基于BIM的某大壩施工應(yīng)用方案研究

陳教科

摘要：基于大型土建工程的工程規(guī)模大、工程復(fù)雜、施工強(qiáng)度高、相互交叉作業(yè)、相互制約工期、施工干擾大，在施工方案中應(yīng)用BIM軟件，可以使工程技術(shù)人員得到很好的溝通和提高生產(chǎn)效率，通過(guò)參數(shù)模型整合各種信息，虛擬施工，碰撞檢查，減少返工，沖突的調(diào)用來(lái)提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本和縮短工期。

Abstract： Based on the large-scale civil engineering project， engineering complex， high construction intensity， cross operation， mutual restriction period， big construction disturbance， the application of BIM software in construction project， can make engineering and technical personnel get good communication and improve the production efficiency. Through parameter model to integrate all kinds of information， virtual construction， collision check， to reduce rework， conflict call can improve the production efficiency， save cost and shorten construction period.

關(guān)鍵詞：大壩；BIM；總工布置；三維方量

Key words： dam；BIM；general layout；3D volume

中圖分類(lèi)號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）17-0222-02

0 引言

大壩施工工藝復(fù)雜、工期時(shí)間長(zhǎng)、安全事故多發(fā)、工程管理難度大[1]。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的興起，為短時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量的工程提供了可能，BIM的應(yīng)用在國(guó)外施工企業(yè)中已經(jīng)得到成熟的應(yīng)用。大壩施工都在野外，場(chǎng)地布置方案尤為重要，它能夠?qū)?chǎng)地、裝轉(zhuǎn)廠、料場(chǎng)等布置方案進(jìn)行驗(yàn)證。

1 工程概況

某水庫(kù)開(kāi)發(fā)任務(wù)以城鄉(xiāng)供水為主，并為某市提供應(yīng)急備用水源，兼顧灌溉、發(fā)電等綜合利用。水庫(kù)樞紐工程由攔河大壩、右岸溢洪道和泄洪放空洞、左岸城鄉(xiāng)供水取水洞及供水電站、引水洞及生態(tài)發(fā)電廠房等建筑物組成，工程規(guī)模大、工程復(fù)雜、施工強(qiáng)度高，土石方開(kāi)挖1275萬(wàn)m3，土石方填筑505萬(wàn)m3，混凝土澆筑61.5萬(wàn)m3，土石方開(kāi)挖高峰月強(qiáng)度達(dá)30.75萬(wàn)m3，壩體填筑高峰月強(qiáng)度達(dá)23.83萬(wàn)m3；壩址地形陡峻，邊坡安全控制要求高大壩壩址呈“V”型峽谷，谷底寬約30～45m，大壩工程相互交叉作業(yè)、相互制約工期、施工干擾大，施工過(guò)程中需加強(qiáng)施工組織管理。

2 大壩工程BIM4D虛擬建造技術(shù)

水工專(zhuān)業(yè)利用BIM軟件進(jìn)行大壩及廠房三維體型建模，實(shí)現(xiàn)壩體參數(shù)化設(shè)計(jì)，協(xié)同多專(zhuān)業(yè)施工組織實(shí)現(xiàn)總體方案布置[2]。4D虛擬建造、通過(guò)Navisworks與Project的輔助，模擬施工進(jìn)度。并通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的比對(duì)直觀表現(xiàn)進(jìn)度偏差，制定相應(yīng)的進(jìn)度調(diào)整措施，為提高進(jìn)度管控能力提供保障。

3 施工立體布置和交通運(yùn)輸模擬技術(shù)

水庫(kù)樞紐工程施工場(chǎng)區(qū)面積大，不同工區(qū)之間高程落差大，且地處河道出山口，周邊環(huán)境復(fù)雜，需要根據(jù)不同的施工階段，對(duì)施工平面布置及物料交通運(yùn)輸?shù)缆纷鼍?xì)化施工管理?？赏瑫r(shí)使用三維BIM軟件結(jié)合GIS地理信息，規(guī)劃繪制不同階段的動(dòng)態(tài)施工立體布置和交通運(yùn)輸?shù)缆贰?/p>

以數(shù)字地面模型為參照，可快速實(shí)現(xiàn)渣場(chǎng)、料場(chǎng)三維設(shè)計(jì)，并準(zhǔn)確計(jì)算工程量，實(shí)現(xiàn)直觀表達(dá)及智能信息管理[3]。

4 基于BIM的三維方量計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)適用于煤炭、冶金、水泥、地質(zhì)勘探、土建、規(guī)劃設(shè)計(jì)、物流監(jiān)管等行業(yè)對(duì)任何形狀的煤堆、土方、砂石方、填方等的高度、長(zhǎng)度、體積進(jìn)行測(cè)量，以滿足用戶進(jìn)行方便快捷地測(cè)量堆體體積重量等應(yīng)用需求[4]。

數(shù)據(jù)來(lái)源可由全站儀、掃描儀、無(wú)人機(jī)航拍等數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還可以讀取本地已保存的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件。用戶不僅可以看到原料堆的點(diǎn)云分布，線體輪廓模型以及經(jīng)過(guò)渲染的實(shí)體模型，最大化還原真實(shí)場(chǎng)景。對(duì)堆體的邊界智能檢測(cè)，智能篩選，不會(huì)因?yàn)檫吔琰c(diǎn)分布密度較低導(dǎo)致建模變形。自動(dòng)生成形成3D模型，自由縮放旋轉(zhuǎn)，可任意剔除指定點(diǎn)，簡(jiǎn)單方便。無(wú)論是自然堆體還是規(guī)則多面體，可以采用不同的計(jì)算方法快速精確計(jì)算出堆體體積和重量。無(wú)論是導(dǎo)出修改后的點(diǎn)信息還是自動(dòng)生成的報(bào)表，只需一步操作就能完成。三維方量計(jì)算系統(tǒng)可以快速精確地計(jì)算出堆料的體積，從而為設(shè)備工作量和材料用量的精確核算提供了技術(shù)保證。

5 結(jié)論

將BIM模型與計(jì)劃關(guān)聯(lián)，從而支持提前的虛擬施工，也就是將三維可視化功能加上時(shí)間維度，根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而來(lái)確定合理的施工方案來(lái)指導(dǎo)施工。利用BIM軟件強(qiáng)大地形處理功能，可幫助實(shí)現(xiàn)水利樞紐工程三維方案布置以及立體施工規(guī)劃，結(jié)合快速直觀的建模和分析功能，則可輕松、快速幫助布設(shè)施工場(chǎng)地，有效傳遞設(shè)計(jì)意圖，并進(jìn)行多方案比選。三維方量計(jì)算系統(tǒng)可以快速精確地計(jì)算出堆料的體積，從而為設(shè)備工作量和材料用量的精確核算提供了技術(shù)保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊雄.長(zhǎng)河壩水電站工程建設(shè)管理綜述[J].水利發(fā)電，2016，42（10）：1-4.

[2]張昆.基于B1M應(yīng)用的軟件集成研究[J].土術(shù)建筑工程信息技術(shù)，2011（01）：37-42.

[3]何關(guān)培B1M和B1M相關(guān)軟件[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010（04）：110-117.

[4]曾旭東，趙昂.基于B1M技術(shù)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（02）：33-35.