BIM技術(shù)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用

張洋 胡偉 祝懷冰 渤海石油航務(wù)建筑工程有限責(zé)任公司

隨著我國(guó)社會(huì)建設(shè)與國(guó)家發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們對(duì)于自然環(huán)境的改造和適應(yīng)能力也在逐步提高，水運(yùn)工程項(xiàng)目便是眾多社會(huì)改造項(xiàng)目中一項(xiàng)具有重要社會(huì)性價(jià)值的工程。而為了建設(shè)企業(yè)及有關(guān)單位在水運(yùn)工程項(xiàng)目的落實(shí)過程中，能夠更加全面對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段、施工階段及驗(yàn)收階段等環(huán)節(jié)工作進(jìn)行科學(xué)管理，便需要依靠BIM技術(shù)改善管理模式和優(yōu)化管理方法。

1.BIM技術(shù)的內(nèi)容及特點(diǎn)概述

BIM技術(shù)核心理念早在上世紀(jì)七八十年代便已經(jīng)有了初步的雛形，而隨著漫長(zhǎng)發(fā)展歷史的不斷推進(jìn)。該技術(shù)目前已經(jīng)通過融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能化技術(shù)等高尖端專業(yè)技術(shù)，成為了一種具有較好綜合型應(yīng)用價(jià)值、作為很多行業(yè)發(fā)展過程中不可缺少的戰(zhàn)略性管理技術(shù)。通過大量的實(shí)踐應(yīng)用和技術(shù)分析，我們可以發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)的核心特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：

（1）可視化特點(diǎn)。BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)是其在建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，充分發(fā)揮出了輔助模型設(shè)計(jì)及診斷設(shè)計(jì)缺陷問題的重要作用。通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)二維工程設(shè)計(jì)圖紙以三維立體實(shí)物的形式展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員面前，這便極大提高了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

（2）模擬性特點(diǎn)。BIM技術(shù)所具備的模擬功能使得相關(guān)建設(shè)企業(yè)在工程設(shè)計(jì)階段中，便能夠初步掌握工程項(xiàng)目落實(shí)過程中存在的技術(shù)難點(diǎn)與安全隱患問題，同時(shí)還能夠在一定程度上了解到工程竣工后在使用壽命期間內(nèi)的變化情況。因此，BIM技術(shù)的模擬性特點(diǎn)對(duì)于促進(jìn)管理單位提前預(yù)防工程項(xiàng)目中的隱患問題具有重要意義。

（3）協(xié)調(diào)性特點(diǎn)。協(xié)調(diào)性特點(diǎn)主要體現(xiàn)在BIM技術(shù)應(yīng)用于工程管理等方面工作中，例如水運(yùn)工程等大型工程項(xiàng)目大多具備多個(gè)參建組織及管理部門，而只有當(dāng)各組織之間形成良好的協(xié)調(diào)性合作關(guān)系，才能夠使各管理崗位職責(zé)得到充分的發(fā)揮。因此BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，是解決管理組織及管理階層之間的矛盾問題和利益協(xié)調(diào)問題的有效依靠。

2.水運(yùn)工程項(xiàng)目中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 BIM技術(shù)在水運(yùn)工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

2.1.1 勘察階段的應(yīng)用

勘察階段工作是水運(yùn)工程項(xiàng)目施工準(zhǔn)備期間的重要工作內(nèi)容，通過有效的實(shí)地勘察和測(cè)量，能夠使建設(shè)企業(yè)更加全面、真實(shí)的掌握施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境信息及地質(zhì)情況，有助于現(xiàn)場(chǎng)施工過程中規(guī)避不必要的風(fēng)險(xiǎn)與安全問題。隨著BIM技術(shù)在工程勘察切斷中的應(yīng)用，極大地改善了傳統(tǒng)地質(zhì)勘測(cè)模式下信息掌握程度不夠全面、勘測(cè)效率低下和測(cè)量精度較差等問題。同時(shí)還有效利用了數(shù)據(jù)收集和錄入方式，形成較為直觀的地質(zhì)圖供施工單位進(jìn)行參考，確保了施工前期工作的準(zhǔn)備充足。

2.1.2 地形測(cè)繪階段的應(yīng)用

地形測(cè)繪階段是水運(yùn)工程項(xiàng)目施工單位對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行深入分析、并初步制定和形成施工方案的重要階段。與傳統(tǒng)的人工繪制地形圖方式相比，企業(yè)通過BIM技術(shù)與GPS、GIS等技術(shù)的配合應(yīng)用，全方面提高了地形測(cè)繪的質(zhì)量、水平及工作效率。在BIM技術(shù)的支持下所形成的全方位三維立體圖形，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)地形情況及變化趨勢(shì)進(jìn)行了真實(shí)全面的再現(xiàn)，同時(shí)也便捷了設(shè)計(jì)人員對(duì)工程模型與施工方案的修正和優(yōu)化工作。

2.1.3 場(chǎng)地設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

場(chǎng)地設(shè)計(jì)階段中主要是對(duì)水運(yùn)工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的基坑開挖和陸域形成等施工環(huán)節(jié)，進(jìn)行整體的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。在此階段工作中，涉及到對(duì)大量地層信息及地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布情況的應(yīng)用與分析，較大的作業(yè)量及復(fù)雜的參數(shù)運(yùn)算無(wú)疑給工作人員增添了極大的壓力。但是，如果能夠有效利用BIM技術(shù)的三維模型顯示及地質(zhì)信息的存儲(chǔ)和調(diào)取功能，那么便會(huì)使信息的統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算和查詢變得更加簡(jiǎn)單和便捷。另外，隨著大量自動(dòng)化機(jī)械作業(yè)設(shè)備在建設(shè)企業(yè)施工過程中的廣泛普及和應(yīng)用，控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的智能化輸出便成為了未來建設(shè)企業(yè)發(fā)展的主流方向，而BIM技術(shù)對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)和數(shù)據(jù)的管理、運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)能力只要能夠很好地適應(yīng)機(jī)械設(shè)備智能化控制系統(tǒng)的工作。

