項(xiàng)目集成管理公路工程論文

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1EPC公路工程項(xiàng)目特點(diǎn)分析

EPC公路工程總承包商負(fù)責(zé)工程的設(shè)計(jì)、采購、施工和試運(yùn)營等工作，項(xiàng)目業(yè)主通過與EPC總承包商共同建立項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)來對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總體的管理和控制，其組織架構(gòu)如圖1所示。EPC公路工程項(xiàng)目通常規(guī)模巨大，建設(shè)周期長，加之復(fù)雜的地形地質(zhì)條件和自然氣候條件，通常比一般建筑工程項(xiàng)目復(fù)雜，且具有其獨(dú)特性。

1.1涉及專業(yè)多樣

公路工程項(xiàng)目建設(shè)路段的長度一般可達(dá)數(shù)百公里，因?yàn)榈乩砦恢玫牟町悾煌穆范尉哂胁煌牡匦蔚孛?。一個(gè)EPC公路工程項(xiàng)目往往包含多個(gè)分項(xiàng)工程，專業(yè)種類繁多，如橋梁工程、隧道及涵洞工程、邊坡工程等。另外，結(jié)構(gòu)和造型變化多樣，專業(yè)人員、使用材料、機(jī)械設(shè)備和施工工藝等也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這些因素都使得EPC公路工程項(xiàng)目管理的復(fù)雜性和綜合性大大提高。

1.2現(xiàn)場條件復(fù)雜

公路工程路線不可避免地會(huì)通過一些復(fù)雜地形或不良地質(zhì)路段，如滑坡、軟基、凍土等。由于其露天施工的特點(diǎn)，還會(huì)受到溫度、降水、風(fēng)沙等氣候條件的影響。因此在進(jìn)行施工計(jì)劃和施工組織安排時(shí)，為了保證施工生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性，應(yīng)該盡可能減少和避免不良?xì)夂蚝妥匀粭l件的不利影響。

1.3施工組織不易

公路工程項(xiàng)目具有線形性的特點(diǎn)，隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)，施工現(xiàn)場的情況也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，人員、材料、設(shè)備和施工機(jī)具也會(huì)有差異，因此公路工程項(xiàng)目的施工組織相對(duì)比較困難。這就需要根據(jù)施工對(duì)象采用不同的施工模式和施工工藝。另外，同一道工序在不同的作業(yè)地點(diǎn)所需的施工工藝和機(jī)械設(shè)備也可能是不一樣的，這對(duì)人員設(shè)備的組織和規(guī)劃提出了更高的要求。

2BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用價(jià)值分析

BIM是基于數(shù)字化和可視化技術(shù)進(jìn)行集成與管理建設(shè)項(xiàng)目信息的方法與技術(shù)，相關(guān)信息不僅包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等幾何信息，還包括資源、費(fèi)用、工序、性能等非幾何信息。BIM應(yīng)用涵蓋了建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的各個(gè)階段，不僅用于輔助項(xiàng)目設(shè)計(jì)、溝通、展示與推廣，還擴(kuò)展到輔助采購、施工管理和運(yùn)營維護(hù)等方面。基于上述EPC公路工程項(xiàng)目特點(diǎn)分析，對(duì)BIM在EPC公路工程中的潛在應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行如下剖析。

2.1提高溝通與管理效率

在EPC公路工程項(xiàng)目中，EPC總承包商對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購、施工和試運(yùn)營等整個(gè)過程進(jìn)行管理和控制，并將上述工作分包給各專業(yè)分包商。如何有效提高各專業(yè)、各參與方之間的溝通效率和工作質(zhì)量，是項(xiàng)目管理中遇到的一大難題。利用BIM的可視化、數(shù)字化、集成化等優(yōu)勢，一方面可以輔助工程各方的溝通與管理，如基于BIM的可視化會(huì)議可有效輔助多方?jīng)Q策、方案比選和技術(shù)討論等；另一方面可以實(shí)現(xiàn)基于BIM平臺(tái)的協(xié)同工作，如深化設(shè)計(jì)、施工場地布置與管理及資源管理等。從而，加強(qiáng)各參與方對(duì)項(xiàng)目的認(rèn)知與表達(dá)，提高項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量與效率。

2.2輔助設(shè)計(jì)分析和展示

三維可視化是BIM的重要特點(diǎn)，EPC總承包模式下的公路工程項(xiàng)目中，BIM技術(shù)可以在項(xiàng)目初期就引入到規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，結(jié)合初步規(guī)劃方案和現(xiàn)場環(huán)境，利用BIM技術(shù)建立初步的三維模型，可用于輔助比較和選擇公路的規(guī)劃方案。隨著方案確定和設(shè)計(jì)深化，進(jìn)行整體和局部結(jié)構(gòu)模型細(xì)化處理，比如公路斷面、配筋、鋼結(jié)構(gòu)等，直至詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙完成。在深化設(shè)計(jì)過程中，可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測分析，如結(jié)構(gòu)沖突、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析、可建造性分析等，以保證施工開始前解決這些問題。同時(shí)，對(duì)于EPC公路工程項(xiàng)目，BIM還可以輔助車流流量分析等，以展示公路工程項(xiàng)目各方面的性能參數(shù)。

