在水利工程建設(shè)與管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

龔甜甜　李雷

摘 要：建筑信息模型在當(dāng)前工程領(lǐng)域中應(yīng)用范圍較廣，在水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)中合理應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)こ探ㄔO(shè)中仿真信息規(guī)范化查詢，有效結(jié)合各類工程項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)狀判定對(duì)應(yīng)的樞紐結(jié)構(gòu)位置，掌握土方使用量具體情況。

關(guān)鍵詞：水利工程;建設(shè)管理;BIM技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S277.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

BIM技術(shù)是一項(xiàng)高度集成技術(shù)，其具備信息便捷共享、便于歸納總結(jié)等特征，在多數(shù)工程項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用較為廣泛。BIM主要是依賴于工程數(shù)字以及物理性表達(dá)，能將不同工程信息進(jìn)行整合，建立完善的資源平臺(tái)，為項(xiàng)目建設(shè)各個(gè)階段擬定的各項(xiàng)決策提供有效依據(jù)。在項(xiàng)目不同建設(shè)周期內(nèi)，多階段管理人員對(duì)BIM系統(tǒng)多項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取、查閱、共享，能有效掌握項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)狀，擬定更為規(guī)范化的發(fā)展決策。

1 結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)狀進(jìn)行建模、規(guī)劃

在水利工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，要注重對(duì)施工區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，建立項(xiàng)目立體化仿真模型。在模型構(gòu)建中要錄入生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)以及多項(xiàng)準(zhǔn)備操作。通過(guò)此類策略應(yīng)用，能最大程度滿足項(xiàng)目多樣化建設(shè)要求，結(jié)合項(xiàng)目具體施工現(xiàn)狀及時(shí)擬定改變措施。為了保障項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量全面提升，施工人員要建立三維模型、四維模型。

水利工程項(xiàng)目自身具有突出的建設(shè)特征，相關(guān)施工人員在項(xiàng)目施工建設(shè)中要消耗較長(zhǎng)時(shí)間。在此類現(xiàn)狀中，要注重在施工過(guò)程中滲透BIM技術(shù)，有助于提升項(xiàng)目規(guī)劃成效。依照項(xiàng)目施工內(nèi)容與建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建立體化模型。模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)建立中，要注重對(duì)施工全過(guò)程合理掌握。全面優(yōu)化材料設(shè)備，提高設(shè)計(jì)方案針對(duì)性。在規(guī)劃以及施工現(xiàn)場(chǎng)管理中，要通過(guò)BIM技術(shù)做好多項(xiàng)模擬材料，為后續(xù)施工人員、設(shè)備材料配置奠定基礎(chǔ)。

2 基于地形BIM模型的土方量計(jì)算

土方量的計(jì)算可以直接在BIM模型中進(jìn)行處理，僅需要相關(guān)人員選擇目標(biāo)量，BIM技術(shù)就可以形成自動(dòng)計(jì)算，應(yīng)用價(jià)值較為突出。此外，BIM技術(shù)在土方量計(jì)算方面的應(yīng)用還可以表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。在水利工程項(xiàng)目建設(shè)中，土方測(cè)量以及土方計(jì)算對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)具有決定作用，也是項(xiàng)目預(yù)算、施工技術(shù)人員展開(kāi)施工操作的重要參照依據(jù)，能為施工現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定施工補(bǔ)充更多數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)階段土方測(cè)量中常用的軟件主要有Auto CAD以及GIS遙感等。BIM展開(kāi)土方數(shù)據(jù)精確化測(cè)量主要是結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)狀建立與工程環(huán)境相對(duì)應(yīng)的BIM模型。技術(shù)人員要對(duì)水利工程項(xiàng)目施工位置地理環(huán)境集中分析，建立對(duì)應(yīng)的地理環(huán)境模型，將不同空間三維曲線合理連接，其中得出的交線就是工程項(xiàng)目原地面曲線以及施工曲面相交線。實(shí)際包含的區(qū)域是項(xiàng)目施工過(guò)程中要進(jìn)行開(kāi)挖、回填的區(qū)域，此時(shí)要對(duì)相交區(qū)域?qū)嶋H體積展開(kāi)計(jì)算。在BIM技術(shù)中應(yīng)用的曲線測(cè)算動(dòng)態(tài)相連，在方案運(yùn)行中能快速計(jì)算施工中土方開(kāi)挖量，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中整合，之后依照實(shí)際施工現(xiàn)狀擬定科學(xué)化的施工規(guī)劃[2]。通過(guò)3D模型對(duì)水利項(xiàng)目多范圍數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在建設(shè)中對(duì)施工技術(shù)規(guī)范化控制，能在提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)降低成本。

