論述BIM技術(shù)在水閘全過(guò)程管理中的應(yīng)用

張成鋼

（太倉(cāng)市水利工程建設(shè)管理處，江蘇 太倉(cāng) 215400）

BIM技術(shù)是借助三維數(shù)字信息，將目標(biāo)作業(yè)區(qū)域相關(guān)信息傳輸至可視化的模型平臺(tái)當(dāng)中，借助該平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目全過(guò)程的相關(guān)信息進(jìn)行梳理、分析的方法。在水利工程項(xiàng)目中，水閘屬于非常重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量也將直接影響到水利工程的應(yīng)用效果，通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用到水閘全過(guò)程管理當(dāng)中，對(duì)提升水閘工程施工質(zhì)量，延長(zhǎng)水利工程使用壽命有著積極的意義。

1 BIM技術(shù)的基本特征

1.1 可視化特征

任何工程在施工過(guò)程中，都需要繪制詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖紙與施工圖紙，以此作為憑證來(lái)監(jiān)督整個(gè)工程的施工過(guò)程。但是繪制的圖紙只能停留在二維應(yīng)用階段，技術(shù)人員在觀察設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，需要借助自身想象能力對(duì)其進(jìn)行三維呈現(xiàn)，個(gè)人三維能力的差異也將直接影響到個(gè)人對(duì)圖紙的理解，若個(gè)人能力較差，也會(huì)導(dǎo)致后續(xù)施工流程的科學(xué)性降低的情況發(fā)生[1]。相比于傳統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，BIM技術(shù)是對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行分析的技術(shù)，可以借助建模平臺(tái)，直觀地構(gòu)建三維立體模型，技術(shù)人員可以借助三維模型更加直觀地分析目前建模中存在的問(wèn)題，及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理，以降低后續(xù)施工問(wèn)題的發(fā)生概率。

1.2 協(xié)調(diào)性特征

整個(gè)水利工程在建設(shè)的后期階段，會(huì)涉及很多施工單位以及管理單位，這些單位的共同參與才能夠保證土木工程的建設(shè)順利完成。但是不同單位在合作的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行協(xié)調(diào)的難度較大[2]。BIM技術(shù)具有的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，可以避免工程建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的各種因?yàn)闇贤ú患皶r(shí)而導(dǎo)致的問(wèn)題，提高各個(gè)施工單位在合作過(guò)程中的施工質(zhì)量，為整個(gè)工程的建設(shè)效果提供一定的保證。

1.3 模擬性特征

水閘工程涉及的環(huán)節(jié)較多，每個(gè)環(huán)節(jié)的施工問(wèn)題具有不可控性，管理人員只能結(jié)合以往控制經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定相關(guān)的應(yīng)急措施，其應(yīng)用效果相對(duì)較低。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)γ總€(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，管理人員根據(jù)模擬情況反饋出的數(shù)據(jù)類型，制定相關(guān)應(yīng)急措施，有效降低施工問(wèn)題發(fā)生概率，提高施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

1.4 可出圖特征

BIM技術(shù)可以對(duì)作業(yè)區(qū)域的基本信息進(jìn)行采集，同時(shí)還可以根據(jù)相關(guān)性操作指令，對(duì)所采集的相關(guān)性信息進(jìn)行針對(duì)性整理，輔助設(shè)計(jì)人員更快地獲取到工程的設(shè)計(jì)方案和施工圖紙。設(shè)計(jì)人員還可以結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)初步設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行優(yōu)化，提高方案的可操作性，從而使工程的施工質(zhì)量和施工效率得到大幅度提升[3]。

1.5 可優(yōu)化特征

在水閘工程施工過(guò)程中，為了確保整體工程推進(jìn)的有序性，施工人員需要做好前期調(diào)研工作，結(jié)合實(shí)際作業(yè)過(guò)程中的相關(guān)情況，對(duì)作業(yè)區(qū)域的施工進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以起到優(yōu)化施工過(guò)程的作用。BIM技術(shù)具備可優(yōu)化的基本特征，即技術(shù)人員可以借助數(shù)字化信息對(duì)作業(yè)區(qū)的基本操作情況進(jìn)行三維建模，在出現(xiàn)施工變更情況時(shí)，技術(shù)人員可以利用該模型對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)整，從而有效提升整個(gè)工程的施工質(zhì)量，加快水閘工程的施工速度[4]。

