智能建造背景下土木工程施工管理模式创新研究

在当今科技日新月异的时代，智能建造作为土木工程领域的新兴发展方向，正引发着行业的深刻变革。智能建造融合了物联网、大数据、人工智能、建筑信息模型（BIM）等先进技术，打破了传统土木工程施工管理的局限性，为提升工程建设的效率、质量与安全水平带来了新的契机。随着城市化进程的加速和基础设施建设需求的不断增长，传统施工管理模式在面对复杂多变的工程环境和日益严苛的质量安全要求时，逐渐暴露出诸多问题，如信息沟通不畅、资源调配不合理、决策缺乏科学性等。

1 智能建造技术在土木工程中的应用现状

目前，智能建造技术在土木工程领域已得到了广泛的应用。在设计阶段，BIM 技术实现了多专业的协同设计，能够提前发现设计冲突和问题，优化设计方案；施工阶段，自动化施工设备、智能监测系统和物联网技术的应用，实现了施工现场的实时监控、资源精准调配和施工过程的智能化管理；运维阶段，通过传感器和大数据分析，能够实时掌握建筑结构的健康状况，实现设施的智能化维护和管理。许多大型工程项目都积极采用智能建造技术，如一些超高层建筑、大型桥梁和轨道交通项目等，取得了显著的经济效益和社会效益。然而，智能建造技术的应用在不同地区和企业之间仍存在不平衡的情况，部分中小企业在技术应用和管理创新方面还面临诸多困难。

2 传统土木工程施工管理模式分析

2.1 传统施工管理模式的流程和方法。传统土木工程施工管理模式通常包括项目规划、施工组织设计、施工过程管理、质量控制、安全管理和竣工验收等环节。在项目规划阶段，主要依据经验和初步的市场调研确定项目的目标和可行性；施工组织设计则侧重于施工方案的制定、人员和设备的调配；施工过程管理主要依靠人工巡查和报表记录来掌握施工进度、质量和安全情况；质量控制主要通过抽样检查和试验检测来保证工程质量；安全管理主要依赖安全制度和现场警示标识来预防事故；竣工验收则依据相关标准和规范对工程进行全面检查。这种管理模式在信息传递上主要依靠纸质文件和口头沟通，管理决策多基于管理者的经验判断。

2.2 传统施工管理模式存在的问题。信息沟通不畅：各参与方之间信息传递存在延迟和失真，导致施工过程中协调困难，容易出现设计变更与施工脱节等问题。管理效率低下：人工记录和统计数据耗费大量时间和人力，且准确性难以保证，对施工进度和质量的实时监控能力不足。资源调配不合理：缺乏科学的数据支持，难以实现资源的精准配置，易造成资源浪费和闲置，增加工程成本。

3 智能建造背景下施工管理模式的创新策略

3.1 数字化管理。建立 BIM 模型：在项目前期，创建涵盖建筑全生命周期信息的 BIM 模型，实现工程信息的三维可视化表达。通过 BIM 模型，各参与方可以直观地了解工程的结构、布局和施工流程，提前发现设计和施工中的问题，进行协同优化。例如，在某大型商业综合体项目中，利用 BIM 模型对复杂的建筑结构和机电管线进行碰撞检查，提前解决了 200 多处设计冲突，有效减少了施工过程中的返工和变更。搭建项目管理信息化平台：以 BIM 模型为核心，集成物联网、大数据等技术，搭建项目管理信息化平台。通过该平台，实现对施工现场人员、设备、材料、进度、质量、安全等信息的实时采集、传输和分析，为项目管理提供全面、准确的数据支持。施工人员可以通过移动端设备随时上传和查询施工信息，管理者可以在平台上实时监控项目进展，及时做出决策。

