BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)與管理中的應(yīng)用探究

王穎 謝鑫

摘 要：伴隨著我們國(guó)家科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)之中得到了廣泛的運(yùn)用，成為了發(fā)展的潮流和趨勢(shì)，在水利工程之中也不例外。盡管在當(dāng)前的階段，我們國(guó)家的水利工程的發(fā)展同以往相比，已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步和提升，但是依舊存在著一些問(wèn)題，需要我們?nèi)で蟮浇鉀Q的措施?；谝陨系脑?，在水利工程之中滲透進(jìn)入BIM技術(shù)就能夠很好的讓上述問(wèn)題得到解決，最終實(shí)現(xiàn)施工效率的有效提升。本文結(jié)合筆者多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就BIM技術(shù)在水利工程之中的應(yīng)用研究進(jìn)行了精心的分析和思考，并提出了自己的看法和觀點(diǎn)，通過(guò)與各位進(jìn)行分享，希望能夠給各位同行帶來(lái)一些幫助和借鑒，為水利工程實(shí)現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 水利工程 運(yùn)行管理 應(yīng)用探究

1.引言

現(xiàn)如今的階段，盡管我們國(guó)家對(duì)水利工程的重視程度同以往相比，已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步和提升，但是依舊存在著一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要我們認(rèn)真的進(jìn)行面對(duì)，并思考出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)手段，BIM這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，能夠有效的讓上述問(wèn)題得到迎刃而解，讓我們國(guó)家的水利工程事業(yè)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。

2.BIM技術(shù)應(yīng)用于施工環(huán)節(jié)

2.1工地運(yùn)用規(guī)劃

基于水利工程自身所具有的特點(diǎn)，相關(guān)的工作人員在對(duì)其進(jìn)行施工的時(shí)候，往往需要花費(fèi)較多的時(shí)間，在這樣的情況下，通過(guò)在施工環(huán)節(jié)滲透進(jìn)入BIM技術(shù)，就可以在一定程度上提升工作完成的效率，進(jìn)而取得良好的效果。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建立體模型，能夠?yàn)楹罄m(xù)工作奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)作用。需要注意的是，模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要能夠體現(xiàn)出施工的具體流程，并且在進(jìn)行施工的全過(guò)程，HIA要結(jié)合模型對(duì)材料設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的完善，通過(guò)運(yùn)用這樣的方式，來(lái)讓設(shè)計(jì)出的方案更加具有針對(duì)性和可操作性。除此之外，在進(jìn)行規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)以及管控施工的時(shí)候，要結(jié)合施工的整體效果，進(jìn)行樣本的模擬工作，并以此作為后續(xù)工作開(kāi)展的依據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的材料設(shè)備，人員配置工作。

2.2施工系統(tǒng)設(shè)計(jì)

相關(guān)的工作人員在進(jìn)行施工工作以前，要運(yùn)用BIM模型來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行施工的時(shí)候，往往會(huì)存在一些過(guò)程比較繁瑣的環(huán)節(jié)和步驟，在這樣的情況下，通過(guò)使用恰當(dāng)?shù)能浖?，能夠最大限度的提升工作的效率，進(jìn)而保障水利工程的施工質(zhì)量，讓各種施工環(huán)節(jié)能夠有條不紊的順利進(jìn)行下去。除此之外，相關(guān)的施工工作人員通過(guò)使用BIM技術(shù)之中的建模功能，能夠使工程的最終效果變得更加的具有立體性，結(jié)合施工的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)初步建模進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠給提升水利工程的最終質(zhì)量提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的后盾。具體來(lái)說(shuō)優(yōu)點(diǎn)有一下幾方面：

（1）可視化交流：依托BIM軟件進(jìn)行三維建模，可以準(zhǔn)確生成壩工程各部分剖面圖，減少了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中繪制剖面圖的工作量，提高了設(shè)計(jì)工作效率。

（2）聯(lián)動(dòng)化設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)時(shí)，由于工作人員疏忽，容易導(dǎo)致錯(cuò)誤。BIM建模之后，所有視圖、剖面以及三維圖具備聯(lián)動(dòng)功能，一處更改之后，其他自動(dòng)更新，方便設(shè)計(jì)修改。

