鐵路四電工程施工管理研究

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【摘要】論文通過BIM技術在模擬建造、標準化管理、信息共享及工藝提升等方面的深入研究，提出了新的施工生產管理模式，極大地保障了項目安全、質量以及工期目標的順利完成。

【關鍵詞】BIM技術；鐵路四電工程；施工管理；編碼管理

1鐵路四電工程施工管理的現狀

鐵路四電工程作為鐵路建設中的重要組成部分，對后期鐵路順利開通、平穩運營起著決定性作用。目前，該部分施工管理模式已趨于成熟，但在以機械化、工廠化、專業化及信息化等為手段的項目管理新模式下，仍存在著諸多管理困境和瓶頸。鐵路四電工程的困境包含以下幾個方面：①設計進度時有滯后，圖紙交付后設計交底、圖紙會審及優化設計周期過長，影響項目前期的進程。②工期進度受土建施工進度制約嚴重，具備施工條件后，各專業的交叉、協同施工以及進度管理較難掌控。③鐵路四電工程涉及的設備、材料品種較多，材料計劃的提報以及后續的物資管理一直處于薄弱的環節，因材料計劃漏報、超量引起的成本增加時有發生。④鐵路四電工程一般標段劃分較少，導致項目管理戰線較長，要確保安全質量管理及時到位，要素配置量大，成本較高。針對以上問題，亟待通過以BIM技術為代表的信息化手段協助走出管理困境，提升管理水平[1]。

2鐵路四電工程BIM應用平臺規劃與搭建

針對鐵路四電工程施工過程中的管理需求，梳理好傳統施工模式下存在的問題，并充分理解設計意圖，采用三維和四維信息技術協助施工虛擬仿真工程量的計算，對工程項目進行深化設計，以達到復雜節點的可視化、構件精準化，協助施工過程“三控三管一協調”工作。2.1平臺集成。項目進場，根據項目特點和技術、質量、安全及工期等管理需求，搭建模型整合、信息集成的施工管理平臺。施工管理平臺包含4個部分：①輕量化圖形引擎。實現BIM模型的專業化、流暢化和無壓力展示，可在瀏覽器、平板電腦及手機端運行。②可視化施工管理模塊。實現人員、物資、進度、安全和質量管理。③異地三維會審引擎。實現專業模型校審，組建專家庫和異地會議系統。④可定制化表單引擎。針對業務需求，配置化創建三維出圖、工程量、下料單等各類業務表單。2.2編碼管理?？紤]市面上各類編碼標準，結合四電工程專業特性和項目要求，制定可配置、可擴展、滿足BIM建模和管理需要的編碼標準，并將編碼標準內置在CAD（REVIT、CATIA）插件中，根據項目設置數據和選填內容自動生成編碼。也可將CAD與平臺連接，通過平臺提供的API在線獲取編碼，存儲于BIM模型的屬性中。將模型上傳至平臺前，對構建的編碼從格式、內容及等方面進行校驗，根據校驗結果，不斷修改完善直至滿足施工需求。同時,對每個編碼進行識別和管理，根據編碼構建分配二維碼，最終根據編碼規則動態生成BIM模型的產品結構樹。