3.2 智能化决策。引入人工智能和机器学习技术：利用人工智能和机器学习算法对施工过程中产生的大量数据进行分析和挖掘，预测施工进度、质量和安全风险，为决策提供科学依据。例如，通过对历史工程数据和实时施工数据的分析，建立施工进度预测模型，提前预测可能出现的工期延误情况，并制定相应的应对措施；利用机器学习算法对质量检测数据进行分析，自动识别质量缺陷，及时发出预警。实现智能监控和预警：在施工现场部署各类传感器和智能监控设备，如摄像头、温湿度传感器、应力应变传感器等，对施工环境、结构安全和设备运行状态进行实时监测。当监测数据超过预设阈值时，系统自动发出预警信息，提醒管理人员及时采取措施。

3.3 协同化作业。基于BIM 平台的多方协同：以BIM 模型为基础，建立设计、施工、监理等各方共同参与的协同工作平台。各方可以在平台上实时共享信息、协同工作，实现设计与施工的深度融合。例如，设计人员可以在平台上实时更新设计方案，施工人员可以根据最新的设计方案进行施工模拟和进度安排，监理人员可以在平台上对施工过程进行监督和审核，确保工程质量和进度符合要求。供应链协同管理：通过信息化平台实现与供应商、物流商等供应链各方的信息共享和协同管理，实时掌握材料供应情况和物流运输状态，确保材料按时、按质、按量供应到施工现场。

4 创新施工管理模式面临的挑战及应对措施

4.1 面临的挑战。技术标准和规范不完善：智能建造技术尚处于发展阶段，相关的技术标准和规范不够健全，导致在技术应用和项目实施过程中缺乏统一的指导和依据。数据安全和隐私问题：数字化管理模式下，大量的工程数据在网络中传输和存储，面临着数据泄露、篡改等安全风险，数据安全和隐私保护面临严峻挑战。专业人才短缺：智能建造涉及多学科领域的知识和技术，需要既懂土木工程又掌握信息技术的复合型人才。目前，这类专业人才相对匮乏，制约了智能建造技术的推广和应用。初始投资成本高：引入智能建造技术和搭建信息化管理平台需要投入大量的资金用于硬件设备购置、软件研发和系统维护，对于一些中小企业来说，初始投资成本过高，难以承受。

4.2 应对措施。完善技术标准和规范：政府部门和行业协会应加强合作，加快制定智能建造技术的相关标准和规范，明确技术要求、应用流程和质量验收标准，为智能建造技术的推广应用提供保障。加强数据安全和隐私保护：采用先进的加密技术、访问控制技术和安全审计技术，建立健全数据安全管理制度，确保工程数据的安全性和隐私性。同时，加强对员工的数据安全意识培训，防止人为因素导致的数据安全事故。培养专业人才：高校和职业院校应调整相关专业的课程设置，增加智能建造相关课程的比重，培养适应智能建造时代需求的复合型人才。企业应加强内部培训和人才引进，通过与高校、科研机构合作，开展技术研发和人才培养，提升企业的技术创新能力和人才储备。

5 结束语

智能建造技术的发展为土木工程施工管理模式的创新提供了强大的技术支撑，通过数字化管理、智能化决策和协同化作业等创新策略的实施，能够有效解决传统施工管理模式存在的问题，显著提升施工管理的效率、质量和安全性，降低工程成本。创新施工管理模式在实际项目中的应用取得了良好的效果，为土木工程行业的转型升级提供了成功的范例。然而，创新施工管理模式的推广和应用仍面临一些挑战，需要政府、企业、高校和科研机构等各方共同努力，完善技术标准和规范，加强数据安全保护，培养专业人才，降低投资成本，推动智能建造技术在土木工程领域的广泛应用和深度融合。

参考文献：

[1] 龙重 ， 焦阳 . 土木工程管理中的施工过程质量控制措施探究 [J]. 房地产世界 ，2024，（17）：83-85.

作者简介：白利云（1989.08- ），男，汉族，山西吕梁人，大学本科学历，现供职于陕西煤业化工建设（ 集团） 有限公司；研究方向：工程管理。