BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用策略

龍 慧

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550002)

BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用策略

龍 慧

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550002)

水利工程具有選型特殊、環(huán)境復(fù)雜以及設(shè)計(jì)專業(yè)廣的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)的存在也導(dǎo)致水利工程項(xiàng)目管理工作容易出現(xiàn)圖紙信息繁冗以及各項(xiàng)計(jì)算工作不精確的現(xiàn)象，而水利工程建模在水利工程項(xiàng)目管理中的運(yùn)用，能夠有效避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)。因此，對(duì)BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的運(yùn)用做出探索，對(duì)于水利工程項(xiàng)目管理水平的提升具有重要意義。本文在對(duì)水利工程中的BIM技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)做出論述的基礎(chǔ)上，對(duì)BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目不同階段中的具體運(yùn)用策略進(jìn)行了研究與探討。

水利工程；BIM技術(shù)；運(yùn)用要點(diǎn)

BIM技術(shù)是勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)繼“甩圖版”、三維設(shè)計(jì)之后又一次技術(shù)變革。這種可視化技術(shù)不僅能夠?yàn)樗こ淘O(shè)計(jì)提供良好的寫(xiě)作平臺(tái)，而且也能夠讓水利工程設(shè)計(jì)結(jié)果、施工結(jié)果得到直觀的呈現(xiàn)。也正是因?yàn)锽IM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目管理工作中體現(xiàn)出的明顯優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的運(yùn)用也得到了較高的關(guān)注與重視[1-3]。

1 BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的運(yùn)用要點(diǎn)

1.1 BIM技術(shù)的適用性

雖然BIM技術(shù)在水利工程管理中展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，但是BIM技術(shù)并非適用于所有的水利工程項(xiàng)目。而哪些水利工程項(xiàng)目能夠應(yīng)用BIM技術(shù)以及將BIM技術(shù)引用到何種程度，是水利工程管理工作者在工程決策階段就需要確定的內(nèi)容。在此過(guò)程中，水利工程管理工作者需要對(duì)水利工程項(xiàng)目中的各個(gè)因素做出判斷，比如，水利工程項(xiàng)目中的是否具有復(fù)雜的部件和構(gòu)建，項(xiàng)目是否具有較高的重要性，項(xiàng)目是否需要進(jìn)行高強(qiáng)度的后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)，項(xiàng)目管理者是否具有具備運(yùn)用BIM技術(shù)的能力，以及BIM技術(shù)是否能夠在水利工程項(xiàng)目中進(jìn)行重復(fù)利用。在對(duì)這些因素做出判斷的基礎(chǔ)上，水利工程項(xiàng)目可以對(duì)三種應(yīng)用方案做出選擇，即將BIM技術(shù)全面應(yīng)用到水利工程項(xiàng)目當(dāng)中，將BIM技術(shù)應(yīng)用到水利工程項(xiàng)目特定的分部分項(xiàng)工程當(dāng)中，將BIM技術(shù)應(yīng)用到水利工程施工中。選用第一種方案的水利工程項(xiàng)目需要具備三個(gè)特點(diǎn)，即水利工程項(xiàng)目具有較大的規(guī)模、包含較多復(fù)雜的供需，并且BIM技術(shù)能夠得到較高的重復(fù)利用。如果水利工程項(xiàng)目沒(méi)有具備這些條件，則需要對(duì)其他兩種方案做出合理選擇。當(dāng)然，無(wú)論是選擇何種BIM技術(shù)應(yīng)用方案，都需要以技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性作為基本前提。

