翟冲
西安市长安区硕士路2号18栋3单元，陕西 西安710119
摘要：伴随着我国科技水平的发展，BIM技术被广泛应用在土木工程中。当前社会，人们的、生活、教育和工作已经与土木工程的发展密不可分。关于我国目前的土木工程，尽管其数量和规模正在迅速增加，但仍存在许多缺陷。随着大量工程建设单位开始进入土木工程，一定程度上引起了一些质量和效率问题，迫切需要如何有效处理这些问题。BIM技术可以有效解决复杂土木工程施工过程中的信息错误问题，最大限度地促进相关单位的推广，提高工程施工质量，避免不必要的麻烦质量问题。
关键词：复杂土木工程；BIM技术；优势研究
引言
近年来土木工程施工中三维可视化模型应用成为热点，继CAD技术之后，BIM技术正因其突出优势受到广泛欢迎。同CAD技术比较起来，BIM技术在图形制作方面与表达能力方面，都有显著的进步，而且该项技术的完善，对土木工程建设尤其是复杂土木工程建设的适应性将更强。
1BIM技术在复杂土木工程作业过程中的优点
我国建筑行业对于BIM技术的定义是在复杂土木工程及相关设施的完整生命周期内，采用数字化表现模式针对复杂土木工程施工工程的物理及相关功能进行数字化表达，并且根据相关数字化3D模型为基础进行规划设计、施工作业及经营活动等。BIM技术能够根据其完善的领先数字化信息处理技术，最大限度地防止复杂土木工程作业进程中不必要出现的工作量及相关建筑原材料浪费等现象，由于此技术能满足作业周期及施工效率的提升，因此为复杂土木工程项目带来颠覆性影响，BIM技术对于复杂土木工程的显著优点通常包含集成化、系统化及共享化三个层面。
BIM相关技术能够在相对规范化的层次对复杂土木工程施工作业中的诸多细节给予积极的影响，可以让不同业务领域、所有工作环节上的工作人员都能够明确掌握复杂土木工程施工过程中的相关问题，可以进行与之适应的多个部门（业主，设计单位，施工单位，结构部门，设备部门，运营维护等等）协同推进工程进度，所有类型的施工作业相关信息都可以综合到同一个平台，平稳发展，及时解决相关问题。最显著的特点是多主体的信息资源进行综合汇总以后，都能够在BIM技术的支持之下实现实时的顺畅的资源共享，这种情况必将最大限度地提高复杂土木工程中信息资源的综合利用效率。
2BIM的特征
（1）完整性。模型信息主要囊括项目主体3D集合信息与联系的阐述。
（2）联系性。项目主体作为能够辨别同时存在联系，其中某个主体模型出现改变，其他有关的主体均需要随之变动。能够预防各种异常情况的出现，譬如管路和结构相矛盾，大小存在差异等。
（3）一致性。所有时期创建的模型信息基本相同，无须多次录入同样的数据。信息模型可以自主演变，同时信息模型在工程各个时期均能够展开完善与修正。
（4）模拟研究与能够直观查看。模拟研究指的是针对规划时期、招标与投标时期、建筑时期和运营时期展开程序模拟和研究，3D模拟能够直观查看，既能够直接查看到工程规划、建筑与运营的有关内容，同时工程的探讨与决定等有关内容也在可视化范畴内。
3BIM相关技术在复杂土木工程作业过程中的应用目标
采用三维可视化的BIM技术，进行各专业的深化设计、施工模拟和施工过程组织协调管理等应用，以解决传统二维图纸无法表达复杂建筑、复杂施工节点安装、多专业交叉协调管理等困难。利用BIM模型的形象直观、可计算分析的特性，为施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理、材料管理等关键过程及时提供准确的构件几何位置、工程量、资源量、计划时间等，帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量。
利用BIM技术辅助各专业深化设计及管线综合，形成全专业的深化设计BIM模型，并进行全专业综合协调检查，提高深化设计工作的质量和效率，减少由设计问题对施工的影响。
利用BIM模型的可模拟性，对各专业施工复杂节点的施工工序进行模拟，并进行可视化交底，确保复杂部位安装一次成活，提高施工的技术、安全、质量管理水平。
将BIM模型与施工现场管理紧密结合，实现基于BIM的进度、成本、质量、文档、竣工交付等现场管理工作,提高对各专业分包的管理水平和现场协调管理能力。
4BIM相关技术在复杂土木工程作业过程中的实际应用
4.1施工前
在土木工程施工之前，会有一个对该工程的设计，修建什么建筑、使用什么技术、运用多少资金等问题在其之上都会有体现。但是，对于该设计是否可以顺利实行还需要进行测试，这时便需要运用BIM技术对该项工程进行施工前的测试。在施工之前这样做，可以有效的预料到在施工时可能会发生的事情，并及时的出台相应的解决方案，及时改进施工过程，在工程正式实施时，避免出现意外状况。利用BIM技术对要进行施工的建筑设计在计算机当中进行建模，对施工建筑的形状等各个方面进行完美的复制，更加准确的对施工建筑进行分析。用计算机对该工程的施工过程进行模拟，使得施工过程在虚拟的环境之中进行建造，极大可能模拟现实环境。通过运用BIM技术，使相关人员对该工程有一个具体的了解，方便工程的实施。
BIM技术可以对大的、宏观的问题进行分析以及预测，还可以对小的问题进行分析。该技术可以对每一个小的施工部分进行精准的分析，使得相关人员不仅可以对该工程有一个整体的了解，还可以对每一个施工部分的进行有一个认识。通过对该项工程的设计模型以及大数据的分析，精准到每一步都可以得到问题的解决。