（3）多專業(yè)協(xié)調(diào)：水電站設(shè)計(jì)中各專業(yè)的最新設(shè)計(jì)成果實(shí)時(shí)反映在同一BIM上，錯(cuò)誤碰撞、交叉千擾的問(wèn)題顯而易見(jiàn)。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)對(duì)工程設(shè)計(jì)人員空間想象力的要求很高，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。應(yīng)用BIM，可以有效避免一些由于工程設(shè)計(jì)人員空間想象不正確而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

2.3工地現(xiàn)況建模

在水利工程施工的現(xiàn)場(chǎng)，在運(yùn)用BIM技術(shù)的時(shí)候，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，構(gòu)建出立體仿真模型，并且還要涵蓋對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)、工作之前所應(yīng)該進(jìn)行的準(zhǔn)備等工作。通過(guò)運(yùn)用這樣的策略，能夠最大限度的滿足實(shí)際要求，并根據(jù)具體的情況作出相應(yīng)的改變。為了能夠有利的保障工程質(zhì)量的提升，相關(guān)的工作人員不僅僅需要構(gòu)建出三維立體模型，還要更進(jìn)一步，構(gòu)建出四維立體模型，為接下來(lái)的工作開(kāi)展提供依據(jù)?；谒木S模型自身所具有的特點(diǎn)，其能夠使工程的各個(gè)環(huán)節(jié)變得更加清楚和有條理，最大限度的避免了施工環(huán)節(jié)之中的不必要步驟，進(jìn)而得以制定出更加高效精準(zhǔn)的施工手段。若是將3D模型同2D模型進(jìn)行細(xì)致的分析和比較，就能夠輕易的了解到3D模型所具備的突出優(yōu)勢(shì)，基于2D模型自身所具有的弊端，在面對(duì)那些比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往由于受到技術(shù)的制約，而不能很好的完成相應(yīng)的任務(wù)。但是單純借助3D模型對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖，又不能得出最為精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)，在這樣的情況下，就需要二者進(jìn)行緊密結(jié)合，最大限度的釋放出二者的合力，讓施工規(guī)劃更加具有針對(duì)性，進(jìn)而有效的提升開(kāi)挖工作的效率。

2.4技術(shù)應(yīng)用于工程造價(jià)

相關(guān)的工作人員在進(jìn)行水利工程項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程之中，往往需要設(shè)計(jì)各個(gè)方面的專業(yè)知識(shí)，這就給施工人員提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。另外，水利工程投入量大，內(nèi)部工程錯(cuò)綜復(fù)雜，在這樣的情況下，僅僅憑借2D模型來(lái)對(duì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能取得預(yù)期的效果。甚至在一定程度上還會(huì)導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)頻繁變更的情況出現(xiàn)，進(jìn)而使得各種資源以及成本的投入出現(xiàn)了大幅度的提升。在這樣的情況之下，通過(guò)運(yùn)用3D模型就能夠讓以上問(wèn)題得到完美的解決，并且BIM技術(shù)還能夠在對(duì)現(xiàn)存設(shè)計(jì)進(jìn)行保存的基礎(chǔ)之上，通過(guò)使用3D模型來(lái)給水利工程的下游區(qū)域提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效的保證技術(shù)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)。由于水利工程所具有的相關(guān)特點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，要對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，提升施工的能力，在保證質(zhì)量的前提下，盡可能的減少重復(fù)和不必要的投入。

3.BIM模型應(yīng)用進(jìn)行土方量計(jì)算

在進(jìn)行水利工程建設(shè)的過(guò)程中，主體工程一般都是土建工作，因此土方量很大，在這樣的情況下，計(jì)算的精準(zhǔn)程度會(huì)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生巨大的影響作用，通過(guò)運(yùn)用數(shù)字模型，能夠很容易看到三維效果，通過(guò)這種直觀效果，就可以將其與土方計(jì)算進(jìn)行結(jié)合。在運(yùn)用BIM進(jìn)行土方計(jì)算的時(shí)候，首先需要繪制原始地面與設(shè)計(jì)曲面模型，將兩個(gè)曲面產(chǎn)生的交點(diǎn)連接成線交線即為原始地形與設(shè)計(jì)施工曲面交匯線，包圍空間體積則是需要填筑或者是開(kāi)挖的土方量。原始地形與設(shè)計(jì)曲面存在動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。方案選擇時(shí)可以基于模型進(jìn)行地填筑或者是開(kāi)挖試驗(yàn)，從而得到最佳的方案。