2 BIM技術(shù)在水閘全過(guò)程管理中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 提高項(xiàng)目推進(jìn)的有序性

在建筑體系不斷成熟的背景下，水利工程的規(guī)模也在擴(kuò)大，水閘工程作為水利工程的子項(xiàng)目，其內(nèi)容的復(fù)雜性與工作總量也在增加。這也意味著在工程施工過(guò)程中，為了確保整個(gè)工程施工的有序性，施工人員需要對(duì)大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以借助數(shù)字化信息構(gòu)建4D模型，模型可以輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行施工工序的梳理，并明確各環(huán)節(jié)的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，從而有效提升項(xiàng)目推進(jìn)的有序性。

2.2 提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性

任何工程的推進(jìn)都離不開(kāi)設(shè)計(jì)方案的輔助，設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用質(zhì)量也將直接影響到后續(xù)施工活動(dòng)的展開(kāi)。在方案設(shè)計(jì)前期，施工企業(yè)需要委派相關(guān)人員對(duì)作業(yè)區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境、氣候條件等信息進(jìn)行采集，結(jié)合分析結(jié)果來(lái)確定設(shè)計(jì)方案的相關(guān)內(nèi)容。BIM技術(shù)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分析，提升了數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為設(shè)計(jì)方案的制定提供科學(xué)性的數(shù)據(jù)參考。

2.3 有利于施工成本的控制

水閘工程在水利工程中，屬于基礎(chǔ)施工項(xiàng)目?jī)?nèi)容，同時(shí)該應(yīng)用工程的施工成本投入較大，占比總工程項(xiàng)目成本的10%～15%。與大多數(shù)工程項(xiàng)目類似，在水閘工程施工過(guò)程中，受到材料質(zhì)量較差、人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，工程的施工成本?huì)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，若不能對(duì)其進(jìn)行合理控制，也將直接導(dǎo)致施工成本增加的情況。BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以借助4D模型與模擬系統(tǒng)對(duì)施工情況進(jìn)行演示，同時(shí)分析施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，在出現(xiàn)此類問(wèn)題后，可以及時(shí)對(duì)其展開(kāi)應(yīng)對(duì)，從而起到合理控制施工成本的作用。

3 BIM技術(shù)在水閘全過(guò)程管理中的應(yīng)用

3.1 水閘工程設(shè)計(jì)階段

3.1.1 圖紙繪制階段

在水閘工程設(shè)計(jì)階段中，圖紙繪制階段屬于整體設(shè)計(jì)階段的初始環(huán)節(jié)，其繪制質(zhì)量也會(huì)直接影響到工程的施工效果。BIM技術(shù)在圖紙繪制階段進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，設(shè)計(jì)部門應(yīng)做好前期調(diào)研工作，對(duì)水閘工程施工中所用的施工原材料類型、施工結(jié)構(gòu)類型、水閘相關(guān)參數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行確定。為了提升繪制結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以利用云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)采集的參數(shù)信息進(jìn)行分析，指出存在錯(cuò)誤的應(yīng)用信息，對(duì)其進(jìn)行更改。并且BIM技術(shù)采集到數(shù)據(jù)也可以構(gòu)建為不同的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于后續(xù)施工活動(dòng)的應(yīng)用。

3.1.2 設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)階段

在水閘全過(guò)程管理當(dāng)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的信息化管理，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)。在應(yīng)用平臺(tái)中，分布了多種數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，可以根據(jù)相互間的應(yīng)用關(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)構(gòu)建模型進(jìn)行合并，使其可以形成全新的數(shù)據(jù)分析模型，提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的科學(xué)性。除此之外，BIM技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，能夠和各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，采集目前數(shù)據(jù)模型的運(yùn)行情況信息，結(jié)合節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的相關(guān)內(nèi)容對(duì)后續(xù)施工活動(dòng)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，從而有效提升工程結(jié)構(gòu)施工的可靠性。

