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水利工程信息与BIM技术应用

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：汪齐

[导读] 摘要：现当今，我国经济发展十分迅速，水利工程的建设也在加快。

        安徽三建工程有限公司安徽合肥 230000
        摘要：现当今，我国经济发展十分迅速，水利工程的建设也在加快。水利工程建设涉及到非常多的专业，而且涵盖了大量的图纸信息、工程信息等，对造型的设计要求非常严格，而且其施工地所处的地形又极其复杂，依靠传统的设计手段很难解决这些问题。BIM技术也即建筑信息模型，它是通过运用数字技术来实现建模的一种方式，可以集中整合与工程项目相关的所有信息，并使其形成工程数据模型。为此，可以选用BIM技术来构建水利工程建筑物模型，从而实现对工程信息以数字化的形式表达。
        关键词：水利工程信息；BIM技术；应用
        引言
        工程信息化是产业优化升级的核心力量。通过介绍水工信息特点以及BIM技术在水利工程中的应用，提出了BIM技术的优势，为BIM技术的推广提供借鉴，形成水利行业技术发展的良性循环。
        1BIM技术概述
        BIM技术起源于建筑计算机模拟系统，多将工程项目的分类信息作为基础，来建立三维建筑模型，该模型融合了工程的整个信息，包含着规划、施工、后期养护等多个环节。BIM技术的目标是统一工程项目的建设过程，为参与方提供工作平台，以推动信息化发展，预防施工周期争端的出现。另一方面，该技术作为虚拟建模技术，包含着工程项目所有信息模型、信息间的组织行为，通过将行为模型、信息模型结合在一起，使数据信息经由信息层、行为层到达管理层，这样一来，不但能够动态化地管理项目信息，还能为各施工阶段及时提供信息，从而建立精确性的数据模型，时刻管控施工进程。
        2水利工程信息特点
        信息化体现了当代工程与科技结合的水平，而水利工程更是需要不断深化其信息化程度，以便于在建设项目发挥出更大的作用。依据水利工程项目的特征，发现水利工程信息有如下特点。1）信息资源巨大且种类繁多。水利工程在整个建设过程中会产生多种多样的信息，如地质水文考察阶段、建筑项目设计阶段、施工建设阶段、监测管理阶段等，也会涉及多个部门与专业。当项目一步一步推进的时候，会慢慢细化到各个方面，招投标、合同类的商务文件以及设计图纸、施工实地的监测信息会越来越多。2）信息资源实时动态性。实时动态性是信息化最大最显著的特点，水利工程会面对各式各样的地形地质条件，勘测技术虽然一直在进步，但是因为项目规模大且工期长，仍会存在不确定因素。如今信息系统的创建，查看，在一定程度上提高了水利信息资源的利用率。3）信息资源管理智能化。智能化管理也是水利工程信息化的一个重要体现，将水利工程实施过程中产生的重要内容信息化，通过软件能够对这些信息储存、分类、处理、加工、优化，这样各参与方能够根据自己所需来使用。如果在今后的发展中能够产生一个完整统一的系统，能够很大程度上解决各方信息断层或交流不及时的问题，更利于水利工程现代化的发展。
        3BIM技术在水利工程中的应用
        3.1在地形模型中的应用
        水利工程的施工布置情况，可以通过地形模型将其显示出来，为施工计划的制定及各项作业的开展提供可靠依据。借助BIM技术构建地形模型时，一般分3步完成。①先通过实际勘察和测量，采集地形数据并进行分类处理，以河道地形等高线为例，得到具体数据后要进行检查，如果发现存在较大误差，应通过再次测量进行纠正，确保模型中的数据与工程实际数据的一致性。②利用所得等高线创建曲面，为了将地势地形的变化情况显示出来，在对曲面进行描述时可以采用三角网形式。为提高地形模型的精准度，还需对曲面高程进行严格检查，修改其中的错误数据或者误差数据。③修正好地形等高线和曲面高程后，为确保与三维模型与实际地形的一致性，还需要再次检查各项数据，确定没有问题后才可在BIM软件中生成对应的地形模型。
        3.2系统结构和功能模块

