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BIM技术在水利水电工程施工中的应用张文昌

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张文昌

[导读] 摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，水利水电工程成为重要的运行模块，其建设质量备受关注。

        南京南瑞水利水电科技有限公司江苏南京 211100
        摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，水利水电工程成为重要的运行模块，其建设质量备受关注。项目实际施工中，因水利水电项目自身比较复杂，故频繁发生各类安全问题，直接影响到项目整体经济效益的提高。为此，文章结合水利水电项目施工特点，简单论述了其应用BIM技术的优势，同时结合水利水电项目施工需要注意的问题，研究了水利水电项目施工中BIM技术的具体应用，可为水利水电工程施工质量的提高提供重要的参考依据。
        关键词：BIM技术；水利水电工程；优势
        引言
        当前，水利水电工程施工技术正朝着信息化和数字化的方向发展，其中最突出的体现就是BIM（建筑信息模型）在施工中的应用。BIM是一种三维施工模拟信息技术，其对工程建设各方面的数据进行有效提取和采集，并通过专业软件对其进行加工整合，最终以三维信息模型的形式立体展现出来，从而实现工程建设的可视化管理，有效提升工作效率，促进工程建设管理各方面的优化。水利水电工程建设中通过建立BIM施工模型，可将施工进度的时间参数与施工3D模型相关联，同时集成质量安全、资源供给、成本变化、场地布置等信息于一体，进行施工过程可视化模拟，做到基于BIM的施工进度、质量、成本和安全等方面的动态集成管理。本文主要结合水利工程中的河道工程，对BIM的应用进行阐述。
        1、BIM的概念及特点
        BIM技术通过一系列软件和数字转化技术，将工程项目中各种信息有机整合成一个整体，并通过多维度、可视化的立体模型展示。BIM模型是一个各类信息综合而成的载体，通过这个载体，参建各方主体可以通过网络平台随时共享资源，并可根据需要，在项目不同阶段对BIM模型进行插入、提取、更新和信息修改。与传统的CAD图相比，BIM模型除了在空间上达到三维外，还引入了时间、造价、安全管理等其他维度的信息。（1）贯穿水利工程项目全生命周期。在相同的BIM建模软件和标准要求条件下，一个综合性项目可以在规划阶段、设计阶段、施工阶段，乃至运营维护阶段等各个生命周期，共用同一个BIM模型，并且参建各方可以在确立的模型上根据自身任务的不同，结合实际情况进行修改，达到全方位、全历程的设计和模拟。（2）立体可视化。BIM技术最大的优势是可以整合相关数据，直接构建建筑物的三维模型，甚至是四维（进度）、五维（进度、造价等）模型，从而实现整体布局到构件、施工过程的全部可视化。参建各方可以通过共享平台，在自己的终端上直观看到建筑物或构件整体成型后的样子，从而方便沟通讨论，避免了在信息传递过程中，拟建建筑物→设计师二维图纸→施工方三维建筑施工→建筑物成品，经历两次二维、三维信息的转换，出现信息传递的偏差。（3）模拟碰撞与优化。BIM技术一项最基本的应用就是对施工过程进行多方位、全过程模拟，这其中不但包括建筑物及构件模拟，还包括施工平面布置模拟、施工进度控制模拟，乃至建筑物建成后的管理及检修过程模拟。通过直观的模拟碰撞，提前发现问题，并通过项目管理优化，进而加强对施工过程中成本与工期的控制等。BIM技术的实现，不是单单依靠一款软件，而是基于同样标准下一系列不同软件协同完成的，从而实现设计、施工、管理和维护等诸多信息的传递和共享。应用相关软件，如现阶段已较为成熟的ＲEVIT等，对项目整体进行建模和设计，可生成模型，输出图像，进行成本核算、能耗分析、设计以及集成不同信息的管理系统等。

