探討B(tài)IM技術在水利水電工程建設中的應用

席峰

摘要：目前，BIM 技術已經(jīng)全面覆蓋到公路、橋梁、地鐵、水利水電等各個行業(yè)，并受到了廣發(fā)的應用和推崇。隨著國民經(jīng)濟水平的不斷提升，建筑行業(yè)的發(fā)展也是如火如荼，水利水電工程作為工程建設行業(yè)的一個重要組成部分，也呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。但由于工程規(guī)模龐大、建筑結構復雜，水利建筑工程面臨著巨大的考驗。BIM 技術的出現(xiàn)給水利水電工程的高質高效提供了更加可靠的擔保。

關鍵詞：水利工程；BIM技術；應用

一、BI M的涵義與優(yōu)勢

BIM 技術是一種三維的施工模擬技術，能夠通過收集到的信息數(shù)據(jù)，完成數(shù)字化處理的工作。如建筑中的建材、設備、價格及施工進度等工程的數(shù)據(jù)信息模型，都能用BIM 及其相關的信息數(shù)據(jù)化表現(xiàn)出來，通俗來說，BIM 技術就是建筑工程中的數(shù)字技術運用。BIM 技術主要用來化解建筑工程軟件中的運行問題，讓技術人員可以在處理完建筑信息后，結合其它的環(huán)節(jié)來維持軟件的運轉。BIM 是一種具有設計、建造及管理等功能的數(shù)字化方式，不只能夠支持系統(tǒng)的內(nèi)部集成管理環(huán)境，還能提高整體施工進度的效率，避免風險的產(chǎn)生。其特殊的優(yōu)勢就是具有能夠獨立建立工程數(shù)據(jù)信息的功能，還能夠通過三維的可視化環(huán)境以及辦公自動化的功能，迅速地處理PKPM 系統(tǒng)中存在的信息化問題，不僅能夠提高數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)中的重復使用率，還能真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息間的交流與共享。

二、BIM 技術在水利工程中的應用問題

1、缺乏成熟的政策支持。BIM 應用于水利項目水利工程在我國有著悠久的歷史，但從目前水利工程發(fā)展來看，相關技術水平一直較為落后，尤其對于傳統(tǒng)施工工藝的依賴以及技術人員的傳統(tǒng)施工思維和設計方案等都嚴重制約著水利工程技術的完善。BIM 的出現(xiàn)雖然在一定程度上為水利工程項目施工提供了更加先進的施工手段，但由于我國在BIM 技術使用規(guī)范和應用模式等方面缺乏成熟的法律法規(guī)保障，導致該行業(yè)人士在工程技術管理環(huán)節(jié)仍舊難以接受以BIM 技術替代傳統(tǒng)思維。政策環(huán)境不成熟，直接導致了BIM 技術在水利工程項目中推廣受阻。

2、缺乏成熟的技術應用。BIM 技術的使用會涉及到多個行業(yè)、多個單位，而目前我國使用的BIM 軟件多是由外國引入，在信息安全、本地適用性等方面都存在著很大的弊端。加上國外引入軟件的使用成本過高、模型間的交互能力不足，會直接導致BIM 軟件在我國水利工程項目中的使用屢屢受挫。水利工程自身具有規(guī)模大、結構復雜的特點，這就導致BIM 軟件對計算機的要求很高，如果無法匹配相應的技術設備，將導致BIM 的使用并不流暢，其操作優(yōu)勢和技術優(yōu)勢將得不到展現(xiàn)。因此，技術應用環(huán)境不成熟，也直接導致了BIM技術在我國水利水電工程中的應用不暢。

