淺析GIS+BIM技術(shù)公路工程施工中相對傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢

郭欣有

【摘要】公路建設(shè)是城市發(fā)展的一項重要的基礎(chǔ)建設(shè)工程。公路連通各個城市，使得人們的出行變得便利，不僅如此，公路還具有很多的特征，例如比較靈活，應(yīng)用廣泛，使得公路也成為城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障。這些年來，由于我國經(jīng)濟的飛速增長，城市化進(jìn)程不斷加快，因此對于公路工程的建設(shè)需求也越來越多，建設(shè)力度不斷加大。而公路工程網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，隨著公路建設(shè)里程的增長以及不同地理環(huán)境下的建設(shè)條件的不同，給公路工程的建設(shè)帶來了不小的困難。

【關(guān)鍵詞】GIS技術(shù);BIM技術(shù);公路工程;技術(shù)優(yōu)勢

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.111

公路工程施工在增進(jìn)不同地區(qū)聯(lián)系，方便人們?nèi)粘３鲂?等方面發(fā)揮積極作用。作為施工單位，在公路工程建設(shè)中， 有必要加強施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)，把握技術(shù)要點，注重施 工技術(shù)管控，實現(xiàn)對每道工序質(zhì)量的有效控制。然而，公路 工程施工周期長，沿線地形地質(zhì)條件復(fù)雜，資金投入多，風(fēng) 險大，為有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，防止工期延誤，降低養(yǎng)護維修 費用，延長公路工程使用壽命，有必要加強施工技術(shù)管控。

1、公路工程施工技術(shù)控制與管理工作需注意的問題

1）健全技術(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)。施工單位要建立健全的施工技術(shù)選用標(biāo)準(zhǔn)，明確路基和路面施工、鋼筋工程、路橋過渡段等施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對施工技術(shù)進(jìn)行細(xì)致分類，確保各項技術(shù)落實到位。優(yōu)化技術(shù)方案組合，最終高效地完成公路工程施工任務(wù)。2）規(guī)范施工流程，加強技術(shù)監(jiān)督。公路工程施工流程復(fù)雜，所需機械設(shè)備、原材料和施工人員眾多，如果不注重加強管理，施工現(xiàn)場可能會出現(xiàn)混亂局面。為避免出現(xiàn)這種情況，確保公路施工規(guī)范有序進(jìn)行，必須明確施工流程，加強技術(shù)監(jiān)督。必要情況下還推動公路工程建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。

2、GIS+BIM技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用思路

GIS是利用計算機建立的地理數(shù)據(jù)庫，ArcGIS是一個地理信息系統(tǒng)系列軟件的總稱，具有強大的空間分析、地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理能力。BIM是建筑信息參數(shù)化的集成，所集成的信息可以進(jìn)行關(guān)聯(lián)與使用，當(dāng)模型中某個參數(shù)發(fā)生改變時，模型實體能實現(xiàn)自動更改，為工程施工精細(xì)化、可視化管理提供了新的管理思路。由于公路工程具備地理信息等屬性，這就可以借助地理信息的空間分析技術(shù)，將GIS與BIM技術(shù)有效融合，建立一個具備空間場景的三維工程模型，能夠?qū)κ┕きh(huán)境和施工現(xiàn)場進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理，為工程管理提供了一個既可全局把控又可精細(xì)管理的全新技術(shù)手段。同時，利用BIM技術(shù)彌補了GIS技術(shù)在項目信息模型精度上存在的不足，基于GIS技術(shù)對各項目零散的建筑信息模型數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、補充及完善，再通過對既有建筑信息模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲得工程項目范圍內(nèi)外部作業(yè)的限界要求，為施工期間各區(qū)場地平面布置方案、大小臨時工程規(guī)劃設(shè)計、土石方量精確計算、基坑開挖分區(qū)分塊、基坑降水工程施工指導(dǎo)、基坑施工監(jiān)測等施工提供依據(jù)和載體。

3、公路工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)與其它工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)的區(qū)別