3 水工建筑物BIM模型合理應(yīng)用

3.1 通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)樞紐結(jié)構(gòu)合理設(shè)置

水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)中針對(duì)樞紐設(shè)置，要注重對(duì)建筑項(xiàng)目平面以及高程進(jìn)行控制，保持在規(guī)定范圍內(nèi)。其中水利樞紐項(xiàng)目建設(shè)復(fù)雜程度較高，并不能簡(jiǎn)單通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行控制。要注重在多樣化工程條件約束中選取最佳實(shí)施方案。從當(dāng)前多個(gè)方案對(duì)比與選擇中能夠得出，其主要是以平面圖為基礎(chǔ)，依照項(xiàng)目管理人員自身專業(yè)化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)獲取相應(yīng)結(jié)果。在方案擬定中引入BIM模型，還要結(jié)合施工區(qū)域環(huán)境制作完整的項(xiàng)目沙盤(pán)，有助于項(xiàng)目建設(shè)管理人員隨時(shí)獲取項(xiàng)目施工具體現(xiàn)狀以及施工區(qū)域周邊環(huán)境條件。對(duì)BIM模型相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保各個(gè)決策方法能有效對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的沙盤(pán)。在確定階段，項(xiàng)目決策人員要注重規(guī)范化控制，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)中多項(xiàng)資源合理利用，提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量[3]。

3.2 BIM模型信息的應(yīng)用

單個(gè)建筑模型數(shù)據(jù)量受限，當(dāng)前要想提高BIM數(shù)據(jù)信息完整性，需要注重實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目工程參數(shù)化發(fā)展，合理應(yīng)用管理信息化以及技術(shù)應(yīng)用信息化。在水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)中，施工任務(wù)量較大，要求多部門(mén)施工人員協(xié)同施工，多個(gè)專業(yè)施工領(lǐng)域之間信息共享與交流。參與項(xiàng)目施工方單獨(dú)施工操作，對(duì)信息交流會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)面影響。通過(guò)BIM模型能將多項(xiàng)信息匯總成一個(gè)完整檔案，再將多項(xiàng)數(shù)據(jù)信息集中展示，全面提升綜合管理效率。在BIM信息平臺(tái)運(yùn)用中，主要是建立項(xiàng)目設(shè)計(jì)平臺(tái)、施工平臺(tái)、驗(yàn)收以及運(yùn)維管理平臺(tái)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理信息平臺(tái)中，要錄入項(xiàng)目建議書(shū)、初期設(shè)計(jì)方案以及項(xiàng)目施工可信性研究;在實(shí)施階段的信息平臺(tái)中，要注重融入水利工程項(xiàng)目施工環(huán)境以及技術(shù)交底內(nèi)容;在項(xiàng)目驗(yàn)收平臺(tái)中，主要是對(duì)完整項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收，掌握項(xiàng)目運(yùn)行階段信息。通過(guò)BIM技術(shù)能夠建立較為完整的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，對(duì)施工階段各過(guò)程進(jìn)行管理。水利工程項(xiàng)目施工投資較多，項(xiàng)目應(yīng)用周期較長(zhǎng)。項(xiàng)目施工中部分隱蔽工程損失量較大，通過(guò)平臺(tái)能有效對(duì)多項(xiàng)損失進(jìn)行控制，提高各環(huán)節(jié)信息完整性[4]。