3鐵路四電工程施工管理過程中的BIM解決方案

3.1圖紙會審。圖紙會審是四電工程施工準備階段技術管理的主要內容之一?；贐IM技術的圖紙會審是在三維模型中進行的，接觸網、電力、通信及信號等各專業構建之間的空間關系在模型中一目了然，可以直觀地發現圖紙不合理的地方。依據施工圖創建設計模型的過程中，可以發現圖紙中隱藏的問題，并利用點云、傾斜攝影技術在工程環境下建模，提前發現外部環境對工程建設的影響，最終在BIM平臺上進行圖紙會審，實現跨區域協同合作，在會審過程中，實現問題標注，生成會審記錄。3.2深化設計。完成四電工程施工圖BIM模型的創建后，各專業技術人員協同BIM工程師在設計模型基礎上進行深化設計，結合現場情況，對設計方案進行優化。四電工程施工前，可根據設計規范要求，利用BIM模型校驗安全距離，優化變壓器間的防火墻布置。信號專業還可根據室內機柜布置情況，規劃電纜橋架布置，預先排布線纜，從而發現線纜交叉點和不滿足線纜彎曲半徑大于線纜直徑15倍的地方，規避交叉，制定出耗材最短，滿足彎曲半徑的優化布線方案。現場施工按照BIM優化路徑布線，節約線纜耗材和線纜布置時間。3.3方案模擬。對于重、難點工程或者復雜工序，利用BIM技術對施工方案進行模擬，分析方案的可行性。還可利用BIM技術的可視化特性，讓施工人員了解施工部位和對象。通過作業動畫，形象展示施工工藝流程、施工先后順序、施工工藝細則、操作要點以及質量標準等內容。如接觸網腕臂安裝流程的形象展示，突出螺栓穿向以及緊固力矩等工藝要求，還可展示高壓電纜頭的制作流程，電纜分層撥開的流程和綁扎工藝等[2]。3.4基于點云技術的施工預配及物資管理。采用激光掃描技術獲取隧道點云數據，保證土建參照模型與現場一致性、真實性，實現基于點云數據的快速建模，模型精度滿足指導預配施工的要求。如接觸網錨栓的預配，傳統施工在接收到設計圖紙后可根據施工圖紙訂貨錨栓的40%~50%，通過基于點云技術的BIM應用，根據試驗區間接觸網錨栓數據分析，準確率可達到95%，點云數據與實測數據的對比如表1所示。另外，將接觸網腕臂、吊弦預制管理整合至平臺中，實現測量、計算及預制全流程管理。平臺記錄測量數據和計算結果，將信息整合至模型中便于后期查詢。把預制成品納入物資管理中，統一進行出入庫管理，并與進度計劃管理相結合，提醒施工人員及時安排安裝進度。同時，也可結合二維碼技術，便于查詢安裝的相關信息。通過BIM平臺與物資管理系統的數據互通，實現物資信息共享，便于各部門實時掌握庫存情況，進行完整的領料流程管理，物資、技術相關部門通過平臺進行領料計劃的審批，結合施工計劃和領料計劃，建立工序與材料的關聯關系，達到按需領料、限額供料的目的。3.5技術變更管理。在施工過程中，技術人員可通過BIM平臺申請技術變更，可以直接采集問題部位的照片或者視頻，上傳至平臺并建立與模型的關聯關系，技術負責人可通過平臺直觀查看問題位置、類型和影響范圍，避免反復到現場查看。通過實際施工成果與設計模型的對比分析，準確掌握變更的相關資料，有效避免變更遺漏，提高項目經濟管理水平。3.6進度和質量管理。通過施工任務的分解與BIM模型的結合，可對施工計劃進行三維動態模擬，對工程進度進行數字預演。在鐵路四電施工過程中，通過將作業票與現場實際進度完成情況反饋至BIM模型，與計劃進行對比、分析及糾偏，實現施工進度控制管理，并能夠生成各類施工報表，為項目、公司兩級業務部門提供工程量信息。另外，通過進度管理與公司調度生產中心相結合，實現施工計劃的申請、批復和執行的全流程記錄，最終達到調度報表實時填報、分級查詢及信息互通的目的。質量管理方面，問題整合、上報、整改及記錄等環節，從違規違章、不定期巡檢、工程質量事故及檢驗批等方面預制質量問題模板，當發現或得知問題時，通過BIM平臺創建質量問題，啟動質量問題處理流程，并跟蹤和記錄問題的處理過程，保證質量問題的閉環管理。3.7上道作業安全管理。上道人員的管理范圍主要包括基于人臉識別的考勤管理、違規管理及技能管理。將所有管理及作業人員信息錄入項目管理平臺中。根據上道作業計劃，結合區間機械設備的運行計劃（時間、路線等），在上道作業前給出風險提示。并通過人員定位數據，結合機械、設備的定位數據、速度數據，對施工人員與危險源的距離進行預判，并提前給出預警，利用管理平臺基于BIM模型的培訓和仿真操作功能，在上道作業前對施工人員進行安全培訓，利用VR、漫游仿真等手段輔助施工人員提前熟悉作業環境，發現潛在的安全問題。同時，基于BIM模型及接入大型機械設備定位數據，實現大型機械設備實時位置、狀態的可視化監測，提高現場施工的安全管理水平。

4結語

綜上所述，隨著鐵路建設的高速發展，以BIM技術為代表的信息化手段，將得到大力的推廣和應用。隨著鐵路站前橋梁、路基等專業BIM正向設計的發展和進展情況，站后四電工程的施工管理也必將進入新的管理模式。隨著中國鐵路BIM聯盟IFC存儲標準的進一步完善，以及本文所述的BIM技術在鐵路四電施工中的解決方案，必將為BIM技術在鐵路建設全生命周期的管理奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]徐甜.BIM技術在建筑工程管理中的科學應用[J].工程技術研究,2018(1):159-160.

[2]呂振.BIM技術如何提升施工企業管理水平[J].建筑,2017(24):60-61.

作者:張杰 單位:中鐵十二局集團電氣化工程有限公司