BIM 在市政工程施工中的应用技巧

引言

随着城市化进程的不断推进，市政工程建设规模日益扩大，工程复杂度持续提升，传统的设计和施工管理模式已难以满足现代市政工程的建设需求。建筑信息模型技术作为数字化建造的核心技术，为市政工程行业带来了新的发展机遇。BIM 技术以其三维可视化、信息集成化、协同标准化的特点，在市政工程的全生命周期管理中发挥着越来越重要的作用。市政工程涉及道路、桥梁、给排水、燃气、电力等多个专业领域，各专业间的协调配合直接影响工程质量和进度。传统的二维设计图纸往往存在信息传递不准确、专业间沟通困难等问题，导致施工过程中频繁出现设计变更和返工现象。BIM 技术通过建立统一的三维信息模型平台，实现了设计、施工、运维各阶段信息的无缝传递，为解决市政工程建设中的关键问题提供了有效途径。国内外市政工程的 BIM 应用正处在飞速发展阶段，各级政府部门相继出台相关政策，促进BIM 技术在基础设施建设里的应用，因为市政工程存在特殊性和复杂性，BIM 技术在实际应用的过程中依旧面临诸多挑战，如何结合市政工程的特点去制定科学合理的 BIM 应用策略，成为目前行业关注的瞩目点。

1.BIM 技术在市政工程设计阶段的集成化应用

市政工程设计阶段是整个项目建设的基础，BIM 技术在此阶段的应用主要体现在多专业协同设计、设计方案优化和工程量精确计算等方面，如图 1 所示。通过建立统一的 BIM 设计平台，各专业设计人员能够在同一个三维环境中进行协同工作，实时共享设计信息，有效避免了传统设计模式下信息孤岛问题。由于 BIM 模型的参数化特性，设计变更可自动传播到相关专业，实现各专业设计的一致性与精确性，借助BIM 模型的碰撞检测效能，能在设计阶段提前发现管线冲突、空间干涉等现象，经由优化设计方案规避施工阶段的返工损失。

图1 BIM 技术应用领域示意图

在工程量计算方面，BIM 模型自动生成的工程量清单具有高度的准确性和实时性，设计变更时工程量能够自动更新，为工程造价控制提供了可靠依据。BIM 技术还可以实施多方案比较分析，借助建立不同的设计方案模型，从技术、经济、环境等多个范畴开展综合考量，为选定最佳方案提供科学凭证。设计成果的三维可视化展示也极大提升了与建设单位、审查机构的沟通效率，减少了因理解偏差导致的设计调整。

2.BIM 技术在施工过程中的精细化管理策略

2.1 施工现场的可视化管理与质量控制

BIM 技术在施工现场管理中的应用重点在于实现施工过程的可视化监控和质量标准化控制。通过将 BIM 模型与施工现场实际情况进行对比，管理人员能够直观地识别施工偏差，及时采取纠正措施。施工人员可利用移动终端查看三维施工指导，精准掌握施工要求与技术标准，大幅增进施工质量与效率。BIM 模型中集成的材料信息、施工工艺要求等数据为现场质量检查提供了标准化依据，检查人员能够快速定位质量控制点，确保施工质量符合设计要求，具体模型设计案例如下图2 所示。

图2市政工程BIM 管线综合设计模型

基于 BIM 模型的虚拟施工技术使得复杂节点的施工方案制定更加科学合理，通过三维动画演示，施工人员能够提前熟悉施工流程，降低施工风险。借助 BIM 模型的空间定位功能，质量问题的记录与追溯变得更为便捷，每个质量问题都能精准关联到模型里的具体位置，生成完整的质量相关档案。

2.2 进度计划与资源配置的协同优化

BIM 技术与项目进度管理的结合形成了四维施工模拟技术，通过在三维模型基础上增加时间维度，实现施工过程的动态展示和进度分析，如下图 3 所示。这种可视化的进度管理方式使得项目各参与方能够直观了解施工计划，提前识别进度风险和资源冲突。基于 BIM 模型开展的进度计划制定更精准，每个构件的施工时间、先后关系都可精准敲定，为科学合理的施工组织起到支撑作用。