同样的，对于该工程使用的建材也有一个大概的认知，在利用BIM技术进行模型构建时，将决定要使用的建材数据输入模型的构建之中，提前对该建材进行验证。通过模拟，便可以知晓该建材是否适合应用于该建筑当中。因此，该技术对于建材的选用同样具有重要的意义。
4.2BIM在运维阶段的应用
（1）空间管控。重点使用设备体系与办公程序。借助三维图形方位替换之前的二维代码与文字，可以直接查找所有物体、仪器的方位，投高空间的管控效果。
（2）设备管控。重点囊括了所有建筑物体的空间设计与维护施工。
（3）隐蔽项目管控。借助BIM模型，能够针对隐藏在内部的管路与仪器展开可视化管控。有关工作者能够借助共享信息任意的观察、调节与完善数据，保证印布项目信息的精准性与整体性，尽量较少隐蔽项目出现问题的概率。
（4）应急管控，针对规模较大的建筑与高层建筑中，人群相对集中，分散难度较高，因此需要提升应急管理水平。BIM技术能够规避、警示以及解决异常问题，第一时间查找出现问题的位置，降低资源浪费，防止影响范畴的扩大。
（5）节能减排管控，模型信息与物联网融合的方式针对能源展开管控，把建筑的所有能源消耗的信息岁数收集、传递、归纳以及汇报，展开可视化操作。
4.3BIM技术在土木工程施工安全管理中的应用
由于土木工程施工程序繁琐、复杂，对施工技术人员要求非常高，因此技术人员在施工中面临着各种挑战。倘若工程项目管理人员在项目施工中，未做好施工安全防护工作，则极易出现各种安全问题，影响施工的有序进行，甚至还会威胁施工人员的生命安全。而随着BIM技术在土木工程施工管理中的引入，管理人员可以基于动态化监测，及时了解施工中潜在的各种安全隐患及技术问题，并根据问题采取针对性措施，促进工程项目安全管控水平的全面提升。如在土木工程施工操作过程中，管理人员基于前期结构搭建参数输入的基础上，可以进行相应的施工操作，后台操作人员也可以充分利用BIM技术的可视化平台，第一时间了解结构搭建中出现的问题。倘若没有及时发现问题，则会出现结构塌陷或是断裂的情况，导致不可估量的损失。因此，管理人员应充分利用BIM技术进行核查，如通过三维模型输出一系列安全相关图片、动画等资料，用于岗前安全培训、安全标准交底、重大安全危险源识别等施工安全管理过程。将安全管理问题可视化，并与可视化的施工组织设计进行对比、分析、纠偏，对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐患等提前排查；进行可视化安全教育、危险源识别及预防预控，指定针对性应急措施。通过重要工序的三维模拟，对进场施工人员进行安全问题交底。
4.4BIM技术在土木工程施工质量管理中的应用
基于质量验收规程和施工资料规程确定质量验收计划，将验收检查点关联到对应的模型构件上，进而进行质量验收、质量问题处理、质量问题分析工作。现场施工人员采集施工质量信息，上传至BIM平台，施工现场根据质量、安全问题，制定整改方案并实施完成，将整改完成情况上传至BIM平台，完成BIM平台的跟踪和实时更新，实现质量问题闭环管理。
BIM质量应用成果包括：质量管理模型、质量交底记录、质量验收报表、质量检查报告、问题处理记录等。通过BIM平台结合BIM模型按部位、时间对质量信息和质量问题进行汇总和分析，为质量管理持续改进提供参考和依据。
4.5BIM技术在土木工程进度管理中的应用
借助“智建工地”平台，将进度计划内的时间信息连接到模型构件上，通过更新现场实际进度的时间信息实现现场施工进度的模型展示，若进度计划与原进度计划的总工期、节点工期冲突，则需与各专业工程师共同协商修改进度计划，这个过程中需充分考虑施工逻辑关系，各施工工序所需的人、材、机，以及当地自然条件等因素。重新调整优化进度计划，将优化的进度计划信息更细到模型中。
通过4D进度管理可以让项目管理人员在施工之前提前预测项目建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案，还可以预测每个月、每一周所需的资金、材料、劳动力情况，提前发现问题并进行优化。
基于BIM的4D进度管理通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。
4.5BIM技术在土木工程管理中工程量计算的应用
利用revit软件中二次开发插件Dynamo或者C#编程工具，编写快速提取工程量代码，能够快速、准确、精细地计算并提取所选定施工任务的各项工程量信息，并以表格的形式输出，大大减轻了工程量计算的负担，方便工程量按照不同要求进行统计汇总与整理。
在施工过程中，将实际施工过程中的消耗量录入到BIM模型中，并以日、周、月、季度、半年、年等不同单位时间生成相应报表，方便项目部各个管理部门进行统计和对比，掌握项目的实际材料消耗量等情况。
结语
综上所述，为了进一步展现BIM相关技术在复杂土木工程作业过程中的巨大优势，对原有的文献和有关案例实施梳理工作，BIM相关技术根据工程信息以及数字化三维模型作为核心，BIM相关技术具备集成化、系统化和共享化的优势，这类优势在土木工程项目，尤其是复杂的土木工程项目中体现出非常明显的优势，所以BIM技术不仅能用三维的模式将复杂土木工程的形状体现出来，还能够精确模拟复杂的土木工程项目作业进程中的各种细节，帮助设计人员和施工人员熟悉工程、完善工作，进而节约宝贵的人力和物力。
参考文献
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