水利工程施工質(zhì)量控制中BIM 技術(shù)的實際應(yīng)用

梁紹光

（廣東百盛建設(shè)工程有限公司，廣東 江門 529000）

BIM 技術(shù)是在計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用三維技術(shù)、數(shù)據(jù)接入技術(shù)、CAD 技術(shù)等，將建設(shè)工程的各類管理信息，通過計算機(jī)這個信息管理載體，服務(wù)于建設(shè)工程的全過程。BIM 技術(shù)在建筑領(lǐng)域的完美應(yīng)用，同樣可以在水利工程建設(shè)項目中得到充分的展示[1]。對此，本文以水利工程施工質(zhì)量控制中BIM 技術(shù)的實際應(yīng)用為研究課題，做如下幾個方面的探討。

1 BIM 技術(shù)的內(nèi)涵闡釋

BIM 是英文Building Information Modeling 的縮寫。BIM 是由美國人Chuck Eastmen 教授首次提出的。BIM以建筑項目的設(shè)計、規(guī)劃、施工和運(yùn)行等各個階段周期內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用三維技術(shù)、CAD 技術(shù)對分散的各類信息進(jìn)行整合，形成工程建設(shè)項目全生命周期的建筑模型[2]。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以使項目建設(shè)的各參與方能協(xié)調(diào)合作，共同進(jìn)行管理，加快工程進(jìn)度，提高工程質(zhì)量，縮短工程建設(shè)周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。我國對BIM 技術(shù)的應(yīng)用極為重視，國家城鄉(xiāng)建設(shè)部于2016 年在2016-2020 年信息化建設(shè)發(fā)展計劃中就明確要求要加強(qiáng)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)建筑施工企業(yè)管理水平的提高。BIM 的特點主要有五個方面：可視性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化行性、可出圖性。

2 BIM 技術(shù)應(yīng)用價值及其意義與優(yōu)勢

2.1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用價值

第一，在設(shè)計階段的應(yīng)用價值。主要包括參數(shù)化建模、對建筑性能進(jìn)行分析、對建筑性能化進(jìn)行設(shè)計、進(jìn)行設(shè)計交底四個方面。

第二，在施工階段的應(yīng)用價值。主要包括各專業(yè)對設(shè)計圖紙進(jìn)行會審、對設(shè)計意圖進(jìn)行可行性分析論證、對施工現(xiàn)場進(jìn)行可視化管理、視頻演示交底、基于BIM 的工程監(jiān)理項目控制[3]。

第三，運(yùn)營階段的應(yīng)用價值。主要包括將核心業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成建筑設(shè)施語言；基于BIM 的企業(yè)空間管理、設(shè)施運(yùn)行維護(hù)、建筑企業(yè)采購管理[4]。

2.2 BIM 技術(shù)對水利工程的實踐意義

第一，有利于提高水利工程的工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、縮短建設(shè)工程周期、提高施工建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

第二，有利于水利工程的設(shè)計、施工工藝朝向信息化、數(shù)字化的方向邁進(jìn)。

第三，有利于水利工程施工質(zhì)量的提高、施工成本的降低、項目施工目標(biāo)的實現(xiàn)。

第四，有利于水利工程建設(shè)的規(guī)范化、科學(xué)化進(jìn)行[5]。

2.3 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢分析

BIM 技術(shù)作為新興的信息化集成技術(shù)，在水利工程建設(shè)中無論是堤防工程、壩體工程，還是水工建筑工程，對工程的質(zhì)量控制都有著獨特的優(yōu)勢[6]。下面本文用傳統(tǒng)的施工質(zhì)量控制方式與BIM 施工質(zhì)量控制方式做比較，詳見表1，其結(jié)果BIM 質(zhì)量控制方式要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方式。

表1 BIM 質(zhì)量控制方式與傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方式比較表

3 基于BIM 水利工程施工質(zhì)量控制系統(tǒng)的構(gòu)建

BIM 水利工程施工質(zhì)量控制系統(tǒng)的構(gòu)建，大體要經(jīng)過三個階段：第一階段對存在的問題進(jìn)行分析；第二階段對質(zhì)量控制系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析；第三階段對水利工程質(zhì)量管理系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建[7]。具體詳見圖1 所示。對傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法所存在的不足與問題在上節(jié)中已做分析，這里重點對第二階段和第三階段進(jìn)行探討。

