BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究

徐永宏

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)在建筑業(yè)中得以應(yīng)用，而建筑信息模型（BIM）就是建筑工程項(xiàng)目中常用的技術(shù)，通過對(duì)BIM技術(shù)的運(yùn)用，能夠?yàn)樗こ坦芾硖峁└奖愕墓δ?，同時(shí)也能用于大量的工程計(jì)算?；诖耍疚脑陉U明BIM原理與功能的基礎(chǔ)之上，深入分析BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利工程；BIM技術(shù)；工程建設(shè)

BIM技術(shù)是一種全壽命周期管理的信息化技術(shù)，多用于建筑工程項(xiàng)目當(dāng)中，對(duì)于建筑工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購(gòu)施工及運(yùn)營(yíng)等多個(gè)環(huán)節(jié)都大有裨益，不僅能夠?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)的參與方提供信息交流的平臺(tái)，同時(shí)也能為決策者在管理中提供決策依據(jù)。具體到水利工程當(dāng)中，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠更方便地實(shí)現(xiàn)工程協(xié)同設(shè)計(jì)、施工過程一體化以及運(yùn)營(yíng)期的智能化管理。除此之外，借助于BIM技術(shù)，工程項(xiàng)目的業(yè)主單位、施工單位及運(yùn)營(yíng)方能夠更好地實(shí)現(xiàn)溝通和交流。服務(wù)于項(xiàng)目的全生命周期。

一、BIM原理與功能分析

首先從BIM的本質(zhì)上而言，BIM是一種數(shù)字表達(dá)形式和表達(dá)過程，是對(duì)建筑項(xiàng)目的物理特征、功能特征等進(jìn)行數(shù)字表達(dá)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享的平臺(tái)，服務(wù)于項(xiàng)目從無(wú)到有的全過程，在設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用的整個(gè)過程中都有重要的應(yīng)用。對(duì)于不同的項(xiàng)目階段而言，會(huì)有不同的工作人員利用BIM進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和共享，并以此來(lái)支持決策者的管理措施，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè)。對(duì)于建筑工程師而言，可以借助于BIM技術(shù)支持下的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行參數(shù)輸入，例如利用Revit軟件，輸入墻體厚度、樓層高度等必要參數(shù)，此后可以得到附有一系列特征的對(duì)象，用以表示建筑物的基本屬性。

二、BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用

1.基于地形BIM模型的土方量計(jì)算

在水利工程項(xiàng)目建設(shè)過程當(dāng)中，土方量計(jì)算是非常重要的基礎(chǔ)工作，土方量計(jì)算是為后期施工安排提供科學(xué)的數(shù)字依據(jù)和參考。尤其是對(duì)于工程量的預(yù)算、施工設(shè)計(jì)以及施工現(xiàn)場(chǎng)布置等，有較大的作用。就目前的情況而言，常用的土方量計(jì)算系統(tǒng)主要有兩類：一是AutoCAD系列和GIS，二是遙感系列。應(yīng)用BIM技術(shù)，就是基于BIM模型進(jìn)行土方量計(jì)算，而該模式與實(shí)際地形是完全一致的，首先會(huì)對(duì)原始地形進(jìn)行曲面模型繪制，并進(jìn)行曲面模型設(shè)計(jì)，將模型的交點(diǎn)進(jìn)行連接，而交線則是原始的地形曲面模型與設(shè)計(jì)的曲面模型的交匯線，其間的空間就是需要在施工中進(jìn)行開挖或填筑的區(qū)域，對(duì)應(yīng)的空間體積就是土方量，然后根據(jù)土方量生成體積曲面。通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行土方量的計(jì)算，原始地形曲面模型與設(shè)計(jì)曲面模型是動(dòng)態(tài)變化的，因而可以在模型上進(jìn)行土方開挖或填筑的實(shí)驗(yàn)，從而提高土方量計(jì)算的精確性，最終選擇最優(yōu)的開挖或填筑方案。

2.水工建筑物BIM模型的應(yīng)用

2.1基于水工建筑物BIM模型的樞紐布置

在水利工程中進(jìn)行樞紐布置，主要是為了明確各個(gè)建筑物在平面上的布置以及高程上的布置，由于樞紐布置較為復(fù)雜，因而單靠一般的確定算法無(wú)法完成任務(wù)，這就需要在明確約束條件的前提下，進(jìn)行多種方案的篩選。就本文的工程實(shí)例而言，候選方案都是以平面圖為基礎(chǔ)，結(jié)合水工專家的意見和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理。與此同時(shí)，構(gòu)建各個(gè)方案下的水工建筑物BIM模型，結(jié)合整個(gè)模型總覽項(xiàng)目的總體沙盤，從而讓決策者能夠?qū)?xiàng)目方案有更清晰的了解，也能讓各個(gè)水工建筑之間、水工建筑物與其他地形條件之間的聯(lián)系顯現(xiàn)得更為明顯直觀。不僅如此，由于BIM模型是可以進(jìn)行空間移動(dòng)的，因而可以動(dòng)態(tài)更改和更新，讓決策者在進(jìn)行方案篩選的過程中，通過可視化的途徑提高方案篩選的科學(xué)性和效率。

