水利水電工程BIM技術的應用

摘 要：隨著信息化技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，促進了各工程領域的進步和發(fā)展。在水利水電施工過程中，信息化手段尤其是BIM技術也同樣參與進來，為施工全過程的管理帶來了極大的方便，包括在工程造價、設計變更、深化設計、各專業(yè)圖紙優(yōu)化協(xié)調(diào)、運行維護等方面。文章介紹在水電工程施工各個階段應用BIM技術的方法和方式，并提出可行性建議。

關鍵詞：水利水電工程;施工;BIM技術

1水利水電工程建設目前存在的問題

水利工程施工有著地質(zhì)條件復雜、施工周期較長、多專業(yè)多部門互相協(xié)調(diào)的特點，施工的管理方式的選擇直接影響著施工質(zhì)量與成本。從開工前的勘察設計與圖紙優(yōu)化，到中期的施工組織與施工指導，到后期的竣工運維，效率和成本始終是工程的核心問題。常規(guī)的水利水電工程施工依然采用粗放的施工方式，存在著深化設計準備不足、施工組織管理制度不健全、設計變更協(xié)同影響進度等諸多問題。大多數(shù)的水利工程，缺少高效的方法，存在調(diào)配人員、機械、材料以及成本不合理等諸多亂象。

1.1深化設計問題

在當前水利水電工程施工前期，拿到各專業(yè)施工圖紙后會進行圖紙會審，各專業(yè)施工隊伍會對各重點施工部位的施工進行探討。但依然無法避免以下兩種問題，一是僅拿到二維的CAD圖紙，空間中細節(jié)的部無法清晰展現(xiàn)，一些重點部位的問題難題無法提前檢查到，到施工階段的時候會因此耽誤工期。一是各專業(yè)施工隊伍練習不夠緊密，各專業(yè)直接溝通不夠，在后期施工過程中會出現(xiàn)專業(yè)沖突的問題，例如壩體結構施工與預留管線之間沒有協(xié)調(diào)好，會導致返工等情況，各專業(yè)之間的沖突無法的施工前期提前預見，耽誤工期，影響效率，深化設計問題尤為凸顯。

1.2施工組織管理問題

首先，施工過程中由于環(huán)節(jié)諸多且繁瑣，導致勘察設計單位、建設單位、施工單位等主體的相互溝通協(xié)調(diào)存在一定問題。其次，場地布置、現(xiàn)場的人員、各工種進場撤場時間、材料進場時間、機械以及臨水臨電等問題，組織混亂、協(xié)調(diào)溝通不暢，嚴重影響了施工進度，進而影響了施工成本。

1.3設計變更與進度問題

招投標制度應用于水利工程建設中，后期的設計變更以及施工變更嚴重影響著整體的施工進度和成本。設計變更在工程建設前期無法預見，往往在施工期間出現(xiàn)問題，變更制度缺乏，設計變更次數(shù)過多嚴重影響進度及成本。

2施工管理前期的應用舉措

為解決以上問題，需借助 BIM 模型實現(xiàn)施工管理信息共享和數(shù)據(jù)交換。BIM模型可以儲存諸多信息文件，可實現(xiàn)水利工程資源可視化、集成化、虛擬化管理，為工程建設過程中的數(shù)據(jù)交換、集成化管理創(chuàng)造有利條件。

2.1水利水電工程BIM模型的創(chuàng)建

應用BIM技術的第一步，就是創(chuàng)建水利水電工程BIM模型。水利水電工程與建筑工程不同的是，我們需要采集水利工程周邊的地質(zhì)地形地貌信息，并使之與工程結合。因此，我們通過利用GPS技術采集地理信息數(shù)據(jù)，建立GPS控制網(wǎng)絡，可實現(xiàn)在區(qū)域范圍內(nèi)對于基礎數(shù)據(jù)信息的自動化采集，并應用GIS系統(tǒng)為水利水電工程提供多元化的信息資料和準確的信息內(nèi)容，能夠實現(xiàn)對地形地貌信息的準確采集。隨后在建模軟件中根據(jù)圖紙建立BIM模型，其中，BIM 模型應包括水利工程建筑物自身定量信息以及關聯(lián)的成本數(shù)據(jù)庫，模型的精細程度直接關系水利工程前期深化設計、成本控制和進度把控等方面內(nèi)容。

