伊宁市住房和城乡建设局 新疆伊犁州 835000
摘要:BIM技术具备可视化、模拟性、协作性、优化性等特点,这使得其在市政道路施工领域有着较高应用价值。在市政道路施工中,建筑界限校验、工程量计算、施工协调管理、安全管理等均属于BIM技术的典型应用方向,由此可深入了解BIM技术在市政道路施工中的应用价值。本文主要针对BIM技术在市政道路中的应用进行简要分析。
关键词:BIM技术;市政道路;应用
1市政道路施工建设特点
经对已建市政道路施工建设情况进行分析,发现市政道路工程的建设特点多集中在:施工周期短、作业范围小以及地下管线复杂等问题上。施工周期短是指,市政道路工程建设规模通常较大,为提高效率且不会城市交通造成影响,应尽快恢复通车,以降低城市居民日常生活影响。此目标达成,需将施工周期控制在既定设计要求范圍,甚至要提前。由此,基于对施工进度的考虑,作业过程存在疏忽问题,导致安全隐患作用于市政道路工程建设。作业面狭窄是指,因市政道路工程多处在城市内部环境施工,不得不面临道路车流与旧房拆迁等问题。为降低对市民生活与出行影响,相对的施工作业环境较小,增加了道路工程建设难度。地下管线方面,城市道路地下多铺设电能、热力、给排水以及煤气等管道。工程建设前,需对各个管道的实际位置情况与作用专业进行分析。这也在一定程度上,增加了市政道路工程建设时间,不利于施工质量成本的控制。为此,相关建设者应基于上述特点对市政道路实际施工质量控制问题进行分析,以找出优化控制工作的开展关键点,进而使施工措施运用起到事半功倍效果。
2市政道路施工中BIM技术的应用方向
2.1建筑界限校验
在市政道路工程中,基于BIM技术进行设计内容建模,即可有效检查地下管线分布、道路周边构筑物、地下道路段、总装模型的立交段等控制节点,可由此发现并针对性整改不满足规范要求的建筑界限模型段落,缩减施工耗时和成本,返工重做问题也能够得以规避。
2.2工程量计算
在BIM技术支持下,可基于市政道路工程实际建立工程模型,模型的信息可分类保存。在工程模型的支持下,数据输入的工作量可有效减少,同时可分类每个单独构件均拥有的类型、材质、位置、尺寸等特征信息,由此进行详细信息的读取,即可准确计算得出构件的体积、重量、表面积等信息,工程项目总工程量也能够由此快速、准确的统计,更好地服务于市政道路工程施工。
2.3施工协调管理
市政道路工程施工往往会涉及多个单位间的配合,为保证各单位的沟通协调顺畅,各单位之间默契配合极为关键,市政道路工程施工的顺利推进会直接受到影响,施工中遇到的问题也能够由各单位共同解决,施工进度的控制、施工质量的保障、项目效益的实现也会受到较为积极影响。通过应用BIM技术,可实现现场实际情况与项目设计目标的结合,并在具体施工前完成模型建设,以此对整个施工过程进行模拟,即可提前发现施工过程中可能遇到的问题,提前完成问题的针对性预防、各类预案的编写、与相关产权单位的沟通协调,大幅提高正式施工效率,施工工期、质量要求也能够更好地满足。
3市政道路施工中BIM技术的具体应用
3.1典型的施工管理
以某市政道路工程为例,该工程由道路工程、交通设施工程、景观绿化工程、地下通道、配套附属工程组成,包括城市主干道、城市次干路、明挖箱型通道、U形通道。在BIM技术的应用中,该工程针对性建设了BIM模型,包括管道施工工艺模型、路基填筑工艺模型、墙背回填土工艺模型、明挖箱型通道工艺模型,通过具体施工前的模拟和针对性调整,工程的施工工期和施工质量得到了保证,环境、工艺、材料、机械、人员的高质量匹配也得以实现。在BIM技术支持下,明挖箱型通道主体施工流程、墙背回填土施工流程、管道施工流程均得以明确,而通过建立模型模拟施工过程,BIM技术可为各工序施工工艺的查看提供支持,并同时提供高水平的现场指导,人、机、料、法、环可由此实现科学合理的安排,有序进场施工也能够顺利实现。在BIM技术支持下,工程地面道路和地下通道交叉施工排序问题得到解决,城市居民受到的施工影响也被最大程度削减,交通堵塞的问题得以缓解,BIM技术的应用价值可见一斑。