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

各區(qū)域水利工程項(xiàng)目建設(shè)主要是提高區(qū)域防洪、發(fā)電、航運(yùn)等多項(xiàng)任務(wù)，在水利工程施工調(diào)度中，要注重設(shè)定洪水調(diào)度以及興利調(diào)度。通過(guò)BIM做好水庫(kù)以及水體大壩模型計(jì)算，在綜合技術(shù)分析中，通過(guò)壩前水位結(jié)合上游水流量對(duì)洪水調(diào)度合理控制。在高效化計(jì)算中劃分相應(yīng)流量作為水庫(kù)防洪、興利分界流量。水庫(kù)洪水調(diào)度運(yùn)行中主要是攔蓄洪水、降低壩前水位、泄洪等方式進(jìn)行操作。在BIM計(jì)算中，要分析水庫(kù)淹沒(méi)影響，對(duì)區(qū)域水力發(fā)電效益進(jìn)行分析，做好洪水消退回蓄、漲水預(yù)降水位等管理判定洪水調(diào)度方式，提高水庫(kù)運(yùn)行安全性，能成功渡過(guò)汛期，提高水利項(xiàng)目綜合經(jīng)濟(jì)效益[5]。

5 BIM技術(shù)應(yīng)用于工程運(yùn)行管理

在水利工程運(yùn)行管理中，相關(guān)管理人員要對(duì)水電站運(yùn)營(yíng)、泄水閘、船閘等進(jìn)行管理，提高庫(kù)區(qū)運(yùn)行管理與安全監(jiān)管成效。泄水閘運(yùn)行管理中，要做好泄水閘啟閉操作，對(duì)各類閘體建筑物、機(jī)電設(shè)備、施工結(jié)構(gòu)等進(jìn)行運(yùn)行管護(hù)，定期實(shí)施維修操作。在船閘運(yùn)行管理中，管理人員要合理組織人員船舶通航過(guò)閘，對(duì)建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備養(yǎng)護(hù)維修等，對(duì)船舶啟閉機(jī)房進(jìn)行管理，對(duì)多種水利建筑物、堤防項(xiàng)目、導(dǎo)托渠等進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)管以及多項(xiàng)維護(hù)。在項(xiàng)目管理中，管理人員要全面提高安全監(jiān)管重視度，做好庫(kù)區(qū)工程、樞紐工程監(jiān)管，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)合理整合，分析項(xiàng)目施工監(jiān)測(cè)結(jié)果，掌握建筑物基本運(yùn)行情況。多項(xiàng)工作之間相互獨(dú)立且相互聯(lián)系，做好此類管理操作要注重分析多項(xiàng)工作之間的交叉對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)BIM技術(shù)運(yùn)用，能分析不同水利工程中建筑物、建筑設(shè)備、電氣設(shè)備的聯(lián)系性，提高工程管理成效。同時(shí)能整合多項(xiàng)安全監(jiān)管數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目施工中存有的各項(xiàng)問(wèn)題，及時(shí)擬定針對(duì)性維修養(yǎng)護(hù)措施，對(duì)各項(xiàng)負(fù)面問(wèn)題產(chǎn)生危害進(jìn)行控制[6]。

水利工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)的應(yīng)用還表現(xiàn)在具體施工方案的審查上，該方面的應(yīng)用主要目的就是評(píng)價(jià)具體施工方案的可行性，對(duì)于后續(xù)施工建設(shè)中可能難以落實(shí)的內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)修正處理。BIM技術(shù)可以針對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效模擬分析，通過(guò)相關(guān)模塊虛擬運(yùn)行設(shè)計(jì)方案，結(jié)合地形模型分析設(shè)計(jì)方案的后續(xù)施工應(yīng)用效果，尤其是在復(fù)雜管線的碰撞檢測(cè)分析中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值較為突出，可以直接明確設(shè)計(jì)方案和施工現(xiàn)場(chǎng)可能存在的沖突，為后續(xù)施工建設(shè)提供較強(qiáng)地指導(dǎo)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合上述，水利工程項(xiàng)目施工任務(wù)量較大，多環(huán)節(jié)施工技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜程度較高，施工活動(dòng)參與人員綜合素質(zhì)有著較大差異，導(dǎo)致項(xiàng)目施工質(zhì)量難以有效控制。在水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)中合理應(yīng)用BIM技術(shù)能有效優(yōu)化此類問(wèn)題，通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用快捷計(jì)算出土方應(yīng)用量，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)合理計(jì)算，提高計(jì)算成效。在后續(xù)發(fā)展中，要注重對(duì)各項(xiàng)技術(shù)集中優(yōu)化，調(diào)節(jié)項(xiàng)目施工工期，降低施工成本，為后續(xù)項(xiàng)目施工建設(shè)提供保障。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 周康）