，改变了工程参与各方的协作方式，BIM技术也被誉为是建筑业的第二次革命，广泛开展BIM技术在土建各专业的应用研究既是十分必要的，也是行业发展的需要。BIM技术在工程施工进度控制中也有其较为显著的优势，能够显著提高对建筑工程施工进度的控制水平，确保建设工程项目施工的顺利开展。因此，在日后的工作中，应将BIM技术合理应用到建设工程项目施工进度管理中，进一步提高管理效果，进而促进整个建设行业的良好发展。
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