BIM技术在市政工程施工管理中的应用研究

BIM技术在市政工程施工管理中的应用研究

徐冲

中山市代建项目管理办公室

摘要：城市建设下基础设施服务水平不断提高，为满足人们生活、工作的高质量目标，对市政工程建设提出新的要求。BIM技术在市政工程管理中的应用推动了工程管理信息化发展。文章对BIM技术特点与优势进行分析，探讨BIM技术在市政工程管理中的应用。

关键词：BIM技术；市政工程；工程管理；施工管理

引言

BIM技术可将市政信息模型和施工图纸有效结合，实现对市政全面、系统的分析，帮助工作人员更好地了解市政结构、各构配件之间的位置关系，对于提升工作效率意义重大。BIM技术还可以创建和管理与市政工程共享的数据资源，包括建设项目全生命周期的设计、施工、运维、翻新以及拆除的功能特征，为全生命周期的决策提供信息支持，实现多部分、多阶段信息流动，有效降低市政物全生命周期成本。

1 BIM技术概述

1.1BIM技术基本概念

BIM是市政信息模型的简称，其在市政工程施工中的适用范围非常广，并通过一系列有效手段完成对市政工程的各项内容的信息化、三维模型、数据库等，从而可以为市政设计与施工运行提供支持，帮助设计、施工单位更好地开展工作。BIM技术主要具有几个方面的特征：BIM技术适用于整个施工阶段，对市政工程的设计、施工与运营等环节尤为有利；数据库的支持是BIM技术得以顺利使用的一项重要保障，但其具有较大的变化。简言之，BIM技术本身所具有的数据库内容尤为丰富和充实。由此可见，从本质上而言，BIM技术就是一个工作平台，适合应用于市政工程开发与建设中，可为市政施工提供帮助。

1.2BIM技术特点分析

BIM技术的主要特点是，能够在数字化模型中集成三维几何形状、物理特性和构造细节等多种信息，其应用领域涵盖市政、市政工程、能源、交通运输等多个专业。在市政行业，BIM技术可以协调与整合市政设计、施工及运营信息，以提高工程建设效率及质量，降低工程造价；在市政工程领域，BIM技术可用于数值模拟和结构分析，以科学预测和评估复杂结构；在能源行业，BIM技术可用于分析、优化能源系统；在交通运输领域，BIM可以协助相关部门实现公路、铁路等各类交通基础设施的数字化转型，为道路规划设计和维护提供依据。BIM技术是一种数字化建模工具，在市政工程管理方面优势显著。首先，BIM技术可以高效整合市政工程数据，并在此基础上生成数字化模型，以便管理人员对市政材料、工程设备、安全措施、施工人员等进行统一管理。也就是说，BIM技术可以为工程管理提供数据支持，提高工程管理水平。其次，BIM技术可辅助管理人员实现对市政工程的全流程管理。与传统市政工程管理方式相比，BIM技术贯穿设计、施工、运营、维护等全过程，有助于提高市政工程的整体运行效率和市政企业的管理水平，并能有效降低市政工程风险，减少施工质量问题。

1.3BIM技术在市政工程中的运用优势

第一，信息模型能够实现工程信息的全面管理。BIM技术在市政工程中的应用，可通过建立信息模型的方式，对工程项目的施工、材料、构件和设计等信息进行全面管理，包括三维、二维等多种信息，从而实现信息的精确化管理，方便施工过程中各方面的协调与交流，大大提高工程的管理效率。第二，可视化功能能够提高工程建设质量。BIM技术可以将市政工程的各个部分进行全方位的可视化展示，从而让工程建设人员更加直观地了解工程结构、设计、施工等方面的情况，有效提高了工程建设的质量，并减少了误差和安全隐患。第三，协同设计提高设计效率。BIM技术可以提供一个可视化的协同设计平台，实现设计人员之间的实时交流与协同，以及多方面的信息共享，可以大大提高设计效率，缩短设计周期。第四，进度管理可有效降低工程建设成本。BIM技术可以通过建立进度模型、施工模拟等方式，对工程建设过程中的进度进行全方位管理，包括施工周期、人力、材料等方面，提高了进度的可控性，从而有效降低了工程建设成本。第五，安全管理可预防安全事故的发生。BIM技术可以通过建立施工现场模型，进行危险源预控、风险点管理等方面的工作，提高了施工现场的安全性，并可在安全问题出现前进行预防，降低了安全事故的发生率。