2.2 BIM技術(shù)在水運(yùn)工程施工階段的應(yīng)用

2.2.1 高樁梁板施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

對(duì)于高樁碼頭的現(xiàn)場(chǎng)施工而言，良好的施工質(zhì)量有賴于工程模型的構(gòu)建是否科學(xué)合理，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下由于對(duì)信息的掌握程度和數(shù)據(jù)處理能力存在一定的限制，因此往往會(huì)導(dǎo)致構(gòu)建的模型和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況存在較大的不匹配問題。而目前水運(yùn)工程施工單位已經(jīng)能夠通過利用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三維模型在時(shí)間維度上的變化情況控制，這對(duì)于解決數(shù)據(jù)處理精確性較差、模型構(gòu)建及工程量計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng)等問題起到了重要的優(yōu)化作用。另外，通過對(duì)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，施工單位能夠更加及時(shí)的掌握高樁碼頭施工進(jìn)度及成本變化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化信息。因此一旦管理人員發(fā)現(xiàn)成本支出狀況和工程進(jìn)度與造價(jià)預(yù)算及設(shè)計(jì)方案存在較大出入，便可以通過調(diào)整工藝流程和施工組織計(jì)劃有效控制工程造價(jià)與施工進(jìn)度，以此來保障水運(yùn)工程建設(shè)質(zhì)量及施工單位經(jīng)濟(jì)效益不受損害。

2.2.2 板樁施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

BIM技術(shù)對(duì)于板樁施工技術(shù)的主要應(yīng)用效果，主要體現(xiàn)在通過可視化的功能確保板樁構(gòu)件的設(shè)計(jì)、制作、安裝和質(zhì)量驗(yàn)收等環(huán)節(jié)工作，具備較好的安全性與科學(xué)性。通過對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，使得工程設(shè)計(jì)人員不需要深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督，便能夠充分掌握港口項(xiàng)目板樁施工的基本情況和存在的問題。同時(shí)還能夠依據(jù)從施工現(xiàn)場(chǎng)采集到的真實(shí)信息和數(shù)據(jù)參數(shù)，在板樁構(gòu)件模型構(gòu)建和運(yùn)行模擬的過程中及時(shí)對(duì)缺陷問題和安全隱患進(jìn)行補(bǔ)足與消除，真正做到了施工與管理相結(jié)合、有效保障了工程項(xiàng)目建設(shè)過程及現(xiàn)場(chǎng)施工人員的安全。

2.3 提高水運(yùn)工程中BIM技術(shù)應(yīng)用效果的有效措施

2.3.1 建立和完善水運(yùn)工程BIM標(biāo)準(zhǔn)化體系

BIM技術(shù)所具備的高性能和較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的管理體系下才能夠充分的發(fā)揮出作用，因此有關(guān)企業(yè)及管理單位在應(yīng)用技術(shù)的同時(shí)，要注重對(duì)BIM標(biāo)準(zhǔn)框架體系的構(gòu)建與完善。標(biāo)準(zhǔn)化體系中應(yīng)包含信息技術(shù)自身的操作標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用于工程管理工作時(shí)應(yīng)具備的必要條件以及對(duì)工作人員和施工企業(yè)的專業(yè)水平要求標(biāo)準(zhǔn)等。另外，在BIM標(biāo)準(zhǔn)化體系應(yīng)用的過程中還應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)充和審查，對(duì)于存在的管理漏洞和不足之處要加強(qiáng)重視，這樣才能避免在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中對(duì)有關(guān)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失和不良的發(fā)展影響。

2.3.2 深入研究BIM技術(shù)及其相關(guān)軟件

技術(shù)研究與軟件開發(fā)是維持BIM技術(shù)不斷進(jìn)行更新并適應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的重要基礎(chǔ)，隨著未來水運(yùn)工程項(xiàng)目建設(shè)需求的進(jìn)一步擴(kuò)大，BIM技術(shù)只有進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和優(yōu)化才能夠更加有效地為社會(huì)建設(shè)持續(xù)作出貢獻(xiàn)。例如，可以將地質(zhì)水文建模、平臺(tái)GIS平臺(tái)、云平臺(tái)管理和工程造價(jià)控制平臺(tái)等相關(guān)技術(shù)與軟件和BIM技術(shù)相結(jié)合，從而形成具備更高綜合性能、應(yīng)用范圍更加廣泛的BIM系統(tǒng)及配套軟件。這樣能夠進(jìn)一步提高我國(guó)水運(yùn)工程設(shè)計(jì)及施工管理的水平，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)普及意義和研究?jī)r(jià)值的有效提高，使其真正發(fā)展為面向未來、對(duì)改善人民生活具有更高實(shí)際價(jià)值的尖端技術(shù)。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)研究的逐步深入與加強(qiáng)投入，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國(guó)水運(yùn)工程管理工作提供了重要的支持與幫助。有關(guān)建設(shè)企業(yè)應(yīng)通過不斷的學(xué)習(xí)借鑒經(jīng)驗(yàn)，更加全面的掌握BIM核心技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，并積極構(gòu)建BIM標(biāo)準(zhǔn)化體系和培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才，使水運(yùn)工程項(xiàng)目的質(zhì)量與成本控制達(dá)到更高水平。