1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
水利工程作为重大基础设施建设之一，是国家和社会可持续发展的命脉。近年来，沥青混凝土心墙作为水利工程中坝工建设的技术重点，不断发展并广泛应用，日益凸显其重要价值。沥青混凝土心墙具有良好的柔性，能够较好地适应坝体和坝基不均匀沉陷；心墙本身拥有一定的自愈能力，并且抗渗性能强、可塑性高、结构简单，施工效率较高[1]。该技术应用于坝工建设愈发得到重视，而且取得了极好的效果。在我国广东、重庆、新疆等地区，高温、地震高发区、高寒等环境，均有在建或建成的沥青混凝土心墙坝实例[2]。但是目前我国关于沥青混凝土心墙坝建设过程中的进度管控没有指定的统一标准去衡量，都是凭借着过去的施工经验摸索前行，因此存在许多不足之处。
不仅如此，心墙坝因其热施工等特殊性，施工干扰较大，致使进度管理易受到影响，管控困难。例如，心墙防渗体并不能够承受外部的荷载，必须依靠两侧坝体填筑料的支撑，因此要求心墙防渗体须与坝体同时施工，其结果直接影响坝体填筑进度，致使坝体填筑时间比较长；对于工程实施环节，如运输、挖装、碾压等，各个环节的进度对于整体施工进度存在直接影响，极大地影响进度管理计划推进情况[1]；沥青混凝土心墙建设所用材料有一定的严格要求，施工前应请有关检测单位进行原材料鉴定以及材料性能试验测试，符合国家标准才能进行施工作业。因此材料质量不仅直接影响大坝的整体质量，同时也影响工程各个方面。
相较于其他坝工建设，心墙坝工程对于技术与相应的设备则有更高的要求，如心墙专用摊铺机的使用，在每一次使用时，应对摊铺机进行检测和校正；在每次铺筑前，应根据心墙和过渡料的结构和施工要求，校正铺筑宽度、厚度等相关参数。专用机器操作的高要求也使得施工作业更加细致，因而工程进度管理要求更加严格。并且由于室外作业和技术要求等原因，极易受自然条件和外界环境的影响，水文气象条件和施工环境等因素一定程度上决定了施工工作的开展情况。
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1.2 国内外研究进展
1.2.1 沥青混凝土心墙坝与进度管理
沥青混凝土心墙作为土石坝的一种防渗结构，拥有良好的柔性，能够较好地适应不均匀沉陷。沥青混凝土心墙坝因良好的防渗性能、极强的适应变形能力、较强的耐久性以及墙体薄、骨料可就地取材、防渗结构简单，施工速度快等优点，现己成为极具发展潜力和实用性的坝型，在世界范围内得到迅速发展和应用[6]。
国外对于沥青混凝土心墙，在不断广泛应用的同时，技术也得到了极大的提升。1934 年德国建成 Amecker 坝，是世界首例将沥青以防渗面板的形式应用于水利建设。1949年修建的Valede Gaio坝将沥青作为附加防渗体用于坝体防渗[8]。1954 年德国建成的 Heme 坝将块石沥青混凝土作为心墙防渗体[9]。国外将沥青混凝土作为心墙材料广泛地运用于水利建设，该坝型在逐渐得到重视的同时，使用也愈加频繁，结构开始向简化发展，坝体规模也越来越大[10]。
对于沥青混凝土心墙坝进度方面的专项研究，国内外检索有关方面的文献甚少。但是对于水利工程进度管控和土石坝施工进度管理的研究，国内学者做出了大量的探索并进行了深入的研究。
关于水利工程进度管控的相关研究，天津大学的查京民，钟登华等学者早在1994 年针对水利工程施工进度控制这一问题开展了研究，提出应用计算机软件辅助施工进度控制系统这一方法[11]；之后钟登华教授又带领其团队展开了一系列深入研究[6][12]，在 2015 年对大岗山水电站高拱坝施工进度优化研究中，通过开发施工进度动态仿真分析系统，实现了进度的实时调整与资源等的优化配置[13]；2004 年，李英才应用经典 PERT 结合 MC 仿真方法分析了大型水利工程的进度控制[14]；汪安南，史安娜等人应用遗传算法进行水利工程的施工进度控制[15]，
展现出该方法一定的优越性；吴伟军，谈飞开展了基于混沌理论的水利工程建设项目进度控制研究，就多因素影响下的水利工程建设项目进度进行了定性分析[16]；王大伟和谈飞对水利工程项目的关键链进行了进度控制研究[17]。
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2 沥青混凝土心墙坝施工进度管理与 BIM
2.1 施工进度管理的理论与方法