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        2、BIM技术在水利水电工程施工中的应用
        2.1实现工程的设计和施工一体化模拟控制
        在传统的工程质量管理模式下，工程的技术交底主要是由经验丰富的现场技术人员对施工人员口头讲解工程的大致情况。由于技术人员本身也缺乏对工程实际的了解，因此这样的技术交底方式施工人员的接受程度并不是很高。很多的施工要点和技术要求都仅仅是通过口头传递，没有真正贯彻到施工过程中，很容易因工人一时的疏忽而导致质量问题的发生。利用BIM技术不仅可以实现工程的全过程管理，而且能够有效提高工程施工和设计的一体化程度，工程设计中的技术要求以及施工中的技术标准，还可能产生的质量问题等，在施工的流程中都进行明确的标识。另外，还可以充分利用BIM系统的多维模拟技术将某些关键部位更加直观的施工要求展示出来，明确工程建设中的质量标准以及施工中需要重点关注的问题，有效避免工程建设中常见问题的反复发生。在使用BIM技术时，还可以将施工的流程清楚地展示在多维模型系统上，现场的技术人员可以通过系统对施工过程进行有针对性的指导。另外，管理者通过查看BIM模型，可以及时了解到每个工序中的施工技术要点以及需要重点关注的问题，据此对工程现场的施工情况进行检查和调整，避免一些常见的质量问题的重复发生。同时，工程管理负责人还可以将工程现场的图片上传到BIM系统中，让参与项目的各个管理方都能及时掌握现场的工程进度，并且通过照片了解现场的实际情况并有针对性地做出指导与调整。
        2.2构建施工安全信息建筑模型
        水利水电项目施工中，重大灾害事故预防与风险源头监管是项目施工安全管理的关键。有效应用BIM技术，搜集分析工作结构分解、数据进度安排及模型属性数据配置等相关数据，可为全面控制项目安全隐患提供可靠的依据。完成进度绩效测量节点设置后，应用BIM技术可全面展示相关信息。在此基础上，结合BIM技术模型和现有安全规则标准与实践经验仿真，应用Tekla建筑建模工具，可为不同环境下合理应用的安全规则提供支撑。比如高边坡施工监控工作中，根据高处作业面及通道等临空边缘设置1.3m以上的安全防护栏，同时根据高边坡开挖施工中的安全监控标准，高边坡作业前清除干净杂物，开挖开口线4.9m外区域设置高度不小于2.1m的防护栏墙。
        2.3 BIM在安全管理中的应用
        水利水电工程施工现场通常非常复杂，危险源分布在各专业工程和各个部位，加大了安全生产管理的难度。借助BIM技术对危险源进行科学管理，可在模型上定位好危险源，规定安全员每天必须在规定的时间范围内去巡检，并且把安全巡检过程记录上传到BIM协同管理平台，实现危险源信息可追溯，达到对危险源的安全管控。利用BIM技术可视化的优势，在动态仿真中帮助施工人员清楚地认识到危险源，及时采取相关防范措施。对模拟中发现的危险因素，根据危险等级抄送给对应的责任人，要求责任人去整改，整改之后将整改结果录入平台，形成问题的闭环，既可以实现对危险源的有效管理，又有利于人员安全意识的养成。另外，在可能有危险源的地方安装视频监控设备，遇到危急情况时发出警报，提醒相关人员及时进行处理。
        结语
        目前BIM技术在水利行业还处于探索阶段，但BIM技术作为继CAD技术后的又一次技术革命，改变整个建筑行业发展现状的趋势是毋庸置疑的。近年来，随着国家大力推广及一系列支持政策的出台，BIM技术在水利行业的应用和发展有了极大推进。大批重点工程开始试点，对BIM技术的应用提出了具体要求。在水利工程施工中，BIM技术的应用不但能有效提高工作效率，还可以更细致、更精确控制施工中各个过程和阶段，彻底打破以前施工企业只重经验、不重技术的现象，推进水利工程施工技术更快更好的发展和完善。
        参考文献：
        [1］庞彬．BIM技术在建筑施工中的应用研究［J］．城市建筑，2015（11）：107－108．
        ［2］胡长明，熊焕军，龙辉元，等．基于BIM的建筑施工项目进度－成本联合控制研究［J］．西安建筑科技大学学报（自然科学版），2014，46（4）：474－478．