3.2沥青面层施工信息管理
除用于市政道路工程的施工管理外,BIM技术还能够用于市政道路工程沥青面层施工信息管理,可解决现阶段我国市政道路工程施工存在的信息化程度较低的问题。手工检测和记录在市政道路工程施工中的应用较为广泛,施工技术人员往往因此无法掌控各类数据,静态和孤立的数据也不利于数据的快速查找及分析。此外,施工过程中路面位置与施工指标间的对应性很容易被忽视,施工检测数据溯源功能发挥将因此受到影响,这类问题同样可通过BIM技术的应用解决。以沥青面层施工信息管理为例,检测工作的关键在于保证沥青路面使用性能,为对应评价单元和检测值,必须采用记录施工信息的BIM模型,该模型不仅能够为施工提供支持,还能够为后续养护工作提供依据。在具体实践中,施工过程重点收集的信息包括碾压层厚度、初始压实温度、沥青混合料拌和过程的油石比、沥青混合料拌和过程的级配,预估的信息包括沥青混合料层疲劳寿命、沥青混合料层永久变形、动态模量、车辙试验永久变形、空隙率,同时还需要遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTG-F40-2004)相关规定及工程实际进行检测。以上文提及的市政道路工程的中面层施工为例,沥青混合料的级配采用数字图像处理技术和机器视觉技术进行预估,油石比测定采用沥青混合料拌和站称重系统,初始碾压温度收集采用红外温度传感器,结合施工过程实时检测及预估,即可确定沥青混合料体积参数、动态模量、车辙试验永久变形、沥青混合料层疲劳寿命、沥青混合料层永久变形的预估值。在完成施工后,为评估施工质量,开展取芯检测,可由此得出芯样厚度以及压实度、渗水系数试验结果等数据,而通过在InfraWorks平台中发布每天的芯样检测数据,并最终进行收集和预估的信息汇总,施工信息管理即可根据沥青路面评价单元划分开展,图1为中面层芯样检测信息汇总。
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图1中面层芯样检测信息汇总
以中面层一评价单元为例,施工过程中以运输车沥青混合料的开始摊铺和摊铺结束位置进行评估单位划分,以此基于评估单元对应施工现场检测信息及实时监测信息。考虑到上下相邻沥青混合料层可能存在错位现象,在路面使用性能的预估过程中,需根据图2进行评估单元重新划分。由于表面层尚未施工,假定其模量为设计值,可由此完成并进行汇总沥青路面使用性能的预估。基于现场检测得到的渗水系数、空隙率等数据,可在对应的摊铺单元中添加,图3为施工信息与沥青路面位置对应关系。在完成施工和检测后,施工预估值和检测值可通过评价单元汇总,建立路面位置与施工信息的对应关系,生成的BIM模型由于具备详细的施工信息,可较好地服务于市政道路的运营和养护,养护策略的针对性制定、病害的针对性处理、后续施工的指导均可得到该模型的支持,施工信息的溯源可顺利实现,BIM技术在沥青面层施工信息管理及市政道路工程施工信息管理中的价值可由此得到证明。
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图2评估单元重新划分
4结束语
综上所述,BIM技术能够较好地服务于市政道路工程施工。在此基础上,本文涉及的建筑界限校验、施工协调管理、安全管理、典型的施工管理、沥青面层施工信息管理等内容,则提供了可行性较高的BIM技术应用路径。为更好地发挥BIM技术的应用价值,基于BIM技术的协同信息数据共享、基于BIM模型的全寿命周期管理等探索的积极开展也需要得到重视。
参考文献:
[1]BIM技术在市政道路设计优化的应用研究[J].张晓恒.智能城市.2019(21)
[2]BIM技术在市政道路工程施工中的应用初步探讨[J].李宏伟.福建建材.2019(06)
[3]BIM技术在市政道路工程施工中的创新应用[J].黄兴彬.中国设备工程.2020(11)