2 传统市政工程施工管理中存在的主要问题

2.1进度管理不完善

传统市政工程中对于进度管理不够完善。例如设计图纸存在缺陷，没有进行仔细审核与检查，存在一定的错误和矛盾，进而影响施工进度。对施工进度计划缺少合理性的编制和规划，在施工中过于依赖以往的经验，缺乏系统性的指标和要求。在施工中，各施工方之间未进行有效的沟通协调，对交叉施工关系没有妥善理顺，导致相互之间造成影响。此外，在施工环境、人员素质技能方面，也可能产生较大的限制，进而对施工进度造成影响，导致工期延长。

2.2工程物料的质量稳定性不足

要始终实现社会主义现代化建设过程当中市政工程施工项目质量达到国家标准的要求，除了要保证市政工程工作系统当中所有人员的质量控制意识之外，另外一项硬性的要求就是要保证工程物料的质量。工程物料的质量不符合市政工程项目的质量要求，会直接导致完工后的市政工程建设项目出现明显的质量问题。在实际的市政工程施工过程当中，承包商有很大的概率会因为市政工程项目所需要的物料数量庞大或者因为市政工程工期要求过紧，而导致他们对于物料质量把控水平严重不足。特别是对于水泥等工程物料，其在运输和存储的过程当中都可能会因为不受潮从而产生物料性能上的变质。一旦此类用量极大的基础性物料出现变质，就会直接影响项目整体的质量水平。在极端的情况下，甚至可能由于质量问题对人民群众的生命财产安全造成严重威胁。

2.3没有规范安全管理和质量控制措施

在城市工程建设施工之中，市政工程项目是最复杂的一项，它需要对城市内的基础设施展开建设，例如，在对城市道路排水管道进行系统施工时，会受到沟槽挖掘作业水平的影响，在道路排水管网工程中，由于场地本身的限制，其施工进度也会受到场地的影响。由此可以看出，在实施市政项目中，由于城区的内部空间构造及周边人口的分布状况等因素，对建设的难易度会有一定的影响。因此，在实际的工程项目建设中，各种因素都会对施工进程产生一定的影响，这也是为什么会有不一致的工程管理控制标准。一些施工单位不能根据国家统一的标准，对市政工程项目展开安全管理和质量控制，在对工程项目进行验收时，也不能参照国家规范来进行。同样，在进行施工的时候，没有根据严格的工程标准，来挑选与施工需要相适应的材料，对混凝土材料的搅拌方法也没有严格规范，有些施工团队在进行材料的选择时，还存在着偷工减料的情况，这些都将会严重地影响到工程建设的质量。要想提高工程建设企业自己的竞争能力，就必须强化对施工的管理，对施工的质量进行控制，同时还要严格遵守国家制订的统一标准，加强对市政建设项目的安全管理，加强对建设项目的质量控制。

3 BIM技术在市政工程施工管理中的应用

3.1施工安全管理

基于BIM的市政施工安全管理体系的重点和作用如下：其中所应用的BIM技术是数字化的基础，虚拟样机技术、虚拟现实技术、智能监控技术都是新的信息技术。BIM可与各种类型的传感器相结合，生成塔式起重机导航系统，能够避免塔式起重机操作时因周围环境干扰产生盲点问题。施工空间冲突管理主要集中在施工现场有限空间内的大量机械、设施、材料和人员上。由于建设项目的复杂性，不同类型工作之间的工作冲突经常发生在同一工作空间中，安全事件频繁发生，需制定有效利用现场资源和工作空间的方案，缩短工期，减少成本和浪费，减少安全事故，具有重要意义。另外，将BIM技术应用于现场布局和安全规划的模拟中，可以有效避免设备与工作人员之间的工作空间冲突。BIM技术的应用还可以自动检查施工过程，并评估各施工区域的坠落风险。在施工开始前，可制定一个安全的施工计划。何时、何种方式防止市政安全事故，也适用于模拟市政物的消防安全疏散过程。

3.2设计方案中的应用

在设计阶段的工程项目方案、图纸和数据比投资决策阶段更为详细和准确。设计人员通过BIM技术构建初步设计模型和施工图模型，并能导出二维图纸。在市政工程设计阶段，多个专业的设计人员通过其行业设计软件进行的能耗分析、供热负荷、节能设计、水力计算、结构荷载计算等设计参数都可应用到BIM技术上构建数字化模型。BIM5D模型可以模拟市政工程里的市政物，可视化布置市政物内的设备、管线等，按照工程施工方案模拟布置现场，将各种输送介质的管线展现出来。通过整个市政工程多个参与专业的模拟碰撞检测，发现设计中的问题，更加贴近现实将市政工程全貌呈现出来，并通过BIM软件修改优化设计图纸和工程方案，减少因设计问题产生的变更、签证和索赔，减少造价中结算和决算的工程量。在设计阶段完善后的BIM模型能够计算出施工阶段预算，细化人材机的消耗量，可以分阶段计算成本支出，有助于造价管理人员有效的控制项目成本，甚至可以通过BIM模型优化施工组织方式制定节约施工成本的方法。