2.2深化設計

二維的CAD圖紙，空間中細節(jié)的部無法清晰展現(xiàn)，但BIM模型可以解決這個問題。因此要從以下方面解決深化設計問題。

2.2.1圖紙優(yōu)化協(xié)同

搜集項目各個參與方相關的信息數(shù)據(jù)創(chuàng)建BIM模型，檢查各個專業(yè)之間碰撞、不合理、錯誤、達不到設計要求、壩體坡度達不到要求等問題，然后把問題和修改建議反應給各參與方，更新BIM模型進行協(xié)同驗證，從而使各個參與方各個專業(yè)的信息數(shù)據(jù)在BIM的統(tǒng)一平臺進行協(xié)同作業(yè)，信息數(shù)據(jù)完全共享使得各個環(huán)節(jié)溝通更加流暢，解決施工前期的不協(xié)調(diào)問題。

2.2.2施工指導

在水利工程壩體安裝管線密集的區(qū)域和機房，BIM可利用三維機電立體模型效果結合平面圖、剖面圖協(xié)助施工人員直觀、形象了解整體空間結構，使安裝管線一目了然輕松施工，如遇到碰撞問題BIM模型可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，反饋到BIM模型中結合各個專業(yè)的工程師找出合理的解決辦法進行施工。

2.3制定施工組織計劃

提前根據(jù)BIM模型制定好施工部署，確定各個分部分項工程的施工計劃，確定施工方法和施工機械。應用BIM三維場布軟件，確定項目的平面和空間上的安排，確定垂直運輸機械，道路、臨時生成設施等位置。

3施工階段應用舉措

3.1 設計變更處理

應用 BIM 技術后，使水利工程的設計變更提前預見，達到提前發(fā)現(xiàn)提前解決的效果。水利工程實際BIM信息模型建模完成后，用BIM進行管理，施工人員和BIM技術人員一起協(xié)調(diào)發(fā)現(xiàn)問題，緊接著做出解決預案，隨后將設計變更情況在三維BIM模型上進行及時調(diào)整和修改。這樣就可以實現(xiàn)對設計變更的有效管理和動態(tài)控制。

3.2 施工過程進度管理

應用BIM5D軟件解決施工進度管理問題。BIM5D技術是對BIM3D模型信息基礎之上的拓展，形成了一個五個維度的信息整體，建立了3D模型與時間、成本的聯(lián)系。施工單位可以實時掌握施工現(xiàn)場的材料、人工、造價隨時間變化的情況，便于統(tǒng)籌全局，做出部署。

3.3竣工運維階段

運營階段是水利工程的核心，要全力提高水利工程信息化水平，做到日常運行穩(wěn)定高效，應急情況處理迅速。

3.3.1運維管理可視化

在運維階段調(diào)試或檢修設備時，工作人員需要對照圖紙確定構件的精準空間位置，得益于各個專業(yè)的信息數(shù)據(jù)在BIM的統(tǒng)一平臺都有保存，運用竣工BIM三維模型可以隨時調(diào)取、查看各種設備尤其是機電設備的位置及信息。

3.3.2應急管理決策

利用BIM模型來模擬突發(fā)情況，比如洪水、火災等情況，做好設備搶修和人員疏散的預案，并對方案進行測試。

4結論

在水利水電施工和運行過程中，應用 BIM 技術可以提高水利工程施工方案的合理性，在工程造價、設計變更、深化設計、各專業(yè)協(xié)同、運行維護等方面都能為施工的工作帶來幫助，提高工程施工質(zhì)量以及各部門的工作效率，為整個水利領域的信息化的發(fā)展提供巨大幫助。

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作者簡介：

王偉（1989.09.21—），男，漢族，江蘇省泰州市人，大學專科，助理工程師，從事機械設計的工作（水泵的設計） 。