2.3輔助工程量準(zhǔn)確測算

在EPC公路工程項(xiàng)目中，大量的多專業(yè)的工程數(shù)據(jù)使得項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。BIM的信息集成優(yōu)勢，則可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得相關(guān)工程信息數(shù)據(jù)?；贐IM數(shù)據(jù)庫的信息數(shù)據(jù)平臺(tái)，任一時(shí)點(diǎn)的工程信息，包括工程量、資源的投入和消耗量、人力和機(jī)械設(shè)備的使用等，都可以被快速獲取并傳送到信息管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)工程量和工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。項(xiàng)目管理人員可以根據(jù)這些信息準(zhǔn)確做出項(xiàng)目決策，有效改善傳統(tǒng)管理模式中項(xiàng)目信息無法實(shí)時(shí)獲取而難以控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的情況。

2.4施工過程優(yōu)化與控制

基于BIM技術(shù)和模擬技術(shù)，項(xiàng)目人員可以對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行施工工序的優(yōu)化和施工進(jìn)度的控制。通過過程模擬，施工人員可以有效分析復(fù)雜過程的施工工序是否合理；同時(shí)將三維模型和進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間維度的施工進(jìn)度模擬和控制。并且，在基于BIM的管理系統(tǒng)中進(jìn)行相關(guān)的可視化模擬和分析，還可以實(shí)現(xiàn)施工空間規(guī)劃、施工機(jī)械配置、資源材料供應(yīng)等施工方案的優(yōu)化。BIM可以為EPC公路工程項(xiàng)目提供較好的施工管理方案，優(yōu)化和控制整個(gè)施工過程，有效提高施工管理水平。

3BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的實(shí)施流程

結(jié)合BIM技術(shù)在EPC公路工程中的潛在應(yīng)用價(jià)值以及EPC公路工程項(xiàng)目的執(zhí)行過程，構(gòu)建BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的實(shí)施流程，如圖2所示。在確定項(xiàng)目策劃方案后，建設(shè)單位面向所有投標(biāo)人選擇EPC總承包商。與此同時(shí)，BIM團(tuán)隊(duì)則開始參與到項(xiàng)目中。BIM團(tuán)隊(duì)由EPC總承包商自行建立或者委派BIM咨詢方組建。通過與各設(shè)計(jì)分包商之間的協(xié)同作業(yè)，以“邊設(shè)計(jì)邊建模邊分析”的方式確定適用的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)進(jìn)行三維協(xié)調(diào)、概算、性能分析、施工組織設(shè)計(jì)等工作；然后對(duì)確定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入檢測、驗(yàn)證及修正，最終完成設(shè)計(jì)工作。進(jìn)而利用BIM模型導(dǎo)出相關(guān)設(shè)備、材料的參數(shù)信息，以輔助采購。EPC公路工程項(xiàng)目通常涉及復(fù)雜的特殊工程，如橋梁工程等，大量的預(yù)制構(gòu)件信息參數(shù)的準(zhǔn)確性都有很高的要求。基于BIM的采購使總承包商與材料供應(yīng)商之間共享BIM模型集成的信息，材料供應(yīng)商不再需要與總承包商進(jìn)行繁瑣而低效率的溝通，因此為工程信息的共享、傳遞和交換提供有效的支持。繼之，基于建立的BIM模型模擬、分析和優(yōu)化施工方案，并利用優(yōu)化后的施工方案直接指導(dǎo)現(xiàn)場的施工，進(jìn)行成本、進(jìn)度等管理，保障項(xiàng)目的工期和質(zhì)量；同時(shí)，也為EPC總承包商和建設(shè)單位提供了溝通協(xié)作平臺(tái)，確保施工的順利進(jìn)行。施工結(jié)束后，根據(jù)項(xiàng)目竣工圖及其相關(guān)信息，構(gòu)建竣工BIM模型。該竣工模型集成項(xiàng)目的所有信息，如材料型號(hào)、供應(yīng)商等，并將這些信息數(shù)據(jù)歸檔管理，以輔助項(xiàng)目的運(yùn)營和維護(hù)。

4BIM應(yīng)用保障機(jī)制

BIM的項(xiàng)目集成管理思想有效輔助EPC項(xiàng)目交付模式的實(shí)施。為了確保BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的有效執(zhí)行，提出以下BIM應(yīng)用保障機(jī)制。

