尹辉
云南省昭通市水利水电勘测设计研究院 云南省昭通市 657000
摘要：本文简述了水利工程设计施工环节主流BIM平台的应用研究背景，并从设计建模体系应用、施工建模体系应用、平台模型数据对接角度分析了设计、施工建模体系与具体应用，阐述了几点设计值施工BIM模型应用过程中的关键技术路线，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。
关键词：主流BIM平台；水利工程；设计施工；应用
引言：设计与施工是水利工程建设中不可分割的整体，但从实际的工程建设情况来看，二者却有着明显的分割趋势与不良的设计现象，极大的影响了其建设周期、成本以及质量。而选择将BIM技术融入至实际的设计施工环节，将从根本上提高项目管理的精细度，而想要达到这一目的，关键在于能否保证设计BIM模型移交至正式施工阶段的顺利性。因此，从多个角度分析此工程的研究背景，并阐述设计与建模体系的具体应用过程、明确技术的关键应用技术路线具有极为重要的现实意义。
1 研究背景
经济的快速发展使得政府以及社会对于水利工程的需求量也在逐渐提升，这也使得工程行业设计标准逐渐完善，获得了广泛的社会关注。相较一般土建工程，水利工程不仅工期较长且工程量较大，决定了区域经济的发展速度，其实际设计环节与施工对接过程之间存在的密切联系，但同时也表现出了诸多的困难因素。
伴随政府推动力的逐渐强化，选择应用BIM技术较为重要，其也是从根本上解决设计与施工环节严重分割问题的重要方式，但在该种方式落实过程中同样产生了诸多的软件选择与模型对接的矛盾问题[1]。其中主要包括建模软件统一性无法保证、设计模型实效性缺失等，已经逐渐成为了无法真正发挥BIM技术技术与其贯穿项目建设周期的重要阻碍条件。因此，如何将各类BIM技术建模平台之间的数据对接过程打通，是最大限度的将各个阶段重复建模工作数量减少的重要基础，继而真正突显出BIM技术的应用价值。
有专家从BIM技术的应用特点入手，对其在项目生命周期内的应用可行性进行了深入分析，并制定了与之对应的一体化施工方案；还有专家以泵闸工程为基础，明确了BIM技术的协同设计过程，包含了模型组装、数据集成以及碰撞检测等诸多内容[2]；另有专家总结了近几年来应用BIM技术的水利工程建设过程，准确定位了技术应用的优缺点，并详细描述了基于BIM模型的构建流程。
从以上内容中可以总结出，虽然现阶段行业内部在BIM技术的应用层面已经获取了部分的应用成果，但多数却以设计与施工阶段的独立推进为主，不同BIM平台的对接研究长期处于缺失状态[3]。本文以某泵闸项目为例，基于BIM软件平台对从设计至施工的过程进行对接层面的研究，继而制定出与建模平台数据相符的数据传递方案，准确定位其中由模型至施工的技术应用要点，从而提供BIM技术的一体化应用参考条件。
2 设计、施工建模体系以及实际应用
从实际情况来看，现阶段占领我国BIM建模市场较大份额的软件以Autodesk（A）与Bentley（B）为主，是主流的模型设计与数据分析软件，属于主流的BIM平台。从调查情况来看，目前市面上所应用的B平台软件，由于其所应用的PW协同方式具有便捷应用的优势，再加上能够达到不同专业之间无缝交互的目的， 使得其迅速抢占了多数市场份额，获得了诸多设计企业的一致好评；而A平台的主要优势在于其庞大的族库文件，再加上该软件操作起来较为便利，大量第三方插件的支持使得其获得了越来越多的企业的青睐[4]。综合考虑与比较两种主流平台的应用流程后，最终选择以B平台做为水利工程设计所应用的主要软件类型，而从模型传递至施工阶段的整个过程，则以A平台作为达到对接应用目的的平台。
2.1设计建模体系与应用
所应用的B平台软件，其覆盖的服务范围包括工厂、土木以及地理等，属于综合了多类型基础设施行业的基础信息软件平台，多方整合的条件下，逐渐形成了以其中包含的专业软件为协同，以对应图形平台为模型构建基础的设计模式。在配套使用ABD软件后，所构建的泵闸三维模型如图1所示。
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图1 泵闸三维模型
以施工设计图纸为依据，在其设计阶段应联系对模型的具体深度要求展开有关工程地质、电气、金属结构以及基坑围护的设计工作，明确专业结构设计细节后即可制作设备的三维建模，并在专业软件的辅助下实现二维出图、工程量统计以及碰撞检查等基础目标。
2.2施工建模体系与实际应用
A平台软件的所属者是综合了二维、三维设计的软件企业，自20世纪起就以CAD软件为核心占据了我国制图行业的绝大部分市场，随后根据实际应用需求所推出的一系列BIM套件更是现阶段建筑市场中的常用软件类型。
本工程所采取的A平台软件是执行施工场地规划任务的关键因素，进行优化的内容主要包括场地地形、建筑的配套设施、周边环境情况、临时道路设计方案、设施搭建区域、加工场地、机械摆放位置以及文明施工等，制定的一系列规范布置方案，充分发挥了BIM技术的应用优势，确保了场地布置的科学性与合理性。
