京沪高速公路莱芜至临沂（鲁苏界）段是国家高速公路网中北京至上海高速公路中重要的一段，是山东省“九纵五横一环七射多连”高速公路网的重要组成部分，路线全长232.191公里，在不中断交通的情况下进行4车道改8车道施工，正式拉开建设序幕。该项目在初，被交通运输部列为BIM示范项目，同时还是绿色示范项目、品质工程示范项目、党建示范项目。
该改扩建项目具有的特点主要是整体规模较大。另外，因为是改扩建工程，涉及新旧拼宽的要求精度高。工程周期紧，施工管控难度大，特别是整体进度把控。该项目要求在施工期间不中断交通，项目组通过信息化手段辅助，做到最大限度保通。因整个项目沿线较长，达200多公里，所以存在监理办、施工办工点分散，甚至异地办公的情况，在业主人员有限的情况下，对集中管理、扁平化管理、协同管理的要求较高。目前，改扩建工程在国内逐渐增多，尤其是东南沿海一带，但真正的与BIM信息化管理相结合的参照标准还没有形成，该类项目存在参与单位多、协调难度大的问题。
改扩建工程中BIM的落脚点
中路高科交通检测检验认证有限公司从开始做BIM，当时公路行业BIM刚刚起步。至今，已经发展到各省设计院和施工单位都在做BIM，并积累了很多成功的案例。如今，我们需要思考的是，在对BIM的认知已经相对成熟的情况下，我们如何将其做到更完善。首先，要明确业主和管理者的需求；其次，以解决实际问题为目标；第三，充分发挥BIM的协同性和可视化的特性。
BIM于改扩建项目中应用的落脚点，首先体现在模型拼接上，这是改扩建项目独有的特色，新旧路基拼接、桥梁拼宽等精确建模。其次，任何BIM模型都逃不过编码的标准，包括施工到运维的编码如何统一。因改扩建项目是既有道路已无法满足现有的交通需求，所以这种情况下还必须要达到保通，这意味着从施工到运维的高效率是必要条件。
基于项目的自身情况建立BIM应用平台，对质量、安全、进度、计量实现系统的管理，通过收集数据，再分析数据，让BIM的应用平台对项目管理起到实质性的辅助作用。
全员参与总咨询
作为总咨询方，进场后首先是将业主、各BIM参建方、施工单位、监理单位、制造单位等所有参与方，通过BIM平台建立组织架构及任务分工，整个过程中重点强调全员参与。建立组织后，下发指导意见，明确BIM的工作思路，制定工作总体目标。之后确认考核机制，进而确定整个示范的工作细节，形成完整的工作思路。
该项目经多方商讨，总结出“12345”的工作思路，即明确1个总体目标，设置2条主线，通过3个途径，进行4项探索，立足5个重点应用。
以采取压缩管理层级，提升管理效率的方式实现1个提质增效的总目标，设置精细化施工和辅助交通组织设计为2条主线，通过协同管理平台、智能化管控中心和全员参与3个途径，积极探索资产信息库、全过程信息追溯、钢结构智能制造和BIM人才培养4项工作，立足现场精细化管理、BIM+交组模拟、倾斜摄影工程算量、隧道监测监控平台和质量安全进度管控5个重点应用。
通过建立BIM组织平台管理全过程施工是一项新技术，不但要做成熟应用，还要做探索，比如，老路的路基是如何组成的。目前存在老路的图纸不清晰、不完整的问题，这涉及资产信息待解决的问题。
通过BIM平台化繁为简
技术突破—改扩建自动化建模技术
目前，整个项目中虽没有特大桥和特长隧道，但工程的复杂度依然很高。
第一，全程路线较长，涉及的路基和构造物种类繁多，加宽形式多变，建模难度大。
全线建立满足管理平台需求的精细化模型，构建可按WBS独立拆分，其属性准确完善。并且WBS的分解种类涵盖面广，包括普通型、路基型、桥梁型、涵洞型、隧道型等。
其中，要重点思考的是建模的难度。在建模之初，通过二次开发，做了自动化建模技术，尤其是自动拼宽技术。应对项目中的复杂多变，可以做任意搭配、任意拼宽，并保证精度。另外，对新旧路不同的改扩建方式，工程要求的精细度不同。常规程序下，需要调研每个施工单位和设计院，这项工作非常繁琐，所以需要把模型建到最小力度，再根据需求合并模型。
除了自动化建模，另一个更重要的问题是编码。BIM模型做好之后是否能够融入到业务模型中，与之相得益彰发挥自身价值，关键的问题在于编码。做编码时，必须考虑到在施工阶段需要的业务范围，是面向质检，还是质检和计量用同一套编码，又或者设计阶段面向工程构件的编码是否也需统一，以及后期的运维问题。
提高效率—倾斜摄影辅助计量
倾斜摄影辅助的方式已常态化，基本采用旋翼无人机搭载倾斜摄影五镜头相机，多角度采集现场、多方位影响数据，完成三维实景建模，通过构建地形曲面以及基于精细格网的土石方填挖精确算量方法，实现土石方量的辅助计量。
以京沪高速项目为例，通过Delaunay三角剖分法构建地形曲面，并基于精细格网的土石方填挖精确计量法，实现辅助算量。首先，在不同时间节点，利用倾斜摄影进行建模， 再根据不同时间节点的模型对开发量进行比较，以达到精确统计开发量的效果。其次，根据设计结果，对开挖完毕的高边坡工点应用倾斜摄影模型对比设计模型分析，判断其平整度以及是否存在超挖欠挖现象，从而对开挖施工做出评价。
