BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蔣賽

邯鄲市水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 河北邯鄲 056000

不同的工程技術(shù)人員可以通過使用該三維模型來對建設(shè)項(xiàng)目作出正確的處理方案，實(shí)現(xiàn)各團(tuán)體之間的數(shù)據(jù)信息交互，提高施工效率。通過使用BIM技術(shù)，以工程數(shù)字化作為核心的工程全生命周期管理，能夠?yàn)樗袠I(yè)的創(chuàng)新提供機(jī)會(huì)。

1 BIM技術(shù)的簡單介紹

BIM技術(shù)能夠把二維設(shè)計(jì)逐漸轉(zhuǎn)換為三維數(shù)字設(shè)計(jì)形式，從而提高工程項(xiàng)目的整體建設(shè)水平，推動(dòng)綠色建筑的整體發(fā)展進(jìn)程，提高整個(gè)行業(yè)的信息化水準(zhǔn)以及推動(dòng)建設(shè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及轉(zhuǎn)型。在工程項(xiàng)目中運(yùn)用BIM技術(shù)，會(huì)擁有諸多優(yōu)勢，例如工程成本的控制、項(xiàng)目的協(xié)同管理、施工進(jìn)度、可視化以及虛擬化等方面，從而進(jìn)一步優(yōu)化工程項(xiàng)目的整體規(guī)劃以及施工設(shè)計(jì)等。因?yàn)槠淠軌虬芽毓こ添?xiàng)目的施工成本、減少工程項(xiàng)目的施工時(shí)間、提升工程效率以及施工質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。該技術(shù)最先運(yùn)用的行業(yè)是建筑行業(yè)，通過不斷地發(fā)展以及優(yōu)化逐漸運(yùn)用到了其他行業(yè)領(lǐng)域中[1]。

2 BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

使用該技術(shù)能夠更為真實(shí)地實(shí)現(xiàn)對水利工程的模擬，以此從多角度制定設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，并從中選擇更具有適合性的方案種類。此外BIM技術(shù)還能通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對工程全貌的展示，使整個(gè)工程具有可視性特征，將設(shè)計(jì)理念和具體的規(guī)劃內(nèi)容體現(xiàn)于BIM模型上，便可在一定程度上降低對工程設(shè)計(jì)的控制難度。BIM技術(shù)還能對設(shè)計(jì)實(shí)施的效率起到促進(jìn)與提升作用。以傳統(tǒng)方式實(shí)施工程設(shè)計(jì)只能通過二維圖形的方式對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行繪制，此后依據(jù)二維圖形實(shí)施建模，該操作程序更為復(fù)雜，且用時(shí)較多，因此整體的效率偏低。而使用BIM技術(shù)參與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，便可建立相應(yīng)的BIM模型，不但極大節(jié)省了時(shí)間，還能簡化操作程序。具體而言，BIM技術(shù)能夠?qū)⒁酝亩S轉(zhuǎn)化為三維形式建立模型，從而明顯提升工程設(shè)計(jì)的實(shí)施效率。此外該技術(shù)還能對工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量起到一定的促進(jìn)作用，使用BIM技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員能夠基于模擬和可視技術(shù)構(gòu)建工程的模型，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，便于設(shè)計(jì)人員在第一時(shí)間進(jìn)行糾錯(cuò)，完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的不斷優(yōu)化和提升。BIM技術(shù)還具有改善設(shè)計(jì)效果的優(yōu)勢，使設(shè)計(jì)內(nèi)容的呈現(xiàn)更為直觀。技術(shù)人員能夠從可視化的設(shè)計(jì)內(nèi)容中較為直接地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，從而方便糾錯(cuò)[2]。

3 BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.1 管理信息化

建筑施工過程是一項(xiàng)不同責(zé)任、不同專業(yè)施工主體之間的信息交流和共享的協(xié)同工作，在工程管理和建設(shè)過程中會(huì)形成大量的信息。若項(xiàng)目參建方各自為政，則很容易造成各階段信息在工程全生命周期的嚴(yán)重流失、信息斷層、信息孤島等問題，較低的信息共享管理無法有效的反饋工程狀況。所以，為徹底改變項(xiàng)目整個(gè)生命周期的信息管理模式有必要使用BIM技術(shù)建設(shè)一個(gè)項(xiàng)目中央存儲庫。水利工程具有人員流動(dòng)大、使用年限長和投資大等特征，一些隱蔽工程的信息在工程運(yùn)行過程中很可能流失，這些信息均可通過信息管理平臺實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、完整的贅述。