1.2 BIM技術(shù)運(yùn)用中的軟件選擇

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用逐漸走向成熟，可以應(yīng)用到水利工程施工與管理中的BIM軟件也得到了快速的發(fā)展，而如何對(duì)十幾種甚至上百種BIM軟件進(jìn)行科學(xué)的分類與選擇，確保BIM軟件與水利工程施工及管理工作需求體現(xiàn)出契合性。在這項(xiàng)工作的開(kāi)展過(guò)程中，我國(guó)BIM技術(shù)領(lǐng)域的專家何關(guān)培提出了何氏分類法，這種分析法對(duì)全球范圍內(nèi)具有較大市場(chǎng)知名度與占有率的BIM軟件及其特點(diǎn)進(jìn)行歸納，并對(duì)BIM軟件所具有的相互關(guān)系做出了梳理。因此，在水利工程對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行利用以及對(duì)BIM軟件進(jìn)行選擇的過(guò)程中，有必要對(duì)何氏分類法做出了解和借鑒。從BIM軟件的種類來(lái)看，BIM軟件包括Recit系列、Tekla、Naviswork、Autodesk Ecotect Analysis、Autodesk Civil 3D、CATIA等。如果水利工程施工中的主體部分具有特殊的形態(tài)，并且水利工程項(xiàng)目資金投入較為充足，則可以選擇CATIA等BIM軟件。當(dāng)然，水利工程項(xiàng)目施工與管理中的BIM軟件選擇還需要對(duì)項(xiàng)目業(yè)主的要求做出充分的考慮，確保水利工程項(xiàng)目建設(shè)能夠與業(yè)主需求實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)接。

1.3 水利工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)平臺(tái)的搭建

在水利工程項(xiàng)目對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行利用的過(guò)程中，BIM技術(shù)平臺(tái)的構(gòu)建需要具備三個(gè)最為基本的條件，即數(shù)據(jù)采集與加工、對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作進(jìn)行充分支持，以及建模與模型展示。如果BIM技術(shù)平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程中欠缺這些必要的條件，則水利工程項(xiàng)目所具有的施工對(duì)象以及三維模型難以做出直觀的呈現(xiàn)，或者水利工程項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)工作者、施工工作者難以在水利工程設(shè)計(jì)、施工以及管理中實(shí)現(xiàn)有效地寫(xiě)作，又或者BIM平臺(tái)為水利工程設(shè)計(jì)、施工以及管理工作所提供的數(shù)據(jù)與實(shí)際的數(shù)據(jù)需求相脫離。

當(dāng)水利工程項(xiàng)目中的BIM技術(shù)平臺(tái)具備以上三個(gè)基本條件時(shí)，水利工程項(xiàng)目中的BIM技術(shù)平臺(tái)也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出三個(gè)基本的特征：首先，BIM技術(shù)平臺(tái)需要能夠?qū)崿F(xiàn)快速建模。如在Archi CAD等軟件的支持下，水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作者需要將設(shè)計(jì)參數(shù)引入BIM技術(shù)平臺(tái)，并在平臺(tái)中對(duì)工程模型進(jìn)行批量的構(gòu)建。其次，BIM技術(shù)平臺(tái)需要具備大數(shù)據(jù)處理功能與模型展示功能。對(duì)大量工程數(shù)據(jù)進(jìn)行有效且快速的收集、整理與分析，是BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也是BIM技術(shù)平臺(tái)提現(xiàn)自身價(jià)值的關(guān)鍵。在BIM技術(shù)平臺(tái)的構(gòu)建中，可以分離XD數(shù)據(jù)和工程模型，如水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)者、管理者可以利用各類工程數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的構(gòu)建，然后在根據(jù)操作需求，對(duì)XD數(shù)據(jù)進(jìn)行加載。最后，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，不僅要針對(duì)水利工程BIM平臺(tái)的建設(shè)聘請(qǐng)專門(mén)的技術(shù)人員，同時(shí)更要注重即懂得計(jì)算機(jī)技術(shù)又懂得水利工程施工相關(guān)知識(shí)的復(fù)合型人才的開(kāi)發(fā)。此外更需要在團(tuán)隊(duì)建設(shè)過(guò)程中建立有效的人力資源管理制度，以切實(shí)對(duì)相關(guān)人員的能力進(jìn)行開(kāi)發(fā)對(duì)其工作情況進(jìn)行監(jiān)督，充分確保團(tuán)隊(duì)合作高效化的實(shí)現(xiàn)，為水利工程項(xiàng)目BIM技術(shù)的平臺(tái)構(gòu)建工作提供充足的人力支持。