施工组织模拟
在此次改扩建项目中，提出了一种新方法——“干涉融合”，即在实际工作中把交通组织和施工组织视为相辅相成的角色。
通过干涉融合的解决方案，一端是施工阶段BIM模型，通过交通仿真分析，发掘瓶颈，之后再反向优化模型做融合分析。这其中的关键点是，通常情况下用PTV Vissim做交通物流仿真，包括BIM模型路线、路面信息、车流信息。干涉融合法是把模型和交通流实时交付，且合并成果，即包含车流信息的BIM模型放进LumenRT，再可视化，达到通过二次开发完成底层技术链接的工作。
在总体施工交通组织方案的论证阶段、主线五阶段导改验证阶段、枢纽互通导改优化阶段和工点施工导改优化阶段，总结出的具体工作内容和评价的标准如下：
总体施工交通组织方案论证：
1.路网分流方案分析
2.限速、限行方案仿真分析
3.转序开口设计方案仿真验证
主线五阶段导改验证：
1.老路双向四车道通行
2.限速限行后老路双向四车道通行
3.限速限行后左幅双向四车道通行
4.限速限行后右幅双向四车道通行
5.建成后双向八车道通行
枢纽互通交通导改优化：
1.互通施工交通组织方案分析
2.互通施工交通组织仿真模拟
3.施工绕行地方路网交通影响仿真模拟
4.互通施工交通组织方案优化
工点施工导改优化：
1.双向三车道转换方案仿真分析
2.互通主线导改交织匝道汇入仿真模拟
3.主线跨线桥施工区交通组织方案仿真分析
本次京沪高速的改扩建项目首次实现BIM模型与VISSIM数据的互通，此数据的互通可评价车流的常规时段和高峰时段是否可满足设计要求，通过分析匝道与主路交汇处各指标均在可接受范围，可满足二级服务的水平。导入节假日高峰的车流进行分析和评价，结果显示同样可以满足二级的公路水平。（如表）
统一平台 多种终端
“不求标新立异，但求实用”的总利益目标是改扩建过程中BIM始终秉持的工作原则，应结合改扩建工程的特色，充分发挥BIM优势，做出具有针对性的解决方案。
该项目的整个BIM平台有三个终端：网页端（Web），包括数据处理、数据协同、文件流转、智慧工地。PC端，包括BIM模型加载和可视化管控。手机移动端，包括项目OA、项目统计分析查看、移动办公。应用的状况是，现场情况全部在手机端解决。同时，在项目部建立了相应的智能管控中心，基础配置是人、机、料，项目的进度、质量、安全，以及项目的实时动态均建立相应的管控。
BIM协同平台是以BIM模型为基础，项目信息集中共享，各单位各部门协同管理的信息应用平台。通过网络实时推送数据信息，供相关人员作出相应处理和决策。在施工阶段通过WBS统一编码打通进度、计量、质量质检，最终把所有信息汇总到BIM模型当中。
在面对质量安全隐患管理问题时，采用落地式管理手段，即从发现隐患问题，到实施整改，再到后期验收三个环节的闭环化管理，可缩短问题解决的时间。并且问题及处理情况可自动关联BIM模型，实现基于项目的查询、汇总与分析。不仅如此，在后台通过几年的积累可做详细的统计分析，对所有安全和质量问题详细分类，每一类都有轻重缓急，通过用“数”说话，切实起到辅助决策的作用。
工序报验模式主要是基于检验批分部分项，针对分项工程下挂的标准工序提供便携式工序验收签认流程。通过上传时间、班组、现场照片、质量检验检测结果等记录，形成监理人员现场工序电子化验收。
班组的组织和教育管理在项目实施的整个过程中扮演非常重要的角色。不论是品质工程管理，或是整个项目的质量管理、安全管理，最小的管控单位是班组，只要班组的组织和教育做到位，人力资源的准则控制好，工人的基本素质和安全意识、质量意识提高之后，项目的整体管理就会井然有序有质量。
除此之外，设备管理通过手机端施工现场发起进场，监理现场审批，网页端自动生成设备台账。首先是材料管理，是在系统上传物资材料质量管控材料，监理通过手机将外场复检上传，试验检测中心将检测资料汇总，实现对重要物料的溯源管理。其次，实时关注计划进度，在线编制标段内施工计划，再根据工序报验信息自动获取进度信息，通过计划与进度对比判断项目工期的进展。第三，注意产值进度，实施在线维护标段清单，在线编制产值计划，在线编制产值周报，以及实际产值和计划产值的情况比较，开累产值的趋势和分析。由此形成项目管控的标准。
另外，图纸管理不是一项复杂的功能，但非常实用，尤其是在APP上使用非常方便查看，使用的频次也非常高。结合业主在改扩建过程中发现的实际问题，通过现有的BIM平台，把新旧路段、新旧资产建立统一台账，进行简单的现代化资产管理。包括参建单位信息、路面结构信息、施工过程管理信息、计量支付信息等施工过程中的信息存档。同时，也尝试把项目管理系统与计量系统相互打通、统一编码。
现在做BIM，更多的思考是其自身的价值，产生的价值和投入的比重又是否能平衡。未来，投入小，成本低，产生更多、更稳定的价值将成为BIM的主流发展趋势。
本文刊载 /《桥梁 · BIM视界》杂志 第3期 总第14期
作者 / 林述涛 周磊生
作者单位 / 中路高科交通监测检验认证有限公司
山东高速集团