3.3施工进度管理

通过BIM系统，可以实时看到工程建设最新进展，并了解到每个板块的具体时间，结合已完工的建设板块制定后续工作计划，方便管理人员对施工进度进行有效管控。针对部分延期的施工单元应加强对施工进度的检查和管控，制定合理的施工计划，尽可能加快施工速率，避免给工程项目带来不可修复的影响。在项目进度管理方面，可以将BIM技术与项目进度结合起来，通过可视化管理方式，使项目经理能够更加直观的了解项目建设过程。为合理安排施工方案、有效配置施工资源、减少能源物质损耗、提高项目回报收益保驾护航。BIM技术不仅可以准确收集市政模型与部件的有关信息，还可以提供立体可视化的管理环境，让全体工作人员都能参与工程建设讨论规划，同时也可以增强数据信息交流分享深度，提升工程管理质量。对于市政模型显示的问题，可以进行详细分析和有效讨论，降低后续检查校对可能消耗的时间以及精力，提高工程建设管理水平和管理成效。

3.4工程质量管理

在市政工程质量管理中，BIM技术主要应用于空间冲突检测和质量管理改进。通过整合工程专业模型，使用视觉模型来检测运行中的碰撞，进而对设计阶段未发现的空间冲突及时找出。利用获取的质量信息开展针对性反馈，调整设计方案，确保后期施工质量得到保证。利用Revit建模获取全面的信息资料，管理人员可以利用该平台，全面仔细地检查各个构件部分，了解材料的用途和性能。借助BIM技术可视化，让技术人员与施工人员进行有效的沟通和交流，在施工中做好配合协作，保证各个施工环节符合标准，施工严格按照BIM技术进行，模拟施工操作和过程，使施工质量得到有效保证。

3.5工程造价管理

第一，成本控制：项目开工之后，材料、设备的市场价格变化，要求工程人员控制好造价成本，以免超出预算。BIM技术应用之后，可以收集和分析数据信息，制定科学的解决方案，避免对工程进展产生影响，降低工程成本。第二，造价设计：工程造价管理中，将造价设计作为重点。现代工程造价管理，多以限额设计法为主，要科学控制工程投资与支出，合理分配投资资金。利用科学的BIM技术，可以提升造价控制与管理效率，优化整合数据资料，从而完善造价设计方案，减少设计资金浪费，使工程成本造价降低。第三，项目招投标：在工程招投标过程中，内容较为复杂，且工程量大，要求招投标双方重视工程量，并且做好准确计量与审查工作。招标方计算定额消耗量，但人工计算的数据结果偏差大。通过应用BIM技术，整合工程数据，按照指标制定工程量清单。通过数据运算方式，减少计算的错误率，维护工程管理效率。第四，工程施工：工程施工过程中，利用BIM技术建立数据模型，准确统计和整合工程造价数据。利用模型分析，可以使工程人员明确市政工程问题，采取科学的处理对策。通过BIM技术，科学分析施工过程的构件布置，为现场施工提供便利性，全面提升施工效率，降低成本支出。第五，竣工结算：项目完工之后，要统计工程造价问题，涉及到大量数据信息，以人力方式很难准确结算，因此要应用BIM技术控制工程成本，维护成本汇总的准确性。同时，全方位审查和管理施工进度、施工质量，保证质量满足标准要求，高效完成施工任务。综合整理数据信息，开展自动化分析，掌握工程维护、管理问题，获得准确的竣工结算。

结语

综上所述，BIM技术作为一种领先的数字化技术，在市政工程中的应用已经得到广泛认可和应用。针对市政工程施工管理的特点，在施工下应用BIM技术是推动项目信息化发展的关键所在，市政工程企业还要提高信息化意识，进行全寿命周期的动态管理。

参考文献

[1]许文质.BIM技术在市政工程施工管理中的应用研究[J].中国建设信息化,2022,(20):73-75.

[2]胡义焕,江杨俊,李炜.BIM技术在市政工程管理中的应用[J].中国高新科技,2021,(24):99-100.

[3]孔凡达.BIM技术在市政工程造价管理中的应用分析[J].绿色环保建材,2019,(08):164.