2.2BIM模型信息的應(yīng)用

單個(gè)BIM模型是一個(gè)完整的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過完善BIM數(shù)據(jù)信息，豐富工程項(xiàng)目構(gòu)件的參數(shù)，能夠更好地提高工程項(xiàng)目管理信息化水平和技術(shù)信息化水平。

（1）管理信息化

建筑施工活動(dòng)對(duì)施工隊(duì)伍間的協(xié)調(diào)、合作有較高的要求，因?yàn)槭┕せ顒?dòng)的開展必然涉及到不同專業(yè)、不同崗位之間的相互配合和協(xié)調(diào)，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生頻繁的聯(lián)系和大量的信息，但是如果項(xiàng)目建設(shè)各方各自為政，沒有進(jìn)行相互合作和配合，則會(huì)形成信息孤島。通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，BIM中所包含的大量信息能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程所有檔案的高效管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)各方的信息共享和交換。因此，從根本上來(lái)說(shuō)，BIM模式就是管理層面的一個(gè)資源集成管理平臺(tái)。通過對(duì)BIM信息平臺(tái)的運(yùn)用和管理，就能更好地保證項(xiàng)目信息的完整性和全面性。

（2）技術(shù)信息化

水利工程施工具有顯著的復(fù)雜性、系統(tǒng)性，且影響因素眾多，施工難點(diǎn)多，而我國(guó)目前水利工程施工技術(shù)水平仍然不能說(shuō)達(dá)到較為理想的水平。但是實(shí)踐證明，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助提高技術(shù)信息化水平，提高項(xiàng)目管理質(zhì)量和施工技術(shù)水平。如果在一個(gè)工程當(dāng)中完整地使用了BIM技術(shù)，則它至少應(yīng)當(dāng)包括三維可視化模型、可視化的施工任務(wù)以及可視化的施工流程。而這些信息直接關(guān)系到施工活動(dòng)的計(jì)劃和安排，進(jìn)而影響到施工進(jìn)度。此外，BIM模型中與建筑物屬性相關(guān)的信息會(huì)直接與成本數(shù)據(jù)鏈接，由此一來(lái)，在項(xiàng)目投資環(huán)節(jié)，就能幫助決策者進(jìn)行成本估算。

3.BIM技術(shù)在水利工程工程造價(jià)方面的優(yōu)點(diǎn)概述

采用BIM技術(shù)支持下的設(shè)計(jì)軟件，能夠搭建一個(gè)設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)一體的協(xié)同交流平臺(tái)，從而不僅便于各個(gè)階段各個(gè)崗位人員的相互溝通和協(xié)調(diào)，而且可以更便捷地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整，大大提高了項(xiàng)目建設(shè)的效率，縮短項(xiàng)目建設(shè)的周期。例如設(shè)計(jì)人員可以直接利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)二維繪圖向三維建筑模型的轉(zhuǎn)換，并直接繪制相應(yīng)的布置條件圖?？偠灾?，通過對(duì)BIM的應(yīng)用，顯著提高了工程造價(jià)管理的科技水平，同時(shí)也加快了工程造價(jià)改革的進(jìn)度，目前越來(lái)越多的水利工程項(xiàng)目采納BIM技術(shù)，并以此來(lái)加強(qiáng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，在更大程度上推動(dòng)了水利工程全過程運(yùn)行的效率和質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用較為廣泛，尤其是對(duì)于水利工程項(xiàng)目而言，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值，其不僅可以用于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃，還可以在施工、運(yùn)營(yíng)等全過程發(fā)揮作用。借助于BIM技術(shù)支持的水利工程信息模型，能夠在很大程度上解決水利工程建筑物的技術(shù)問題和設(shè)計(jì)問題。與此同時(shí)，采用BIM技術(shù)能夠顯著提高計(jì)算的精確性和效率，同時(shí)也便于后期修改和調(diào)整，提高了土方量計(jì)算的質(zhì)量。為了能夠更充分地發(fā)揮BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值，需要做到構(gòu)建參數(shù)的完整性、工程族庫(kù)的多樣化。相信通過對(duì)BIM技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可以進(jìn)一步推動(dòng)水利工程設(shè)計(jì)布局的合理性，提高施工效率，降低施工成本，節(jié)約建筑資源。

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