2 不同階段中的BIM技術(shù)具體運(yùn)用策略

2.1 BIM技術(shù)在項(xiàng)目決策階段的運(yùn)用

水利工程項(xiàng)目決策階段的主要工作內(nèi)容包括項(xiàng)目初步擬定、項(xiàng)目可行性分析等，在這些工作當(dāng)中，BIM技術(shù)都能夠發(fā)揮出重要的作用。從水利工程項(xiàng)目的初步擬定來(lái)看，業(yè)主需要對(duì)工程項(xiàng)目的功能定位、投入定位等作出初步確定，并引導(dǎo)項(xiàng)目部門(mén)、工程部門(mén)、設(shè)計(jì)部門(mén)、財(cái)務(wù)部門(mén)作出充分溝通。在此過(guò)程中，任何一個(gè)部門(mén)中的數(shù)據(jù)調(diào)整，都會(huì)影響其他部門(mén)工作的開(kāi)展，因此一個(gè)順暢的溝通平臺(tái)，是做好項(xiàng)目決策工作的關(guān)鍵。BIM技術(shù)在這一階段中的運(yùn)用，能夠讓工程信息處于共享狀態(tài)，這對(duì)于有效解決不同部門(mén)之間信息不一致的問(wèn)題、確保各個(gè)部門(mén)能夠最快掌握項(xiàng)目一手資料做出決策發(fā)揮著重要作用。在項(xiàng)目可行性分析工作中，需要對(duì)水利工程建設(shè)的規(guī)模、方案等詳細(xì)內(nèi)容予以明確，并對(duì)水利工程項(xiàng)目的所能夠取得的社會(huì)效益做出分析。但是，在此階段中，并沒(méi)有精確圖紙做出參考，這對(duì)預(yù)算、核算等工作帶來(lái)了較大的難度。BIM技術(shù)在這樣工作中的應(yīng)用，能夠通過(guò)渲染方式對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境、工程用料等做出更好的了解，從而推動(dòng)成本估算、收益判斷實(shí)現(xiàn)更好的精準(zhǔn)化。

2.2 BIM技術(shù)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用

水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)是水利工程項(xiàng)目中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，并對(duì)水利工程成本投入、工期控制、質(zhì)量管理等都產(chǎn)生著不容忽視的影響。傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)以CAD為主，在工程設(shè)計(jì)上，主要的參與者是設(shè)計(jì)與施工的專業(yè)技術(shù)人員，工程設(shè)計(jì)方案的主要形式是二維CAD的工程圖。BIM技術(shù)在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用，能夠?qū)λこ套龀隹焖俳?，從而讓業(yè)主對(duì)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)整體情況做出真實(shí)的了解，這對(duì)于水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理優(yōu)化以及準(zhǔn)確定位具有著重要意義。與此同時(shí)，在利用BIM技術(shù)構(gòu)建水利工程項(xiàng)目模型的基礎(chǔ)上，水利工程項(xiàng)目中的工程設(shè)計(jì)可以使用PKPM等軟件對(duì)項(xiàng)目成本做出相對(duì)準(zhǔn)確的估算，使得傳統(tǒng)計(jì)算模式中的人為錯(cuò)誤能夠最大化的避免，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段成本控制工作效果的有效提升。另外，在水利工程項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)溝通平臺(tái)不統(tǒng)一容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)師之間的溝通與交流不足，容易出現(xiàn)“錯(cuò)、漏、碰、缺”的問(wèn)題，這將為水利工程施工工作帶來(lái)較多的隱患。而B(niǎo)IM技術(shù)在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用，能夠通過(guò)發(fā)揮三維優(yōu)勢(shì)對(duì)規(guī)劃結(jié)果做出了解，并對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題作出及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與糾正，這對(duì)于消除規(guī)劃設(shè)計(jì)階段所出現(xiàn)的工程隱患發(fā)揮著重要作用。