图3 基于BIM 的结构分析与优化模型

资源配置优化是 BIM 技术在施工管理中的另一重要应用。通过 BIM 模型自动提取的材料清单和设备需求，结合施工进度计划，能够精确计算各时间节点的资源需求量，为材料采购、设备调配提供决策依据。劳动力配置还能借助 BIM 模型对工作量分布状况进行分析，恰当安排各专业工种的进场时间和人员数目。这种基于数据驱动的资源配置方式有效避免了资源浪费和窝工现象，提升了施工效率和经济效益。

3.BIM 技术在运维管理中的数字化转型应用

3.1 设施信息的数字化档案建立

市政基础设施的运维管理需要大量的设施信息支撑，包括设备参数、安装位置、维护记录等。BIM 技术为建立完整准确的设施数字化档案提供了技术基础，设计和施工阶段积累的 BIM 模型数据经过整理和补充，形成了包含几何信息和属性信息的完整设施档案。这些数字化档案不仅包含设施的物理特征，还集成了供应商信息、质保期限、维护周期等管理属性，为运维管理提供了全面的数据支撑。数字化档案的设立极大增强了设施信息查询及更新的效率，运维人员借助三维模型可迅速定位目标设施，查看细致的技术参数跟维护历史，要是设施产生故障或要维护时，相关信息可立刻进行调取，为迅速响应和科学决策提供支撑，设施的空间关系在 BIM 模型里被精准表达，为管线检修、设备更换等作业提供了空间分析支持，避免了误挖误碰等安全事故的发生。

3.2 预防性维护策略的智能化实施

基于 BIM 模型的预防性维护管理将设施的全生命周期信息进行整合，通过分析设施的使用状况、环境条件、历史故障等数据，制定科学合理的维护计划。BIM 模型中集成的设施属性信息为维护策略制定提供了基础数据，包括设计寿命、维护周期、故障模式等关键参数。凭借建立设施劣化模型，可预判设施性能的变动走向，预先安排维护工作，防止突发故障干扰城市的运行秩序，智能化维护管理系统借助与 BIM 模型集成，达成了维护任务的自动生成跟派发，系统参照设施的维护计划和实际情形，自动给出维修工单，并借助移动应用传送给相关维护工作人员。维护作业的执行情况能够实时反馈到系统中，更新设施的维护记录和状态信息。这种闭环的维护管理模式确保了维护计划的有效执行，提升了设施的可靠性和使用寿命，具体策略图如图4 所示。

图4 基于BIM 模型的预防性维护策略智能化实施流程图

3.3 应急响应与城市安全管理的协同机制

市政基础设施的安全运行直接关系到城市的正常运转和居民的生活质量，BIM技术为建立高效的应急响应机制提供了技术支撑。通过 BIM 模型建立的设施空间关系网络，能够快速分析故障或事故的影响范围，为应急决策提供科学依据。当某个设施发生故障时，系统能够自动识别受影响的区域和用户，启动相应的应急预案，最大限度减少故障影响。应急响应的可视化展示是 BIM 技术在城市安全管理中的重要应用。依靠三维场景展现，应急指挥人员可直观掌握现场状况与资源分布，规划最合理的应急处置方案，应急资源调配同样可以运用 BIM 模型开展空间分析，选取最佳的救援线路及集结地点，应急演练的虚拟仿真得到 BIM 模型的支持，通过模拟不同的事故场景，检验应急预案的可行性和有效性，提升应急响应能力和处置水平。

结束语

BIM 技术在市政工程施工的应用已从概念探索迈向实践深化，在设计、施工、运维阶段价值凸显，正重塑工程建设与管理模式。设计阶段集成化应用实现多专业协同与优化，施工中精细化管理提升效率、控制质量，运维时数字化转型建立智能管理体系。但推广面临标准规范、人才、成本等方面的阻碍，未来需完备标准、培育人才、探求商业模式，伴随新兴技术相互融合，其应用将朝着更广泛深入迈进，为智慧城市建设与基础设施现代化给予技术支撑。

参考文献

[1] 胡瑛 , 施继余 .BIM 技术下的预制装配式混凝土结构设计方法讨论 [J]. 建筑技术开发 ,2020,47(3):21–22.

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[3] 张顺鑫 , 邓军 , 卢运新 , 等 .BIM 技术在曲屋面施工中的应用 [J]. 建筑技术开发 ,2025,52(3):102–104.