3.1.3 工程總量

水閘工程在水利工程中屬于分支工程，其施工工序與采用的施工技術(shù)類型較多，為了提升水閘全過(guò)程管理效率，技術(shù)人員需要對(duì)水閘工程的工程總量進(jìn)行分析，以工程總量為基礎(chǔ)進(jìn)行施工工期的合理安排，以提高工程施工的有序性。在對(duì)水閘工程總量進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，施工企業(yè)可以借助BIM技術(shù)采集到的數(shù)據(jù)信息，對(duì)水閘工程的工程總量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)總量?jī)?nèi)容進(jìn)行細(xì)致化分析，從而匯總數(shù)據(jù)得到合理性較高的工程總量計(jì)算結(jié)果。結(jié)合最終的計(jì)算結(jié)果來(lái)確定水閘工程的施工工期，并制定相應(yīng)的施工進(jìn)度計(jì)劃，從而有效提升水閘工程的管理水平。

3.2 施工組織階段

水閘工程在推進(jìn)過(guò)程中，為了確保各環(huán)節(jié)施工銜接的有序性，施工單位需要做好施工組織工作。就水閘工程而言，施工組織主要包括圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與前期工作兩方面內(nèi)容。需要注意的是，施工組織階段作為工程全過(guò)程管理的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其管理水平也將影響到工程推進(jìn)的有序性。BIM技術(shù)在此環(huán)節(jié)的應(yīng)用，能夠?yàn)槭┕挝惶峁┛煽康姆治鰯?shù)據(jù)，對(duì)提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性有著積極的意義。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，施工單位應(yīng)與設(shè)計(jì)單位建立合作，及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)方面的溝通工作，同時(shí)還需要提前做好現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，借助BIM技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行確定，從而提高方案的可操作性。除此之外，施工單位可以借助BIM技術(shù)對(duì)水閘工程的施工環(huán)節(jié)相關(guān)性進(jìn)行確定，若采購(gòu)資金比較緊張，可以確定采購(gòu)的先后順序，確保各環(huán)節(jié)的穩(wěn)定推進(jìn)。

3.3 生產(chǎn)制造階段

在水閘工程中，水閘結(jié)構(gòu)屬于非常重要的構(gòu)件之一，在對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)，可以借助BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型的共享平臺(tái)。在平臺(tái)中上傳關(guān)于水閘構(gòu)件的相關(guān)內(nèi)容，如設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)模式等。系統(tǒng)借助云計(jì)算、專家系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，指出目前設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，同時(shí)提出相關(guān)的改進(jìn)建議，借助模擬運(yùn)行平臺(tái)對(duì)內(nèi)容進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而得到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)施工單位可以將BIM技術(shù)構(gòu)建的平臺(tái)系統(tǒng)與3D打印設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將概念性模型轉(zhuǎn)換為實(shí)物樣本，對(duì)構(gòu)件參數(shù)信息進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的修改，從而有效提升水閘工程施工水平。

3.4 運(yùn)行維護(hù)階段

水利工程完成建設(shè)之后，為了延長(zhǎng)工程的使用壽命，需要對(duì)工程做好相應(yīng)的維護(hù)工作。在水閘應(yīng)用過(guò)程中，常見(jiàn)的問(wèn)題便是結(jié)構(gòu)松動(dòng)、結(jié)構(gòu)裂縫等。為了提高實(shí)際維護(hù)效果，施工單位可以借助BIM技術(shù)對(duì)工程運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將采集數(shù)據(jù)與擬定運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)，分析數(shù)據(jù)差異較大的問(wèn)題原因，如果涉及工程的使用壽命，那么應(yīng)及時(shí)制定相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行解決，若屬于常規(guī)運(yùn)行情況，那么需要對(duì)BIM技術(shù)的初始參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高參數(shù)的應(yīng)用效果。利用BIM技術(shù)對(duì)各環(huán)節(jié)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將采集數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際維護(hù)當(dāng)中，借此降低工程運(yùn)行維護(hù)階段產(chǎn)生的能源損耗。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對(duì)于水資源的需求量也在增加。水利工程作為一項(xiàng)惠民工程，在水資源合理調(diào)配方面有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。在水利工程施工過(guò)程中，水閘工程屬于非常重要的應(yīng)用環(huán)節(jié)。BIM技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠有效提升水閘全過(guò)程管理水平，減少施工問(wèn)題的發(fā)生，另一方面可以確保工程推進(jìn)的有序性，提升工程的施工質(zhì)量。