工程项目进度管理涉及方方面面，但是始终围绕一个总进度平稳推进。 按照计划目标，对各部分按计划实施、检查比较、调整计划和控制实施，以保证实现总进度目标[14]。
进度管理过程中的三个重要环节：
（1）首要任务是制定进度计划，具体计划是核准项目实施状况的评判标准，经过对比，可以对项目进展的情况进行分析，作出评价。
（2）工程项目进度控制是将计划与工程实际进展情况相对比，发现偏差，
进而采取纠正偏差措施的过程。
（3）对于引起偏差的各种因素，采用不同举措来纠正偏差，经过分析，找出主要的影响因素，从而有针对性地采取措施，这样才能提高进度管控的效率。
2.1.1 进度管理的相关理论
（1）动态进度管理与弹性原理
弹性原理是指为应对在项目进程中出现的未知风险，难以估计其影响程度的状况下，在编制进度计划时就会留有余地，即进度计划具有弹性。在进行项目施工进度管理时，可以利用这些弹性，缩短工作时间，或者改变搭接关系，从而达到预期的计划目标[41]。而动态进度管理，则预先考虑到工程复杂多变的情况，施工进程中会出现大量随机变化和干扰因素，对进度管理实行动态管控，跟踪工程实施进度。动态进度管理与弹性原理结合，则要求在编制进度计划时应尽量充分考虑到各种未知因素对计划进度推进情况的影响，对于工作时间的安排上留有余地，保持进度计划的弹性，动态控制并调整进度管理全过程。
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2.2 进度管理理论与方法的实例应用
2.2.1 施工进度计划编制
采用类比估计法，参考类似工程项目的实际工期来估测本次研究项目的工期。参考以往工程实例预估施工计划进度，编制相应的施工组织设计。
施工中前期工作如组织设备及施工和管理人员入场，并利用现场现有施工设备与人员开始进行前期施工准备，人员及设备到场以后，立即投入到生产，同时进行施工道路的修筑，完成施工道路修建，为主体施工及混凝土生产系统、沥青混凝土生产系统建设创造良好的交通条件；完成风、水电系统建设，生产营地等修建完成以后，开始进行修建。该时间段耗时均为施工前期准备工作，不计入总工期，总工期为工程实施过程的时间。沥青混凝土生产系统根据心墙进度开始，利用 3 个月的时间完成系统建设。沥青混凝土实验在工程实施过程中期间进行。
前期参考地处新疆的类似工程情况，对比编制本工程进度计划。根据施工进度管理计划安排，工程计划总工期 1351 天，193 周。本次施工进度计划编排多采用穿插施工，相比顺序施工，能够节约资源和成本，使资源和成本发挥到最大利用。另一方面，穿插施工能够提高有效施工天数，极大程度上提高进度。
本次工期编排考虑到有效施工天数，即安排的开工完工时间段内的持续时间并非全都是有效施工时间，可能会因为一些条件或原因影响导致一些停滞，则按照施工进度管理方法中的弹性原理编制。同时参考《水电水利工程碾压式土石坝施工组织设计导则》碾压式土石坝采取一般防护措施的停工标准。大坝填筑施工要求充分考虑有效施工时间的影响，合理安排施工计划，优化资源配置，在每年的 12 月至次年的 2 月份，不安排填筑施工。
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3.1 风险管理............................. 24
3.1.1 风险管理体系................................ 24
3.1.2 风险管理的方法.................................. 25
4 基于 BIM 的进度动态管理研究 ..................................... 43
4.1 工程项目的风险—工期模型................................... 43
4.1.1 考虑风险作用的风险—工期模型................... 43
4.1.2 考虑风险持续性作用的风险—工期模型.......................... 43
5 BIM 在沥青混凝土心墙坝施工进度管理中的应用案例 ...................................... 52
5.1 工程项目情况.......................... 52
5.1.1 某心墙坝工程的概况信息.................................. 52
