BIM 技术在水利工程设 计中的应用研究

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:黄瑶 颜泽群 沈瑞海
[导读] 近年来,随着社会经济水平的不断提升,水利水电工程的规模也在逐渐增大
        摘要:近年来,随着社会经济水平的不断提升,水利水电工程的规模也在逐渐增大,想要保证水利水电工程得以良好的开展,就必须提高对施工安全管理的重视度,优化完善相关管理措施,采用相关先进科技技术来帮助安全管理工作的推进,提高水利水电工程施工安全管理的整体水平。在此基础上,本文详细分析了现阶段BIM技术在水利水电工程施工安全管理过程中的使用情况,就此提出相关意见,从而促进水利水电工程施工安全管理的良好发展。
        关键词:BIM技术;水利工程设计;应用研究
        引言
BIM技术是一项高度集成技术,其具备信息便捷共享、便于归纳总结等特征,在多数工程项目建设中的应用较为广泛。BIM主要是依赖于工程数字以及物理性表达,能将不同工程信息进行整合,建立完善的资源平台,为项目建设各个阶段拟定的各项决策提供有效依据。在项目不同建设周期内,多阶段管理人员对BIM系统多项信息数据进行调取、查阅、共享,能有效掌握项目建设现状,拟定更为规范化的发展决策。
        1 BIM在水利水电工程中的应用价值
水利水电工程在施工过程中会遇到较多的难题,BIM技术的运用会大大减少传统技术带来的问题,有效提高工程质量,有效发挥其自身最大的作用。
        1.1专业
水利水电工程所涉及的方面较多,其中包括水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面,与此同时个别方面还设有多个小组,在水利水电项目施工过程中,工作人员需要顾及各个方面,且不断学习创新,任务较重,新人无法短时间内上岗。BIM技术的投入使用可有效帮助工作人员完成设计,利用三维模型设计,将所涉及的工程数据信息进行整合,而且三维模型设计适用于各个专业以及不同工种的工作人员,可以在短时间内准确有效的完成相关任务。就拿勘测专业来说,勘测过程中所涉及的方面以及信息数据较多,而BIM技术能够借助模型的构建有效缩短工作且保证其勘查质量,大大减少外界带来的影响。
        1.2工程流程
对于水利水电工程,其所涉及的项目较多且各个项目所需的技术都不同,但BIM技术可有效应用在各个方面,对工程进行整体把控。在开展工程前期,可使用BIM技术对施工现场进行整体的勘察工作,将现场的地理信息以及气候变化记录下来,并且查询相关地理信息以及科研材料,从而制定更为科学合理的施工方案。BIM技术不但可以构造三维立体模型,还可以自动生成平面设计。使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。在工程最后的完工时期,BIM技术可以对整个工程进行全面的总结,提供详细的施工过程,以及相关数据信息,便于工程的后期推进。
        2 BIM技术在运维管理上的优势
建筑信息模型(BuildingInformationModeling)简称BIM,通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库,不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息,还包含了非构件对象(如空间、运动行为)的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型,大大提高了建筑工程的信息集成化程度,从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。基于BIM的运营管理的优势主要体现在两个方面。
        2.1数据集成与共享
将规划、设计、施工、运维等各阶段包含项目信息、结构模型和构件参数等数据,全部集中于BIM数据库中,为传统运维管理系统提供数据信息,使得信息相互独立的各个系统达到资源共享和业务协同。


        2.2运维管理可视化