三、BIM 技術在水利工程中的應用

基于水工建筑物BIM 模型的樞紐布置，樞紐布置的任務是確定各建筑物在平面和高程上的布置。水利工程的樞紐布置直接影響到施工場地的布局，合理確定樞紐中各組成建筑物之間的相互位置，對于找到最佳的臨時設施位置，使現(xiàn)場人員和設備運距最小化，從而節(jié)省工程量、方便施工、縮短工期有重要意義。水利樞紐布置是一項復雜的工程，不是一般性確定算法能夠解決的，而應該在工程條件的約束下，進行多種方案比選。目前的方案比選都是建立在平面圖的基礎上，需要水工專家有豐富的實踐經(jīng)驗和綜合推理能力。在方案比選階段建立各水工建筑物的BIM 模型，并結合地形的BIM 模型形成完整的項目總體沙盤，能使決策人員直觀地了解各水工建筑物之間、各水工建筑物與周圍地形條件之間的制約關系。同時，基于參數(shù)的BIM 模型可在空間位置任意移動，能夠實現(xiàn)一處更改，處處更改，使每一種決策方都成為一個完整可視的沙盤，據(jù)Autodesk 公司統(tǒng)計，可視化可提高企業(yè)競爭力66%，減少50%-70%的信息請求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%-25%的各專業(yè)協(xié)調(diào)時間。項目比選階段的案可視化也能夠使項目參建者迅速把握關鍵項目控制點，確定施工重難點，分析資源配置合理性，為后續(xù)的施工組織設計優(yōu)化調(diào)整提供決策支持，能為水利工程的施工組織設計及宏觀決策提供有效的分析依據(jù)，BIM 模型信息的應用，一個建筑信息模型是一個單一的、完整一致的建筑信息數(shù)據(jù)庫，建立完整的項目BIM 數(shù)據(jù)信息，使工程構件參數(shù)化，從而實現(xiàn)工程項目管理信息化和技術信息化。

（1）管理信息化。建筑施工過程是一項典型的協(xié)同工作，不同專業(yè)、不同職責的施工主體之間需要進行信息共享和交流。同樣，在水利工程建設與管理過程也中會產(chǎn)生大量信息，項目參建各方各自為政，產(chǎn)生信息孤島和信息斷層問題，導致信息在工程全生命周期各階段流失嚴重，信息共享管理水平低，信息的使用與表達不能有效地反饋工程。BIM 模型包含的信息可實現(xiàn)工程檔案可視化、關聯(lián)化、高效率化管理，為項目建設過程中的信息交換、共享和集成化管理提供了有效平臺?；贐IM 技術的信息管理平臺如圖1 所示，按照項目進行的不同階段，將BIM 信息平臺劃分為三大子平臺：設計管理信息平臺、項目實施階段信息平臺和項目驗收及運維信息平臺。設計管理信息平臺包括項目建議書，可行性研究報告、初步設計3 個階段的信息，項目實施信息平臺包括施工圖設計和施工技術交底階段的信息；項目驗收及運維信息平臺提供竣工驗收，以及項目運行維護階段的信息。因此，使用BIM 技術建設一個項目的中央存儲庫，可徹底改變項目整個生命周期的信息管理模式。水利工程投資大，使用年限長，人員流動大，一些隱蔽工程的信息流失嚴重，基于BIM 技術的信息管理平臺可保證這些信息的完整性、準確性和可追溯性。同時，基于BIM 技術的應急管理包括：預防、警報和準確定位，避免在事故發(fā)生后翻看繁多復雜的圖紙而延誤最佳救援時間。

（2）技術信息化。水利工程施工條件復雜，工程量大，施工難點多，目前，我國水利工程施工技術水平普遍較低。BIM 技術作為一種對建筑物物理和功能特性進行數(shù)字描述的信息庫，BIM 模型在工程設計、施工等過程中支持多種應用，對于一個完整使用BIM 技術的工程來說，不僅包括虛擬的三維可視化模型，也應該包括可視化的施工任務和施工順序，這些信息對于施工任務的安排以及施工進度計劃的確定將起到至關重要的作用，同時，模型包含的建筑物本身的定量信息會直接鏈接到相關的成本數(shù)據(jù)庫，對于項目建設前期的投資控制非常有利，精細度級別越高的模型，項目的成本估算越精確。從項目設計階段到施工階段的BIM 模型包含不同的信息，如表所示。

目前，BIM 技術的發(fā)展已經(jīng)給各大行業(yè)施工工作帶來了極大的便利，而其信息完備性、協(xié)調(diào)性、可視性和優(yōu)化性等特點對于工程項目的完成都將發(fā)揮積極地促進效果。但從水利行業(yè)技術發(fā)展來看，BIM 技術的推廣仍舊不太樂觀。為了使BIM 的經(jīng)濟效益在水利工程項目中也得以施展，政府、行業(yè)協(xié)會、施工技術人員等都將發(fā)揮自身作用，投入到BIM 技術的推廣和宣傳工作中。通過制定相應法律法規(guī)、加大行業(yè)宣傳、開展公益性BIM 課程講座的形式，將現(xiàn)有BIM 技術在水利工程項目中的使用障礙予以清除，以實現(xiàn)水利工程項目的現(xiàn)代化和創(chuàng)新化發(fā)展，為BIM 提供更為寬廣的發(fā)展空間。

參考文獻

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（作者單位：安吉縣水利水電勘測設計所有限公司）