5.1.2 项目建设内容与要求............................. 52
5 BIM 在沥青混凝土心墙坝施工进度管理中的应用案例
5.1 工程项目情况
5.1.1 某心墙坝工程的概况信息
新疆某水利工程为Ⅲ等中型规模工程，水库正常蓄水位 1484.0m，相应库容2488.1 万 m3，死水位 1422.0m，死库容 107 万 m3，调节库容 1851.9 万 m3。工程主要由沥青混凝土心墙坝、导流兼深孔泄洪洞、表孔溢洪洞及灌溉放水洞组成，沥青心墙坝为 2 级建筑物；泄水建筑物（表孔溢洪洞、导流兼深孔泄洪洞）为 3级；灌溉放水洞为 3 级，其它永久性次要建筑物为 4 级；临时性建筑物为 5 级。挡水大坝采用沥青混凝土心墙坝，坝顶高程 1487.5m，最大坝高 111.0m，坝长224m。防渗体采用碾压式沥青混凝土心墙，心墙厚度为 0.5~1.0m，顶高程 1485.5m，底部与混凝土基座连接，心墙两侧设置宽过渡层。坝后坡下游设排水棱体。坝基处理包括基础开挖、固结灌浆、帷幕灌浆。
5.1.2 项目建设内容与要求
本项目主体工程包括：
1）大坝基础及岸坡处理，包括土方开挖、坝基淤泥质粘土和软粘土层振冲加固、坝基砂层振冲加固、下游排水减压井、坝肩松动岩石挖除、边坡支护、倒坡处理以及监理工程师指定的其它基础处理等项目的施工；
（2）大坝坝体填筑，包括坝基廊道、沥青混凝土心墙及其混凝土基座、沥青混凝土心墙上下游过渡料、坝壳料、上游坝坡混凝土板护坡、下游坝坡浆砌石网格干砌石护坡、上下游护坡垫层、坝内水平排水体、大坝下游排水棱体等项目的施工，以及坝顶防浪墙、坝顶路面及垫层、坝顶建筑装修及下游坝坡排水沟等项目的施工；大坝坝型为沥青混凝土心墙坝。
（3）本工程范围内永久道路的施工，包括：大坝左岸交通道路、右岸交通道路、坝后贴坡道路及大坝下游交通道路的开挖、回填、挡土墙、排水沟、路基与路面等的施工。配合照明系统、接地装置等预埋件的埋设并负责其施工期的维护工作。本工程范围内的安全监测、地震台站的土建工作和施工期监测设施保护、防护的工作。
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6.1 研究结论
本文主要围绕基于 BIM 的沥青混凝土心墙坝施工进度管理研究展开，首先对沥青混凝土心墙坝施工进度管理与 BIM 的相互关系和重要意义进行阐述，为后续研究提供必要的理论支撑；对 BIM 技术应用进行分析，说明了 BIM 技术应用于沥青混凝土心墙坝工程的优势；之后分析现阶段 BIM 在施工进度管理中存在的问题，比如没有考虑到在实际施工过程中可能会遇到的一些不确定因素的影响，为后续的研究指明方向；探究影响施工进度的风险因素，促进工程顺利平稳进行；研究基于 BIM 的进度动态管理，如 BIM 技术实现施工进度管理的方法和流程，进度管理 BIM 应用架构和基于 BIM 架构的动态调整分析；最后结合 BIM技术的进行实例应用，以实现智慧化的施工进度管理。
本文的主要研究结论和成果如下：
（1）阐述施工进度管理的理论和方法，根据以上理论与方法，以某工程为例，编制施工组织设计和进度计划安排，得到计划工期 1351 天；应用 PERT 法进行优化；总结沥青混凝土心墙坝施工进度管理与 BIM 的相互关系和重要意义；提出现阶段 BIM 在施工进度管理中存在的问题。
（2）对于影响进度的风险因素进行分析，采用时间—因素维度和网络分析法 ANP 对风险因素进行的分析，从而对于各个施工阶段风险情况有重点的把控；进而对风险源和具体风险进行风险权重计算，7 项风险源的计算确定其风险属性，21 项具体风险计算方法采用改良的灰度法计算，将风险源与具体风险综合考量计算，得到风险影响水平排序，技术风险 C>质量风险 F>资源风险 D>组织管理风险 G>经济风险 A>项目实施环境风险 B>安全风险 E；并对风险进行评级以及责任人划分，应对各项风险采取相应的措施；最后分析人作为任何工程建设施工的建设主体，是影响工程施工进度管控的主要因素。如何更好地管理人员调控，结合心理学原理如计划谬误理论等，经济学原理如啤酒原理、乘数效应等，以及管理学原理（SMART 原理）进行分析，对于人员管理采取更科学、更高效的举措，以此来提高并调动每个人员的工作积极性与参与度。在提升人员管理的过程中实现项目建设的高效能，达到“质优快速”的目标。
参考文献（略）