2.3 BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的運(yùn)用

在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，需要以施工圖紙為依據(jù)完成施工目標(biāo)。因此，水利工程施工單位需要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)意圖等進(jìn)行充分了解，從而為水利工程項(xiàng)目提供良好的指導(dǎo)。BIM技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)主要體現(xiàn)在對(duì)施工的模擬以及對(duì)施工變更問(wèn)題的應(yīng)用方面。從施工模擬方面來(lái)看，施工模擬有利于對(duì)水利工程項(xiàng)目進(jìn)度做出更好控制，雖然2D圖紙技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是，這種技術(shù)也存在導(dǎo)致施工進(jìn)度安排與實(shí)際情況不符的風(fēng)險(xiǎn)。而在利用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，水利工程施工單位能夠?qū)κ┕ぶ懈鱾€(gè)施工階段進(jìn)行模擬，并可以使用三維模型對(duì)施工計(jì)劃做出直觀呈現(xiàn)，這對(duì)于施工單位對(duì)各類影響施工進(jìn)度的各類因素進(jìn)行更好的控制具有重要意義。從施工變更問(wèn)題的應(yīng)對(duì)來(lái)看，施工變更會(huì)制約施工進(jìn)度控制目標(biāo)、施工成本控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并且施工變更問(wèn)題是一種很難避免的現(xiàn)象，因此，對(duì)這種問(wèn)題作出合理的應(yīng)對(duì)，是提升施工管理質(zhì)量的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用，施工單位可以通過(guò)三維可視化模型對(duì)施工過(guò)程中的各類沖突進(jìn)行清晰的了解，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)措施、提前對(duì)施工圖紙進(jìn)行完善，從而最大程度的避免設(shè)計(jì)變更現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.4 BIM技術(shù)在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的運(yùn)用

當(dāng)水利工程項(xiàng)目進(jìn)入運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段之后，竣工圖紙是開(kāi)展工程維護(hù)的重要依據(jù)。因此，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作者需要充分了解竣工圖紙，而項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)單位則需要盡量避免人員流失等變動(dòng)而導(dǎo)致出現(xiàn)資金拖欠與索賠等情況。在運(yùn)用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，無(wú)論是水利工程項(xiàng)目中的竣工圖紙信息還是人員管理信息等，都可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢，這就為水利工程項(xiàng)目工程運(yùn)營(yíng)管理單位與運(yùn)營(yíng)管理工作人員提供了信息支撐，并能夠在此基礎(chǔ)上對(duì)水利工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)質(zhì)量、效率以及管理等做出了解，這不僅有利于推動(dòng)水利工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作實(shí)現(xiàn)精細(xì)化發(fā)展，而且也能夠在提升水利工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平的基礎(chǔ)上提升工程主體使用壽命。

3 結(jié) 論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中影響力的拓展，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用與模式構(gòu)建也已經(jīng)成為當(dāng)今水利工程項(xiàng)目施工的重要發(fā)展趨勢(shì)，是水利工程實(shí)現(xiàn)時(shí)代化創(chuàng)新的必然之舉。為此，我們需要在對(duì)BIM技術(shù)在水利工程施工中運(yùn)用要點(diǎn)進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，來(lái)探究其在水利工程中各階段的應(yīng)用之道，以借助BIM技術(shù)在水利工程施工中的有效運(yùn)用來(lái)促進(jìn)水利工程施工質(zhì)量、效率的整體提升。

[1] 王寧,陳嶸,楊新軍,等. 基于BIM技術(shù)的水利工程三維設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 人民長(zhǎng)江,2017(S1):156-159.

[2] 孫少楠, 張慧君. BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究[J]. 工程管理學(xué)報(bào), 2016, 30(2):103-108.

[3] 李敏. 基于BIM技術(shù)的可視化水利工程設(shè)計(jì)仿真[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督,2016(3):13-16.

龍 慧(1991-)，女，苗族，貴州貴陽(yáng)人，助理工程師，主要從事水利水電工程管理研究。E-mail:m15185757527@163.com。

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