4.1高效的BIM團(tuán)隊(duì)

對(duì)于EPC公路工程項(xiàng)目來說，BIM團(tuán)隊(duì)既是BIM實(shí)施的主體，也是建設(shè)單位與項(xiàng)目各參與方進(jìn)行交流和溝通的紐帶，因此項(xiàng)目參與方需要積極組建高效的BIM團(tuán)隊(duì)?？紤]到當(dāng)前BIM應(yīng)用仍處在探索階段，特別是在EPC公路工程中，這就需要對(duì)BIM團(tuán)隊(duì)相關(guān)人員進(jìn)行適當(dāng)培訓(xùn)，以加強(qiáng)BIM團(tuán)隊(duì)與各專業(yè)人員的合作，將BIM技術(shù)有效地應(yīng)用于EPC公路工程項(xiàng)目。

4.2有力的決策者支持

要保證BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中切實(shí)有效地行，需要決策者的大力支持。面對(duì)BIM理念和技術(shù)在EPC公路項(xiàng)目中的集成應(yīng)用，項(xiàng)目人員難以在短期內(nèi)改變傳統(tǒng)的作業(yè)方式，甚至有抵觸情緒，這就需要決策者的強(qiáng)力支持。與此同時(shí)，BIM團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)項(xiàng)目需求制定各時(shí)間段的目標(biāo)，并且強(qiáng)化各參與方對(duì)項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)，激勵(lì)項(xiàng)目人員克服所遇困難。另外，有了決策者的支持，在財(cái)力、人力等方面也能得到較好的保障。

4.3適用的BIM軟件

適用的BIM軟件是BIM應(yīng)用實(shí)施成功的基礎(chǔ)。目前，BIM系列軟件可以大體分為兩大類，即設(shè)計(jì)建模和模擬分析，其中設(shè)計(jì)建模軟件用于BIM模型的建立與分析，以選擇或優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保證其可建造性；而模擬分析軟件則用于施工方案的模擬與分析，以確定及優(yōu)化施工方案，保證其可行性。應(yīng)根據(jù)EPC公路工程項(xiàng)目的需要，選擇適用的BIM軟件，為BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的有效應(yīng)用提供平臺(tái)。

4.4良好的信息交換機(jī)制

EPC公路工程項(xiàng)目因其復(fù)雜性，涉及大量的信息傳遞和交換，為了提高溝通效率，建立一個(gè)良好的信息交換機(jī)制尤為重要。良好的信息交換機(jī)制，一方面應(yīng)該具備流暢的人員溝通渠道，不會(huì)出現(xiàn)信息傳遞的阻滯和信息丟失現(xiàn)象；另一方面還應(yīng)該具備快速的信息反饋渠道，使各方面專業(yè)人員能及時(shí)得到所需信息的反饋?；诖?，構(gòu)建EPC模式下BIM的信息交換機(jī)制，

4.5完善的BIM標(biāo)準(zhǔn)

BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是BIM成功實(shí)施的關(guān)鍵。BIM技術(shù)的應(yīng)用還不成熟，特別是在我國還處于發(fā)展階段，BIM在項(xiàng)目各個(gè)階段的應(yīng)用還缺乏有效的、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，BIM的應(yīng)用效果也因此受到影響。建議借鑒國內(nèi)外已有BIM標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合EPC公路工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，制定符合其需求的BIM標(biāo)準(zhǔn)，為BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中應(yīng)用推廣提供支持。

5結(jié)語

針對(duì)EPC公路工程項(xiàng)目實(shí)施成效不足，本研究探討了BIM輔助EPC公路工程項(xiàng)目實(shí)施的可行性。通過分析EPC公路工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，表明其項(xiàng)目管理過程復(fù)雜、施工組織不易等特性，需要有效的管理方式或技術(shù)手段來輔助EPC項(xiàng)目的實(shí)施；通過討論BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的潛在應(yīng)用價(jià)值，發(fā)現(xiàn)BIM有潛力支持EPC公路項(xiàng)目的實(shí)施，提高其管理水平和效率；通過構(gòu)建BIM在EPC公路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)施流程，表明BIM輔助EPC公路工程項(xiàng)目的實(shí)施是可行的；另外，通過提出BIM應(yīng)用的保障機(jī)制，也為BIM的成功實(shí)施提供了支撐。同時(shí)，本研究主要從理論上分析了BIM輔助EPC公路工程項(xiàng)目實(shí)施的可行性，仍缺乏基于工程案例的實(shí)證研究。因此，在未來研究中將相關(guān)理論研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程案例中，以驗(yàn)證其可行性和有效性。

作者：劉文平 郭紅領(lǐng) 任劍波 武電坤 劉兵全 單位：清華大學(xué)建設(shè)管理系