4.BIM技術(shù)應(yīng)用于水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度

水利工程主要承擔(dān)著提高其主要防洪保護(hù)對(duì)象防洪標(biāo)準(zhǔn)以及發(fā)電、航運(yùn)等興利任務(wù)。水利工程的運(yùn)用調(diào)度方案一般分洪水調(diào)度和興利調(diào)度兩種運(yùn)行方式。利用BIM進(jìn)行水庫(kù)及大壩模型計(jì)算，經(jīng)過(guò)綜合分析，采用壩前水位結(jié)合上游來(lái)水流量指示洪水調(diào)度，通過(guò)計(jì)算選用一定的流量值作為為水庫(kù)防洪與興利運(yùn)行分界流量。當(dāng)壩址上游來(lái)水大于防洪與興利運(yùn)行分界流量時(shí)進(jìn)入洪水調(diào)度運(yùn)行方式，否則，進(jìn)行興利調(diào)度運(yùn)行方式。

水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)行方式可分為降低壩前水位運(yùn)行方式、攔蓄洪水為下游防洪運(yùn)行方式和敞泄洪水運(yùn)行方式。通過(guò)BIM計(jì)算，對(duì)水庫(kù)淹沒(méi)影響、機(jī)組發(fā)電效益以及漲洪水時(shí)預(yù)降水位和洪水消退時(shí)回蓄的協(xié)調(diào)分析，可確定洪水調(diào)度運(yùn)行方式，確保水庫(kù)安全度汛，又能保障一定的經(jīng)濟(jì)效益。

5.BIM技術(shù)應(yīng)用于工程運(yùn)行管理

水利工程運(yùn)行管理的內(nèi)容一般有泄水閘運(yùn)行管理、水電站運(yùn)行管理、船閘通航運(yùn)行管理、庫(kù)區(qū)防護(hù)運(yùn)行管理、安全監(jiān)測(cè)等。泄水閘運(yùn)行管理工作包括泄水閘啟閉運(yùn)行操作和閘體建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理、養(yǎng)護(hù)維修；電站運(yùn)行管理工作包括發(fā)電生產(chǎn)管理，廠房及附屬建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理、養(yǎng)護(hù)維修；船閘運(yùn)行管理工作包括組織船舶通航過(guò)閘，人字門(mén)、放水閥門(mén)啟閉運(yùn)行操作和船閘、引航道建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理、養(yǎng)護(hù)維修，并對(duì)引航道泊船區(qū)船舶?？亢痛l啟閉機(jī)房管理進(jìn)行管理等；庫(kù)區(qū)運(yùn)行管理工作包括庫(kù)區(qū)電排站、堤防、導(dǎo)托渠和各類水工建筑物的運(yùn)行管理和維修養(yǎng)護(hù)任務(wù)；安全監(jiān)測(cè)工作分別對(duì)樞紐工程、庫(kù)區(qū)工程監(jiān)測(cè)監(jiān)控站數(shù)據(jù)的接入和整合，分析整理觀測(cè)成果，了解掌握建筑物運(yùn)行狀態(tài)。這些工作既相對(duì)獨(dú)立但又緊密聯(lián)系，做好這些運(yùn)行管理工作需要了解每一塊工作之間的交叉關(guān)系，運(yùn)用BIM技術(shù)，更直觀觀察水利工程每個(gè)水工建筑物與機(jī)電設(shè)備、金結(jié)設(shè)備、電氣設(shè)備之間如何聯(lián)系，使水利工程運(yùn)行管理更高效便捷。同時(shí)可以使用BIM技術(shù)結(jié)合安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)控管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，避免造成不可挽回的質(zhì)量問(wèn)題及損失。

參考文獻(xiàn)：

[[1]龍慧.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用策略[J].黑龍江水利，2017， （10）：64--66.

[2]韓麗偉.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017， （28）：172--173.

[3]周瑩瑩，關(guān)帥.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用分析[J].楚材與裝飾，2017， （19）：282-283.

[4J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， （02）：103--108.