        图 1 BIM 技术下的工程信息管理结构
        BIM 技术下的工程项目信息管理模式，使用的是 B/S 架构，如图 1 所示。将计算机网络作为基础，利用 BIM 技术研发在线管理平台，各方通过浏览器、服务器进入平台，经过权限的设置和识别后，查阅和传递信息，提高利用率。在 B/S 模式下，工程数据的管理是和模块相分离的，预防人为因素的篡改，确保数据信息的真实性。对于数据信息的传输，BIM 模型通过触发器传输信息，并及时反馈用户指令，保证信息的实时性、完整性，实现信息化管理。
        3.3施工阶段的应用
        可视化BIM技术不但能够应用于水利工程设计阶段，同时也可应用于施工阶段。BIM技术可以使施工人员及时了解水利工程的整体概况、施工工艺、构造形式及工程进度等。同时BIM技术能预先修正施工中常遇到的空间重叠问题。在施工前期BIM技术能及时协调各处理专业的施工碰撞问题，如调节时序、合理分配资源，降低水利工程施工环节的不必要的资源浪费。BIM技术通过提前演示施工进度及早发现水利工程施工的潜在问题，大大降低因工程返修与整改造成的经济损失，并动态模拟施工过程与进度，同时展示水利工程的环境状况，合理筹划工程材料进出场、施工工序等工程作业衔接问题。另外，由于水利工程的地理位置和施工环境一般位于水域或高危的峡谷区域，平台空间小，施工人员相对密集，施工阶段出现不少安全隐患，因此，水利工程施工环节的安全管理至关重要。运用BIM技术预先模拟施工进度，施工人员具有针对性地对重点环节进行施工安全管理，同时建立全方位立体化的水利工程施工安全监管体系。
        3.4BIM技术在施工管理中的运用
        在一般情况下，水利枢纽项目的建设时间较长、各个工序衔接紧密、对各专业间的配合度要求较严格等。因此，可以通过BIM技术来创建相关的三维信息模型，从而实现对施工现场的有效指导和管理。BIM技术在施工管理过程中的运用主要包含：（1）技术交底。在运用三维设计成果来完成施工技术交底工作时，需充分发挥三维动画、虚拟施工仿真及三维可视化模型的作用，来将施工中的关键环节及相对复杂的工序，更加形象、直观地展现出来，从而在保证施工质量的前提下，来增进施工人员之间的沟通和交流，有效消除施工过程中隐患。（2）碰撞检测。在进行碰撞检测时，可以利用三维软件来设计建筑和设备的三维模型，并且依据规定的碰撞检测规则来完成。在碰撞检测结果的协助下，可以及时、准确地定位碰撞目标，并且可以查看碰撞检测的详细信息。相关的负责人员也可以依照三维立体模型，来促使设计方案的布置更加合情合理，并且极大地避免时间和空间的局限性，进而达到优化设计方案的目的。再者，利用BIM技术来落实碰撞检查环节，也可以提前预防和规避图纸中不合理的地方，如设备安装、管路交叉等。
        3.5运维阶段的应用
        BIM模型不仅是简单的三维空间模型，其中每个设备及材料构件还自动标注尺寸、位置、安装工序、生产厂家、价格等属性。在运维阶段，可实时了解材料元件和设备的运行状况并对其进行远程监控，后期如果出现设备和材料问题可即时调取BIM模型，从而准确快速地做出水利工程管理决策。
        结语
        综上所述，在水利工程项目信息管理工程中引入BIM技术，不但能满足信息管理要求，还能提高信息共享、传递效率，提升管理水平。对此，应在BIM技术下构建信息管理模块，利用该技术所具备的数据整理、分析和存储功能，保证数据信息的真实性、完整性。同时，还要建立信息数据库，明确划分信息共享边界，预防数据使用纠纷的出现，实现最终的管理目标。
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