在设备需要检修时,维修人员需要定位设备在空间的位置,并同时查询到其检修所需相关信息。相较于依据纸质蓝图来确定电力系统、金属结构等位置,运用三维BIM模型则可以快速准确的确定机电、金结等设备在建筑物中的具体位置,从而提高设备管理的效率。传统运维模式和BIM技术特点,构架了基于BIM技术的运维管理系统框架,研究了将BIM技术应用到项目运维阶段的具体思路。可以看出,目前对运行管理阶段的BIM应用研究较少,方案设计及施工管理阶段应用较多。商业建筑、交通等领域BIM应用研究较多,水利工程领域运维管理应用研究较少。本文以通吕运河水利枢纽工程为例,介绍BIM技术在水利工程运维管理中的应用。
        3 BIM技术在水利工程设计中的应用
        3.1结合项目现状进行建模、规划
在水利工程项目施工现场应用BIM技术时,要注重对施工区域现场情况进行分析,建立项目立体化仿真模型。在模型构建中要录入生态系统维护以及多项准备操作。通过此类策略应用,能最大程度满足项目多样化建设要求,结合项目具体施工现状及时拟定改变措施。为了保障项目建设质量全面提升,施工人员要建立三维模型、四维模型。水利工程项目自身具有突出的建设特征,相关施工人员在项目施工建设中要消耗较长时间。在此类现状中,要注重在施工过程中渗透BIM技术,有助于提升项目规划成效。依照项目施工内容与建设目标构建立体化模型。模型内部结构建立中,要注重对施工全过程合理掌握。全面优化材料设备,提高设计方案针对性。在规划以及施工现场管理中,要通过BIM技术做好多项模拟材料,为后续施工人员、设备材料配置奠定基础。水利工程项目中BIM技术的应用还表现在具体施工方案的审查上,该方面的应用主要目的就是评价具体施工方案的可行性,对于后续施工建设中可能难以落实的内容进行及时修正处理。BIM技术可以针对设计方案进行有效模拟分析,通过相关模块虚拟运行设计方案,结合地形模型分析设计方案的后续施工应用效果,尤其是在复杂管线的碰撞检测分析中,BIM技术的应用价值较为突出,可以直接明确设计方案和施工现场可能存在的冲突,为后续施工建设提供较强地指导。
        3.2基于地形BIM模型的土方量计算
土方量的计算可以直接在BIM模型中进行处理,仅需要相关人员选择目标量,BIM技术就可以形成自动计算,应用价值较为突出。此外,BIM技术在土方量计算方面的应用还可以表现出较强的动态特点。在水利工程项目建设中,土方测量以及土方计算对于项目建设具有决定作用,也是项目预算、施工技术人员展开施工操作的重要参照依据,能为施工现场稳定施工补充更多数据信息。现阶段土方测量中常用的软件主要有AutoCAD以及GIS遥感等。BIM展开土方数据精确化测量主要是结合项目建设现状建立与工程环境相对应的BIM模型。技术人员要对水利工程项目施工位置地理环境集中分析,建立对应的地理环境模型,将不同空间三维曲线合理连接,其中得出的交线就是工程项目原地面曲线以及施工曲面相交线。实际包含的区域是项目施工过程中要进行开挖、回填的区域,此时要对相交区域实际体积展开计算。在BIM技术中应用的曲线测算动态相连,在方案运行中能快速计算施工中土方开挖量,对各项数据进行集中整合,之后依照实际施工现状拟定科学化的施工规划。通过3D模型对水利项目多范围数据进行统计,在建设中对施工技术规范化控制,能在提高项目建设质量的同时降低成本。
        结语
综合上述,水利工程项目施工任务量较大,多环节施工技术应用复杂程度较高,施工活动参与人员综合素质有着较大差异,导致项目施工质量难以有效控制。在水利工程项目施工建设中合理应用BIM技术能有效优化此类问题,通过BIM技术应用快捷计算出土方应用量,对各项数据合理计算,提高计算成效。在后续发展中,要注重对各项技术集中优化,调节项目施工工期,降低施工成本,为后续项目施工建设提供保障。
        参考文献
[1]陈亚峰.BIM技术在水利工程中的应用研究[J].中国战略新兴产业,2018(18):116.
[2]范倞佶.信息技术在水利工程建设管理中的应用[J].科学家,2017,5(12):107-108.
[3]张景林.BIM技术在水利工程中的应用[J].砖瓦世界,2020(2):232.
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