基于BIM技术的土木工程施工过程协同管理探究

摘  要：本论文深入探讨基于BIM技术的土木工程施工过程协同管理。详细分析BIM技术在提升施工各参与方协同效率、优化施工流程等方面的作用机制，研究其应用现状与面临的挑战，并提出切实可行的应对策略，旨在为土木工程行业借助BIM技术实现高效协同管理提供全面且深入的理论与实践指引。

关键词：BIM 技术；土木工程；施工过程；协同管理

引言

在土木工程领域，施工过程涉及多专业、多参与方协同作业，传统管理模式在信息流通、协同配合上存在诸多弊端，制约着工程进度、质量与成本控制。建筑信息模型（BIM）技术凭借其强大的信息集成与可视化能力，为土木工程施工过程的协同管理带来了新契机。通过构建包含工程全生命周期信息的三维模型，BIM技术能有效改善各参与方沟通协作，提升施工管理整体效能，对推动土木工程行业发展具有重要意义[1]。

一、技术核心功能剖析

（一）多维信息集成

BIM模型不仅呈现建筑的三维几何形态，更集成了如材料属性、成本预算、施工进度等多维度信息。以一座桥梁工程为例，BIM模型可详细记录桥梁各构件的材料类型、强度等级、采购价格，以及其在施工进度计划中的具体安装时间节点等，形成一个全方位的信息数据库，为各参与方提供详尽且准确的数据支持。

（二）可视化模拟

借助BIM 技术，能够对施工过程进行可视化模拟。比如在大型建筑项目施工前，通过模拟不同施工方案下的施工顺序、资源调配情况，施工团队可直观预见到可能出现的问题，如施工空间冲突、资源闲置或过度集中等，从而提前优化方案，避免实际施工中的风险[2]。

二、技术在土木工程施工协同管理中的优势

（一）增进沟通协作

传统模式下，各参与方沟通依赖二维图纸与文字说明，信息传递易出现偏差与误解。BIM技术的可视化特性，使各方能基于直观的三维模型进行交流，无论是设计意图的阐释，还是施工问题的讨论，都变得更加清晰高效。例如在复杂建筑节点的施工交底中，施工人员通过 BIM 模型能准确理解设计思路，减少沟通成本与施工错误。

（二）优化进度管理

将BIM 模型与施工进度计划相结合，形成4D进度模型，可实时跟踪工程进度。通过对比实际进度与计划进度，能及时发现偏差并分析原因。如某高层建筑施工中，因混凝土浇筑环节延误，通过4D模型可快速定位问题，并借助模型模拟调整后续工序，优化资源分配，确保工程按时竣工[3]。

三、技术在土木工程施工过程协同管理中的应用现状

（一）国外应用情况

在欧美等发达国家，BIM技术在土木工程领域应用广泛且成熟。多数大型建筑企业与政府项目强制要求应用BIM技术，从项目规划、设计到施工、运营维护，形成了完整的 BIM 应用链条。例如美国的一些大型基础设施项目，通过BIM技术实现了全生命周期的高效管理，有效降低了工程成本，缩短了工期。同时，相关的行业标准与规范完善，为BIM技术的推广应用提供了有力保障。

（二）国内应用情况

近年来，国内BIM技术应用逐渐增多，尤其是在大型地标建筑、轨道交通等重点项目中发挥了重要作用。然而，整体应用水平仍有待提高。部分企业对BIM技术认知不足，应用积极性不高；BIM技术人才短缺，无法满足市场需求；且缺乏统一、完善的技术标准与规范，导致不同软件、不同项目间的数据交互困难，限制了BIM技术的广泛应用与深度发展。

四、技术在土木工程施工过程协同管理中面临的挑战

（一）技术难题

随着BIM模型信息的高度集成，数据安全与隐私保护问题凸显。包含大量工程敏感信息的BIM模型，在网络传输与存储过程中面临数据泄露风险，如设计图纸、成本预算等信息一旦泄露，可能给企业带来重大损失。

虽然BIM 技术具有诸多优势，但在与物联网、大数据、人工智能等新兴技术融合方面尚显滞后。未能充分利用这些技术进一步提升施工过程的智能化、自动化水平，如通过物联网实现施工设备与BIM模型的实时数据交互，利用大数据分析优化施工决策等方面还有很大发展空间[4]。

（二）管理困境

传统土木工程管理体制下，各参与方职责明确但相对独立，缺乏协同管理机制。引入BIM技术需要打破原有管理架构，建立以BIM为核心的协同管理模式，这一过程中，各参与方可能因担心利益受损、工作方式改变等原因产生抵触情绪，阻碍 BIM 技术的推广应用。

目前，基于BIM技术的土木工程协同管理缺乏统一标准。在信息共享、工作流程、质量验收等方面，不同企业、不同项目做法各异，导致各参与方在协同过程中难以有效配合，降低了协同管理效率与效果。需求，导致企业在应用BIM技术时面临人才短缺困境。

五、技术在土木工程施工过程协同管理中挑战的策略

（一）技术创新策略

企业与科研机构应加强合作，研发先进的数据加密、访问控制等技术，确保BIM模型数据在传输与存储过程中的安全性。例如采用区块链技术实现数据的分布式存储与加密传输，保障数据的完整性与不可篡改性，有效保护企业与项目的隐私信息。

积极探索BIM技术与物联网、大数据、人工智能等新兴技术的融合路径。通过物联网技术实现施工现场设备、材料的实时监控与数据采集，并与BIM模型实时交互；利用大数据分析技术对施工过程中的海量数据进行挖掘，为施工决策提供科学依据；借助人工智能算法优化施工进度计划与资源分配，提升施工智能化水平。

（二）管理变革策略

建筑企业与项目管理者应充分认识到BIM技术对行业变革的推动作用，积极转变管理理念，建立以BIM为核心的协同管理架构。明确各参与方在协同管理中的职责与权限，打破部门壁垒，加强沟通协作，通过建立激励机制等方式，提高各参与方应用BIM技术的积极性与主动性。

行业协会与政府相关部门应尽快制定统一的基于BIM技术的土木工程协同管理标准。规范信息共享格式、协同工作流程、质量验收标准等内容，确保各参与方在协同管理过程中有章可循，提高协同管理的规范性与效率[5]。

六、结论

BIM技术为土木工程施工过程协同管理带来了创新变革的机遇，其在增进沟通协作、优化进度与质量管理、控制成本等方面展现出显著优势。尽管目前面临技术、管理、人才与成本等多方面挑战，但通过采取针对性的创新策略、管理变革策略以及人才培养与成本控制策略，能够逐步克服这些障碍，推动BIM技术在土木工程施工协同管理中的广泛应用与深度发展。随着技术的不断进步与行业的持续探索，BIM技术将在土木工程领域发挥更为关键的作用，助力行业实现数字化、智能化转型，提升整体竞争力。

参考文献：

[1]何关培.BIM总论[M].中国建筑工业出版社，2021.

[2]张建平，余芳强，王静，等。基于BIM的工程建设项目4D进度管理系统[J].土木工程学报，2022，42（1）：122-127.

[3]吴贤国，陈立波，潘和平，等。基于BIM的施工质量实时监控与管理系统研究[J].土木工程学报，2021，47（11）：124-131.

[4]李慧民，张静晓，侯晓萌。基于BIM的建设项目成本控制研究[J].工程管理学报，2023，28（1）：76-80.

[5]赵彬，张智慧。基于BIM的工程项目多参与方协同管理模式与机制研究[J].工程管理学报，2022，26（1）：37-41.