3.2 地質(zhì)三維建模

地質(zhì)專業(yè)可以通過移動(dòng)終端進(jìn)行地質(zhì)外業(yè)數(shù)據(jù)的測量、收集、整理，再把采集到的地質(zhì)信息直接導(dǎo)入Civil3D中，并根據(jù)測繪專業(yè)生成的地形曲面，通過地質(zhì)數(shù)據(jù)管理庫自動(dòng)建立各地層三維曲面和地質(zhì)體模型，實(shí)現(xiàn)了下序?qū)I(yè)設(shè)計(jì)人員直觀、快速、準(zhǔn)確地了解項(xiàng)目工程區(qū)域地質(zhì)情況。該三維地質(zhì)模型基于Civil3D平臺，可自動(dòng)生成地質(zhì)分析成果與報(bào)告報(bào)表，也可方便、快捷的完成地質(zhì)體剖切出圖，最后通過Vault平臺與下序各專業(yè)進(jìn)行協(xié)同[3]。

3.3 BIM交付內(nèi)容的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)過程中對BIM技術(shù)的應(yīng)用效果，直接決定了該技術(shù)在項(xiàng)目整體的完成效果。對此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)對其投入必要的重視。BIM技術(shù)在概念及操作等方面具有較為突出的優(yōu)勢，理論上能夠全面滲透于項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，卻難以實(shí)現(xiàn)全面的滲透使用。在當(dāng)前設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，BIM最為優(yōu)化的交付方式為模型指導(dǎo)施工。普通的模型通常會(huì)包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)、使用原料及其性質(zhì)等內(nèi)容，此外還包括產(chǎn)品位置信息，及其與相關(guān)產(chǎn)品的異同特征。技術(shù)人員通過分析信息模型，能夠獲得更多的數(shù)據(jù)信息，這些信息內(nèi)容都與設(shè)計(jì)關(guān)系緊密，也可對設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行有效的觀察。在數(shù)字化技術(shù)的支持下，后續(xù)的施工工序能夠更為順利、高效完成。

3.4 BIM技術(shù)的應(yīng)用成效

（1）采用BIM模型詳細(xì)審核圖紙，在一定程度上發(fā)揮著深化設(shè)計(jì)的作用。另外，BIM模型的應(yīng)用提高了業(yè)主同其他參建單位之間的溝通效率。（2）復(fù)雜難懂的圖紙可通過BIM模型實(shí)現(xiàn)直觀、完整的沙盤模型轉(zhuǎn)化，深入分析發(fā)現(xiàn)水庫大壩和上游圍堰之間的布置距離太近，相互施工受到較大的干擾，對于加快施工進(jìn)度造成不利影響，因此對圍堰位置利用BIM模型實(shí)現(xiàn)任意快速的調(diào)整，提高了樞紐布置的合理性。（3）工程開工前通過碰撞檢查各專業(yè)模型，提交相關(guān)報(bào)告。工程單位相關(guān)人員在大壩模型建成后，判斷認(rèn)為需要對閘門啟閉裝置采取加固措施，原設(shè)計(jì)過于簡單。（4）根據(jù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工放樣結(jié)果形成施工交底文件，施工進(jìn)度模擬為項(xiàng)目工期控制和進(jìn)度管理提供依據(jù)。BIM模型解決了以上問題，加強(qiáng)了參建各方的信息交流，減少了項(xiàng)目建設(shè)過程中的返工，土壤量的精確計(jì)算節(jié)約了項(xiàng)目成本投入，在水利工程應(yīng)用中BIM模型體現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

總之，在水利工程設(shè)計(jì)工作開展過程，有效地應(yīng)用BIM技術(shù)是必要的，隨著新時(shí)期BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，其在水利工程設(shè)計(jì)過程的有效應(yīng)用利于全面提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，作為相關(guān)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)與創(chuàng)新研究，從而才能不斷總結(jié)更加高效的設(shè)計(jì)策略，以不斷提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。