首先，BIM技術(shù)的最廣泛應(yīng)用就是管線碰撞檢查，以及解決結(jié)構(gòu)、建筑、管線等專業(yè)間設(shè)計不協(xié)調(diào)的問題。而在公路工程中，不涉及管線碰撞，不涉及多專業(yè)共同參與，所以房屋建筑中的一些BIM技術(shù)應(yīng)用點在公路工程中其實沒有實際意義。其次，BIM技術(shù)的另一大應(yīng)用點就是施工模擬，對于一些圖紙復(fù)雜的建筑物和構(gòu)筑物來說，提前通過計算機模擬一遍施工過程可以有效避免由于圖紙誤讀和工序混亂造成的誤工、返工損失。而在公路工程中，圖紙并不復(fù)雜，路基和路面的結(jié)構(gòu)形式也清晰明了，只要施工組織設(shè)計科學(xué)合理，有無施工模擬并不會在很大程度上影響公路施工的正常進(jìn)行。而且無論是房屋還是橋梁，一般都是獨立項目，涉及的地塊也相對獨立，對于項目以外的信息需求不高，結(jié)構(gòu)形式比較規(guī)則，多為水泥混凝土的預(yù)制拼裝，于是無論從建模角度還是從施工模擬角度來看，相對于公路工程都較為容易實現(xiàn)，而公路工程是線性工程，需要較為詳實的GIS信息，是無法通過“族模型”的方式去建模的，也是無法通過“搭積木”的方式去進(jìn)行施工模擬的，所以多數(shù)的房屋建筑的建模技術(shù)和施工模擬技術(shù)無法去實現(xiàn)傳統(tǒng)的公路施工流程。

4、GIS+BIM技術(shù)公路工程施工中的應(yīng)用

4.1GIS+BIM技術(shù)在土方工程中的應(yīng)用

在施工過程中，通過施工進(jìn)度模擬提高施工項目各方之間協(xié)調(diào)管理工作的質(zhì)量和效率。運用BIM技術(shù)生成原始地形數(shù)字模型并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行土方量計算，不但計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，時間上也僅僅需要幾天即可完成，各種土方量計算結(jié)果能夠以表格或報表方式輸出。土方開挖工程量的計算流程：①依據(jù)地質(zhì)勘察報告，創(chuàng)建地下土層模型，真實反映地下土層狀況;②根據(jù)施工方案建立土方開挖的BIM模型;③將土方開挖的BIM模型與地質(zhì)土層模型進(jìn)行對比;④生成各土層開挖土方量清單表，土方模型與地質(zhì)模型重疊對比計算。

4.2施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、安全管理方面的應(yīng)用

公路工程施工是一個動態(tài)過程，可能會受到各方面因素的影響。利用BIM技術(shù)，可以通過智能化的信息系統(tǒng)動態(tài)控制施工進(jìn)度，實時跟蹤每一個施工進(jìn)度的變化，及時收集和更新數(shù)據(jù)。施工管理人員可以通過BIM技術(shù)隨時掌握施工的工程情況，發(fā)現(xiàn)問題及時與各部門溝通解決，這樣既可以實現(xiàn)本部門的實時溝通與交流，也可以有效發(fā)揮不同部門之間的協(xié)調(diào)作用，使各個部門之間的配合程度得到強化，從而確保施工進(jìn)度的正常進(jìn)行，不會造成工期上的延誤。BIM技術(shù)還可以服務(wù)于項目的生命周期，使管理朝著精細(xì)化管理方向發(fā)展，對施工材料、施工工藝、設(shè)備人工等進(jìn)行實時性、動態(tài)性地管理，從而提升質(zhì)量維護管理效率及監(jiān)督整改效率，提升工程管理的質(zhì)量。此外，BIM技術(shù)所構(gòu)建的可視化三維場景可以使管理人員直觀地觀察施工過程，對施工實施的安全性進(jìn)行全面檢驗，通過構(gòu)建的3D模型，還可以細(xì)致地進(jìn)行安全檢查，對可能存在的安全隱患進(jìn)行全面排查，開展預(yù)見性的安全管理。強化施工管理及安全管理工作，提升施工過程中整個施工隊伍的應(yīng)急處理能力，提前制定科學(xué)、合理的應(yīng)對措施，使整個施工過程中的管理水平得到顯著提升。

結(jié)語：

綜上，GIS+BIM技術(shù)在公路工程施工前期可以起到極大的作用，能夠直觀準(zhǔn)確感知、迅速掌握、減少溝通成本、避免施工問題。無論是從對于現(xiàn)場施工的幫助角度還是展示角度都具有明顯的優(yōu)勢。以空間分析和三維可視化為核心技術(shù)的GIS提供了研究地理實體要素的手段和方案，以GIS為技術(shù)基礎(chǔ)的平臺可以滿足項目人員對工程全局性表達(dá)的需求。而高精度的BIM模型不僅為GIS提供重要的數(shù)據(jù)源，其本身整合了建筑的幾何、非幾何信息，將信息進(jìn)行參數(shù)化集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，滿足整個項目的精細(xì)化管理要求。因此，BIM和GIS的融合可以深化多領(lǐng)域的協(xié)同應(yīng)用，為公路工程以及其他專業(yè)工程建設(shè)的信息化、可視化管理提供一種嶄新的技術(shù)手段，擁有極為廣闊的應(yīng)用前景。

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