圖1 BIM 質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計流程

第一，對水利工程BIM 質(zhì)量控制系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析。針對傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方式所存在的問題，如何才能在水利堤防工程、水工建筑工程中將存在的工程質(zhì)量問題進(jìn)行及時地上傳與反饋，對水利工程建設(shè)中的質(zhì)量問題進(jìn)行有效的控制，本文將水利工程建設(shè)中堤防工程、壩體工程、水工建筑工程等質(zhì)量控制管理系統(tǒng)需要實現(xiàn)的內(nèi)容概括為以下四點：

一是需要及時定位出現(xiàn)工程質(zhì)量問題的部位。

二是需要及時上傳能用圖紙大樣反應(yīng)的工程質(zhì)量問題。

三是需要對相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行進(jìn)一步的明確。

四是需要對工程質(zhì)量的處理過程進(jìn)行實事求是的記錄，以便為日后工程驗收提供依據(jù)。

實現(xiàn)BIM 技術(shù)與BIM+技術(shù)在水利工程堤防、水壩、水工建筑等施工質(zhì)量控制當(dāng)中的實際應(yīng)用，以充分發(fā)揮其實時性、協(xié)調(diào)性、模擬性、可視化等信息化質(zhì)量控制優(yōu)勢。

第二，BIM 水利工程質(zhì)量控制系統(tǒng)架構(gòu)的構(gòu)建。本文設(shè)計的BIM 水利工程質(zhì)量控制系統(tǒng)，既適用于設(shè)計階段，也適用于施工階段，它主要包括水利工程質(zhì)量管理系統(tǒng)、BIM 模型和問題發(fā)現(xiàn)途徑三個部分。

1.在問題發(fā)現(xiàn)途徑方面。問題發(fā)現(xiàn)途徑有兩條：BIM 技術(shù)發(fā)現(xiàn)、BIM+技術(shù)發(fā)現(xiàn)。BIM 技術(shù)發(fā)現(xiàn)就是在設(shè)計階段提前使用虛擬仿真和碰撞檢查的方法，提前發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題；BIM+技術(shù)發(fā)現(xiàn)就是在施工階段質(zhì)量檢查員、監(jiān)理工程師在施工完成之后，借助新技術(shù)和其它先進(jìn)設(shè)備對施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。

2.在BIM 水利工程質(zhì)量控制系統(tǒng)方面。其主要內(nèi)容是對施工中的質(zhì)量問題、質(zhì)量問題的整改情況、質(zhì)量問題處理過程記錄等，快速實現(xiàn)上傳，使工程質(zhì)量問題信息快速得到傳遞和解決。

3.在BIM 模型方面，主要是依據(jù)項目構(gòu)建三維信息化模型。BIM 水利工程質(zhì)量控制系統(tǒng)的運(yùn)作流程是：首先，通過BIM 技術(shù)和BIM+技術(shù)發(fā)現(xiàn)問題；然后，將工程質(zhì)量問題上傳系統(tǒng)模型，并通過ID 對其進(jìn)行定位、整改；最后，對工程質(zhì)量問題進(jìn)行整改反饋。

4 BIM 技術(shù)在水利工程施工質(zhì)量控制過程中的應(yīng)用探索

4.1 項目部組織架構(gòu)

實踐證明，工程項目部的建設(shè)質(zhì)量對項目工程目標(biāo)的實現(xiàn)有著至關(guān)重要的影響。從很多BIM 項目的實踐情況來看，凡是質(zhì)量目標(biāo)明確，項目部組織架構(gòu)健全，人員分工明確，BIM 團(tuán)隊協(xié)作精神強(qiáng)的工程項目部，其工程的各項經(jīng)營目標(biāo)都能順利實現(xiàn)。項目部搭建后，按照建模規(guī)范建立各個專業(yè)的BIM 模型，然后再在此基礎(chǔ)上對各專業(yè)BIM 模型進(jìn)行整合，各參與方借助BIM 中心模型進(jìn)行交流，圍繞BIM 模型展開各項工作。例如，可以借助可視化模型平臺將質(zhì)量控制信息縱向傳遞到每個施工管理人員，橫向傳遞到監(jiān)理單位、建設(shè)單位、設(shè)計單位、各分包單位，使水利工程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題及時快速地得到解決。

在項目部人員的工作安排上做到：

1.項目經(jīng)理：全面負(fù)責(zé)項目部的施工管理工作。具體講主要是：領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)各BIM 小組的模型構(gòu)建、負(fù)責(zé)現(xiàn)場的施工管理工作，對相應(yīng)的模型與施工差異問題進(jìn)行及時的決策。

