BIM 技术在市政工程施工管理中的应用研究

引言

市政工程作为城市运行的重要支撑，2023 年我国在市政基础设施领域的投资规模超过 3.5 万亿元，投资项目广泛分布于多领域。相关文件着重强调“推广 BIM 技术在市政工程施工全过程的应用，推动施工管理向数字化方向发展”。因此，进一步探究 BIM技术在市政工程施工管理中的应用策略，对于提升工程建设质量、合理控制工期成本、保障施工安全具有积极的现实意义。

1 BIM 技术在市政工程施工管理中的核心优势

1.1 三维可视化

在市政工程建设领域，地下管网与地面设施的空间关系错综复杂，传统二维图纸在信息表达方面存在一定局限性。BIM 技术通过构建高精度三维模型，有效改善了这一状况，为工程施工管理提供了更直观的可视化手段。例如，在道路工程前期规划阶段，借助BIM模型能够较为清晰地呈现地下一定深度处不同类型管线的空间分布情况，有助于相关人员在施工前发现潜在的管线交叉问题；在桥梁工程施工过程中，BIM 模型对关键部位的三维展示，在一定程度上提升了施工人员对复杂节点的理解程度，也使得技术交底工作效率得到相应提高。

1.2 多专业协同

市政工程涵盖土建、机电、绿化、交通等十余个专业领域，传统协同工作模式多采用“各专业独立出图后人工汇总核对”的方式，在数据衔接方面存在一定局限性。而BIM 技术借助协同平台，能够促进多专业数据的及时互通。例如，当土建专业对道路路基标高在模型中进行调整后，机电专业可据此适时优化地下管网的埋设深度；绿化专业明确行道树种植位置后，也可通过模型对地下电缆分布情况进行初步核查。从部分市政道路项目的应用反馈来看，这种协同模式有助于提升专业间的协作效率，在减少工序冲突引发的返工现象方面，也展现出一定的积极作用。

1.3 全周期数据整合

BIM 模型所承载的信息不仅涵盖几何层面的要素，还能够与材料性能参数、施工工艺标准（像路基碾压次数建议达到 6 次及以上）、质量检测记录（如管道压力试验相关数据）等非几何信息进行关联整合，从而构建起“模型 + 数据”的有机结合体。在实际施工进程中，借助该模型能够便捷地获取各构件的详细参数信息。以给水管施工为例，可据此查阅其安装时间、施工责任班组以及压力试验报告等内容，为质量追溯工作提供有效支撑；通过对模型中计划进度与实际进度的对比分析，有助于施工管理者及时发现偏差，并对资源配置做出相应调整。在部分综合管廊项目实践中，通过数据整合优化措施，施工成本偏差率得到了较为显著的改善，通常能够将原本约 8% 的偏差率控制在 3% 左右的水平。

2 BIM 技术在市政工程施工管理中的核心应用场景

2.1 施工准备阶段

施工准备阶段是市政工程质量与效率的基础，BIM 技术通过“图纸会审 + 方案模拟”，提前解决传统模式中易遗漏的问题。在图纸会审与管线碰撞检测方面，市政地下管网密集，传统人工会审对照多专业图纸（给水、排水、燃气、电力）时，碰撞识别率不足 60% ；而 BIM 技术借助 Navisworks 等软件进行 clashtest 分析，按规范设置碰撞间距（如给水管与电力管最小间距 0.2m 、燃气管与排水管最小间距 0.5m ），自动生成碰撞报告。例如某城市新区 5km 市政道路项目，通过BIM 模型检测出 186 处地下管线碰撞点，其中给水管与雨水管交叉冲突占比 42% 、燃气管与电力管近距离并行占比28% ，优化后取消 23 处不合理管线绕行，调整 56 处管线埋深，避免 180 万元施工返工成本，缩短工期 30 天；该技术实现毫米级检测精度（定位偏差 ≤2mm ），效率较人工提升 8 倍，碰撞识别率从 60% 提升至 98% 。在施工方案模拟与优化上，市政工程复杂工序（如桥梁挂篮施工、管廊顶管作业）依赖经验制定方案易存安全隐患或效率低下问题，BIM 结合 4D 模拟（三维模型 + 时间维度）直观呈现施工流程：桥梁挂篮施工时，在模型中模拟全过程，提前发现挂篮与桥墩干涉问题，将行走轨道间距从 1.2m 调整为1.5m ，规避倾覆风险；管廊顶管作业通过 BIM 模拟顶管机推进速度（ ⋅1.5m/ 天）、出土量（ 50m³, /天）与周边土体沉降关系，将沉降量控制在规范限值（ :≤30mm ）内，某项目应用后沉降量仅 15mm ，保障周边建筑物安全。

