淺談BIM技術(shù)在水電站工程中的應(yīng)用

卓勝豪

中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司 浙江 杭州 311122

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種全壽命周期管理的信息化技術(shù)，多用于工程項目當(dāng)中，對于工程的規(guī)劃設(shè)計、采購施工及運營等多個環(huán)節(jié)都大有裨益，不僅能夠為項目建設(shè)的參與方提供信息交流的平臺，同時也能為決策者在管理中提供決策依據(jù)。從BIM的本質(zhì)上而言，BIM是一種數(shù)字表達形式和表達過程，是對建筑項目的物理特征、功能特征等進行數(shù)字表達，能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享的平臺，服務(wù)于項目從無到有的全過程，在設(shè)計到實現(xiàn)、應(yīng)用的整個過程中都有重要的應(yīng)用。對于不同的項目階段而言，會有不同的工作人員利用BIM進行數(shù)據(jù)的提取和共享，并以此來支持決策者的管理措施，實現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè)。具體到水電站工程當(dāng)中，通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠更方便地實現(xiàn)工程協(xié)同設(shè)計、施工過程一體化以及運營期的智能化管理[1]。

2 BIM技術(shù)在水電站工程施工過程中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在水電站工程施工過程中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個方面，本文主要從施工安全以及可視化仿真施工兩個角度進行了簡要的分析。

2.1 BIM技術(shù)與施工安全

安全性對于任何領(lǐng)域而言都十分重要，對于水電站工程施工來講更是如此。傳統(tǒng)的施工技術(shù)在保證施工安全方面起到了一定價值，但具體施工過程中的安全事故卻仍然時有發(fā)生，在這一前提下，BIM技術(shù)應(yīng)運而生，并以其巨大的優(yōu)勢得到了工程施工領(lǐng)域的重視。在BIM技術(shù)下，對施工安全的控制主要通過虛擬的安全控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，這一系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)對施工過程的實時監(jiān)控，并及時地對安全隱患進行反饋，不僅節(jié)約了人力資源，同時也提高了安全控制的精確度。需要注意的是，BIM技術(shù)在提高施工安全方面的價值并不僅僅局限于施工過程中，在施工完成之后，同樣需要在固定的時間內(nèi)對工程安全方面的問題進行檢查，這是提高工程質(zhì)量、延長其使用壽命的一個主要措施[2]。

2.2 基于BIM技術(shù)的可視化仿真施工

相對于傳統(tǒng)技術(shù)而言，可視化是BIM技術(shù)的一個主要應(yīng)用優(yōu)勢，在水電站工程施工過程中，基于BIM技術(shù)的可視化仿真施工已經(jīng)成為主流趨勢?？梢暬抡媸┕ば枰趹?yīng)用AutoCAD等軟件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，而通過相應(yīng)軟件的應(yīng)用，工程將會以整體的形式體現(xiàn)在工作人員眼前，這對于工作人員從全局出發(fā)控制施工能夠起到極大的促進作用。水電站工程的可視化仿真施工需要依靠具體的施工模型來完成，施工模型的構(gòu)建主要體現(xiàn)為以下方面：首先，數(shù)字化地形模型的構(gòu)建是展開施工的基礎(chǔ)。在正式開始施工前，工作人員需要對施工當(dāng)?shù)氐牡匦芜M行考察，并通過可視化仿真過程將其以三維模型的形式體現(xiàn)出來，從而為施工過程提供參考。其次，地形動態(tài)填挖對于工程施工而言也較為重要，其主要作用在于實現(xiàn)地形填挖的科學(xué)化，從而為工程施工提供更加便利的條件。再次，使用時間的延長會導(dǎo)致混凝土壩實體出現(xiàn)形態(tài)方面的變動，鑒于這一問題，工作人員必須嚴(yán)格構(gòu)建混凝土壩實體動態(tài)模型。最后，土石壩實體的構(gòu)建也屬于可視化仿真施工的一個主要部分，因此也必須利用BIM技術(shù)對其進行詳細的構(gòu)建[3]。

2.3 在動態(tài)填挖方面

地形的動態(tài)填挖有很多的環(huán)節(jié)，首先需要確認由填挖邊坡和大壩地面構(gòu)成的設(shè)計曲面，其次就需要把設(shè)計曲面以放坡的方式疊加到原始的地形曲面，取得設(shè)計曲面和原始曲面的交線，最后再沿著原始地形曲面的相交線切除填挖設(shè)計曲面中的部分，并除去填挖曲面交線的多余邊坡，以達到最完美的設(shè)計曲面與原始曲面的融合。

2.4 在實體建模方面

土石壩的壩底通常是不規(guī)則的曲面，所以其三維實體模型的建立需要用到Rhillo軟件。第一步就是需要針對不同的填筑材料及各部分的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及功能的不同分出不同的區(qū)域，然后運用Rhillo軟件會指出土石壩的分區(qū)實體模型。為了可視化仿真系統(tǒng)中的土石壩施工過程動態(tài)化演示功能的實現(xiàn)，分區(qū)間的填筑料數(shù)量和施工進程都需要按照計劃分割成眾多的填筑層，才能得到真正可視化仿真系統(tǒng)中的土石壩模型[4]。

2.5 在數(shù)字模型方面

水利水電工程的重要組成部分之一就是數(shù)字地形模型（DTM），DTM采用了Ci、Civil3D軟件進行建模，能夠為建筑物的布置和施工提供活動場所，是地形動態(tài)填挖的受體。地形表面一般使用不規(guī)則的三角網(wǎng)格（TIN）進行表達，TIN是指運用分散的地形點按照一定的規(guī)律構(gòu)成的一種不相交的三角形網(wǎng)，其以平面逼近曲面的方式，能夠充分地展示出地形的高低起伏變化[5]。

3 結(jié)束語

綜上所述，鑒于水電站工程施工的復(fù)雜性與專業(yè)性，為提高施工質(zhì)量，應(yīng)用具有一定程度的先進性的技術(shù)十分必要。BIM技術(shù)以其巨大的優(yōu)勢成為當(dāng)前工程施工中應(yīng)用的一項主要技術(shù)，在此過程中，施工安全以及可視化仿真施工屬于兩項不可忽視的內(nèi)容，對此，有關(guān)人員一定要充分認識到BIM技術(shù)的具體應(yīng)用細節(jié)即過程，以使其能夠為水電站工程質(zhì)量帶來更大的支持。