2.施工現(xiàn)場BIM 總工：

一是負(fù)責(zé)對現(xiàn)場各BIM 小組的工作成果情況進(jìn)行匯總和輸出。

二是對各BIM 小組人員的崗位職責(zé)進(jìn)行制定，對其工作任務(wù)進(jìn)行分配。

三是對各專業(yè)的BIM 模型的構(gòu)建與實施進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督。

3.項目部總工：

一是全面負(fù)責(zé)項目部的施工技術(shù)方面的問題。

二是及時處理施工中出現(xiàn)的技術(shù)問題。

三是及時上報項目部突發(fā)的施工情況。

四是針對施工現(xiàn)場的工程質(zhì)量記錄，對各BIM 小組的工作進(jìn)行有效的指導(dǎo)。

4.項目部其他管理人員：

一是對BIM 操作比較熟練，能較為熟練地掌握BIM 軟件客戶端技術(shù)，能運(yùn)用BIM 客戶端反映問題和查看問題。

二是能運(yùn)用BIM 客戶端對現(xiàn)場施工作業(yè)人員進(jìn)行3D 技術(shù)交底。

三是能熟練運(yùn)用BIM 技術(shù)對現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場物料進(jìn)行有效的管理。

4.2 設(shè)計階段質(zhì)量控制

在水利工程各個子項目的設(shè)計上，要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，要有配套詳圖。

在深化設(shè)計階段，BIM 技術(shù)的3D 可視化更是可以起到關(guān)鍵性的作用，并且利用參數(shù)化工具對其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，將大幅提升設(shè)計質(zhì)量和效率。

4.3 施工階段質(zhì)量控制

水利工程BIM 施工階段的質(zhì)量控制措施主要有：

第一，運(yùn)用視頻監(jiān)控技術(shù)對整個施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控，以實現(xiàn)全面的質(zhì)量監(jiān)督與控制。在監(jiān)控過程中如發(fā)現(xiàn)因施工不規(guī)范導(dǎo)致的質(zhì)量問題，要及時上傳進(jìn)行整改。具體流程有：（1）發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)進(jìn)行分部分項工程驗收時，如果發(fā)現(xiàn)有不按照質(zhì)量驗收規(guī)范進(jìn)行施工的情況，比如堤防土方不按規(guī)范要求進(jìn)行分層夯實的，要堅決按規(guī)范要求進(jìn)行整改，并及時上傳系統(tǒng)。（2）及時上傳至模型。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題后，現(xiàn)場管理人員首先用移動端將其質(zhì)量問題記錄，其次掃描堤防土方二維碼，在獲取土方二維碼之后，再用ID 編號以示區(qū)分。（3）施工質(zhì)量問題的整改。對施工現(xiàn)場上傳工程質(zhì)量問題的整改情況，要經(jīng)工程監(jiān)理機(jī)構(gòu)和建設(shè)單位工程主管部門進(jìn)行審批后，才能對質(zhì)量整改情況進(jìn)行反饋。

第二，工程質(zhì)量問題的記錄。BIM 水利工程質(zhì)量控制系統(tǒng)的內(nèi)容，主要包括工程質(zhì)量問題上傳、工程質(zhì)量問題整改和工程質(zhì)量問題記錄三個方面，其中的工程質(zhì)量問題記錄，對水利工程建筑質(zhì)量的控制是非常關(guān)鍵的。它可以通過質(zhì)量控制系統(tǒng)的質(zhì)量問題記錄功能，提取BIM 模型中的問題數(shù)據(jù)，以列表的方式顯示出來，實現(xiàn)質(zhì)量問題的追溯和檢查指導(dǎo)。

5 結(jié)語

綜上所述，對于水利工程建設(shè)來說，BIM 技術(shù)的應(yīng)用在提高工程質(zhì)量、降低成本、加快施工效率等方面，都起到了重要的作用，有效保證了水利工程的良好功能性，與傳統(tǒng)設(shè)計方法相比具有巨大的優(yōu)勢，已成為未來水利工程發(fā)展的必然趨勢。在實際應(yīng)用過程中，要做好水利工程勘察工作，根據(jù)工程特點和施工需要，選擇合適的BIM 軟件，科學(xué)搭建BIM 技術(shù)平臺，才能更好地服務(wù)于水利工程建設(shè)，促進(jìn)我國水利工程的發(fā)展進(jìn)步。