2.3由B至A的平台模型数据对接
以B平台设计模型为基础，能够通过导出中间格式的方式，在载入对应软件后对其中包含的数据进行测试。从测试结果来看，IFC格式的转换使得Revit中保留了原本的三维模型构件，但却使得材质与更新的属性信息丢失[5]；而以DWG为数据转换格式，则只能够将其作为整体的构件链接模式，其单个构件无法被选中，继而严重影响了后续的模型应用效果。
从实际施工环节来看，若采取IFC作为基础的转换格式，原本设计模型表现出的动态关联性将处于长期缺失状态，无法确保获得设计模型变更情况实时反映信息的及时性。在深入研究这一过程后，通过应用Navisworks能够将已经倒入至B平台中的格式模型直接进行转化，所产生的传递模型与IFC之间保持一致，且起到了与B平台之间进行实施联动的作用，继而保证了针对水利项目的设计模型变更效果[6]。而若是将所设计出的BIM模型与准备阶段所包含的模型做统一导入处理，则能够在移动与核对后，展开具有针对性的后续应用工作。
3 自设计起至BIM模型应用过程所明确的关键性的技术路线
设计与施工的分割俨然已经成为了水利工程的常见建设模型，在此种条件下设计过程无法确保施工方案合理性与可行性的考虑提前效果，使得实际执行施工任务的单位对设计的初始意图无法完全掌握，继而频频出现施工图纸误读现象。而图纸利用不当几乎已经成为了整个行业的通病。将BIM相关技术融入至设计与施工过程中，不仅能够实现一体化的构建目标，且能够确保其基础模型顺利移交至施工阶段的顺利性，对所形成的BIM模型进行深入分析后，所总结出的技术路线如下所示：
3.1模型划分技术路线的设计
以项目施工组织设计为基础，并对WBS划分原则予以明确，能够在施工单位制定与之相关联的设计模型基础上，对实体性的构件做拆分处理，并构建与之对应的分类表格，对其中所包含的功能关系以及材料关系等予以明确，再加上其中类属关系等逻辑关系的进一步明确，将能够从根本上掌握与之关联的一系列构件与模型的递进关系。而对所设计出的模型进行拆分的方式主要应分为以下几点：第一是利用B平台对实体形式予以切割[7]；第二种是基于A平台对零件进行切割后实施划分，随后即可导出需求格式并直接应用至其他平台做应用处理；第三种则是通过第三方平台，例如使用Fuzor软件执行与之对应的应用任务，并做拆分处理了。综合比较后，确认此次研究选择使用第一种方式。
3.2构建模型编码技术路线
以针对信息的分类与编码准则为基础，联系建筑信息模型的分类标准与地方水利工程标准，即可对划分完毕的构建做空间的组合编码处理，即可实现编码调用后构建与之对应模型的根本目标。通常情况下，应以构建的水流道模型为基础，从整体构件层面出发制定与之对应的模组，实际推进施工进程时则应以WBS与进度计划为核心，在分段分层计划的指引下对设计模型进行切分，并赋予其对应编码。而若构件有二次切分需求，则建议对末尾两位数字进行修改。需要注意的是，本次工程模型的构建由于在B至A的传递过程中新增属性存在较为明显的丢失现象，因此建议使用此种方式做三方叠加处理。
3.3实施施工碰撞后的模型变更技术路线
本次研究所对应的泵闸项目中，基坑开挖环节的最大深度为11.1米，而基坑的总面积达到了30000平方米，高差约为5米，因此整体的建设环境较为恶劣。因此，建议使用整合模型利用A平台推进施工进程，并做泵闸方案模拟工作。实际施工模拟过程中，浇筑环节与轴体发现有碰撞现象，因此建议对此种模型做变更处理。通过研究发现，以B平台为基础进行设计变更，即可利用此类软件进行加载更新，并使用对应的操作数据做二次模拟，以制定出修改工作量最小的方案。图2为设计变更路线示意图。
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图2 设计变更路线示意图
结束语：综上所述，从实际的软件应用情况来看，利用B平台构建模型，随后将其作为A平台的延伸施工路线的方案具有可行性与合理性。在完成模拟施工后，即可直接对原模型进行修改，大大缩短了图纸修改时间，为提高工程的建设效益奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]黄可达.基于RevitAPI的水工混凝土结构钢筋信息管理平台开发研究[D].华南理工大学,2019.
[2]叶磊.水利工程数字化模型管理平台设计与实现[D].浙江大学,2019.
[3]邰宇.大石涧水库三维建模与模型信息应用研究[D].华北水利水电大学,2020.
[4]韩涛.基于BIM技术的水利工程工程量清单编制研究[D].华北水利水电大学,2020.
[5]马飞.基于BIM的水利工程安全监测管理系统研究[D].河北工程大学,2017.
[6]王宁,陈嵘,杨新军,王进丰.基于BIM技术的水利工程三维设计研究与实现[J].人民长江,2017,48S1:156-159.
[7]向卫国.新城区集群市政工程BIM技术应用研究[D].中国铁道科学研究院,2020.