2.2 施工过程阶段

施工过程是质量、进度、安全、成本管控的关键，BIM 技术通过“实时数据采集+模型关联分析”，实现从“被动整改”到“主动防控”的转变。在进度管控方面，BIM4D 技术将Project 进度计划与三维模型绑定，以不同颜色标注工序状态实现可视化，当实际进度与计划偏差超 5% 时自动预警，某项目应用后工期延误率从 10% 降至 3% ；质量管控上，通过“模型+物联网+移动端”，施工人员扫描构件二维码上传数据，问题在模型中标记预警，整改后更新状态，某综合管廊项目应用后质量问题整改率从 70% 提升至96% ，隐蔽工程追溯时间大幅缩短；安全管控结合 VR/AR 与物联网，VR 模拟危险场景提升工人安全意识，现场通过 RFID 定位标签实现安全预警，某项目应用后安全事故发生率下降 80% ；成本管控则通过“模型工程量+实时价格”实现动态核算，自动计算工程量、分析成本偏差，某市政道路项目应用后成本偏差率控制在 3% 以内，节约成本120 万元。

2.3 竣工交付阶段

市政工程竣工后需向运维单位交付完整档案，传统纸质档案易丢失、检索难，而BIM 技术通过实现“数字化交付+运维数据衔接”有效解决了这一问题。在数字化竣工档案方面，将施工过程中的变更、整改、检测数据更新至BIM 模型，形成包含所有构件参数（如给水管材质 PE、管径 DN300）、验收报告、维护周期（如阀门每 2 年检修 1次）的“竣工 BIM 模型”，使运维人员可快速检索信息，档案检索时间从 1 小时/份大幅缩短至5 分钟/份。在运维数据衔接上，于竣工模型中预留运维接口，把施工阶段的质量数据（如路基压实度）、设备参数（如水泵型号）同步至智慧运维平台。例如某城市给水管网项目交付后，运维单位结合压力传感器数据，通过模型定位漏水点，维修时间从24 小时缩短至 4 小时，运维成本降低 60% 。

结束语

BIM 技术通过“可视化协同、动态化管控、全周期追溯”，有效解决了市政工程施工管理中的痛点。未来，随着 BIM 与 AI、数字孪生、5G 技术的融合，市政工程施工管理将迈向更高阶的智能化：AI 辅助决策，通过AI 算法分析 BIM 模型中的进度、质量数据，自动生成最优施工方案（如路基碾压参数优化）；数字孪生应用，构建“实体管廊-虚拟模型”实时映射系统，动态监测管廊内温度、压力，预判设备故障； 5G+BIM 协同，利用 5G 技术实现现场数据（如无人机航拍、传感器数据）与 BIM 模型的实时传输，提升协同效率。随着行业标准完善、人才储备增加、技术成本降低，BIM 技术将成为市政工程施工管理的主流工具，为打造“安全、高效、低碳”的市政基础设施提供有力支撑。

参考文献：

[1]付伟.BIM 技术在市政工程施工管理中的应用研究[J].新城建科技，2024，33（10）：160-162.

[2]王景娟.BIM 技术在市政工程信息化施工管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2024（5）：81-83.

[3]侯远明，李光磊.绿色施工模式下 BIM 技术在市政工程管理中的应用[J].建筑机械，2023（7）：31-35.