陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西省西安市 710000
摘要：文章阐述BIM技术在某水电站厂房设计施工阶段的应用与探索，通过Bentley旗下的软件进行厂房内部各个专业的协同设计，再利用三维模型进行复杂部位的模型展示、分层分块出图、优化设计方案、碰撞检测等，不仅可以弥补许多二维设计中的不足，提升整体设计水平，而且对指导现场施工起到了很好的作用，同时也发现了BIM技术在推广和应用中的许多问题，有待进一步研究和探索。
关键词：BIM技术；厂房；施工阶段；协同设计；
一、软件概述
Civil3D软件是建立于AutoCAD平台之上，专业定制的土木工程道路与土石方解决的软件包。利用协调一致、包含丰富数据的数字模型，实现了同一模型，一处变更，多处更新，全部自动的集成流程。Revit系列软件是专为建筑行业开发的的三维参数化模型设计软件平台，包含建筑设计、MEP工程设计、结构工程设计工具。Revit强大的参数化建模、精确统计及Revit平台各专业软件间优秀的协同设计、碰撞检查功能，已被广泛的利用于各行各业。InfraWorks软件是便捷的早期方案研究工具，它可以高效快速的整合GIS数据、建筑信息模型、CAD和光栅数据创建现有基础设施的三维模型，从而优化设计概念工作流程。在前期设计过程中，可以给甲方、业主和行业管理部门提供直观且易于理解的设计方案。Navisworks软件是设计和施工管理专业人员使用的一款全面审阅解决方案，将精确地错误查找和冲突管理功能与动态的四维项目进度仿真和照片级可视化功能完美结合。
二、BIM技术应用
1.地形处理
传统的二维设计方法是水工专业根据地质专业提供的地形平面及纵、横剖面图在CAD进行平面设计和工程量计算。运用Civil3D软件进行地形处理，可以快速便捷的通过地质专业提供的点云文件、等高线创建原始地形曲面；利用放坡、道路工具进行建筑物开挖处理，生成建筑物开挖曲面；利用体积面板工具添加原始地形曲面和开挖曲面作为参照即可迅速计算出开挖工程量。道路工具的一处更改、多处更新的特点在长尾水渠渠线调整、工程量计算及纵、横断面成图和移民征地范围的确定中节省了设计时间，精确的提高了设计效率。经Civil3D处理完的地形，可以通过程序自带接口根据需要导出相应文件格式以待备用。
2.建筑物布置
随着行业发展，近年来在项目的投标、初期阶段业主、行业管理部门对了解项目的实际外观和性能的要求越来越高，利用InfraWorks软件整合地形和建筑物布置，直观方便的将项目的布置和工程区域所处的地形地貌条件呈现眼前，高效的传达设计意图，以此加深业主、行业管理部门对基础设施设计方案的理解并加快决策流程。利用软件导入数据源功能导入工程区域原始地形数据，当前期资料匮乏时，可以利用谷歌截取工程区域地形图片直接导入；利用软件强大的数据库，添加建筑物、道路等工程布置方案，并且挖、填边坡会自动与地形结合，直观反映建筑物对原始地形的影响。同时也可以直接导入Revit中建立的建筑物三维模型数据、Civil3D中生成的建筑物开挖地形数据，在InfraWorks软件中布置整个工程区，利用故事板功能制作工程区浏览视频并导出，轻松共享项目方案，从而提供更具说服力的演示资料。利用软件
3.三维协同设计
BIM技术在推广和应用过程中，工程所涉及的各个专业间的协调配合一直是难点问题。在该电站厂房BIM技术应用中，尝试利用三维协同共享平台，各个专业在同一轴网下，利用Bentley旗下的MicroStation和AECOsimBuildingDesigner软件进行各个专业的三维建模，最后相互参照组装，呈现工程实际内部构造。
4.三维模型的应用
（1）复杂部位模型展示
在水电站厂房中，有些结构复杂或孔洞较多的部位在二维图纸很难清楚表达，现场施工人员也不易形成空间概念，通过BIM技术三维模型的展示进行辅助设计，可以帮助现场理解二维图纸，为后续施工的开展提供方便。
（2）分层分块出图
在满足混凝土施工规范和温控要求下，进行分层分块出图。利用Bentley软件导出U3D格式文件，结合PDF软件，展示出可以随意转动的三维模型，帮助现场施工人员建立空间概念、理解设计意图，指导施工，同时，可以精确快速统计混凝土方量，为现场统计校核混凝土方量提供参考，方便管理。
（3）优化设计方案
通过三维模型的建立及分层分块细化出图，可以检查出二维图纸设计过程中未考虑全面的内容，如一二期混凝土分隔设计不合理、施工过程中有些设计难以实施的状况等，提前进行设计方案优化。避免在施工过程中临时发现再作调整而影响施工进度。在该水电站厂房BIM设计中，发现3#机组集水井一期混凝土边壁厚度不足、4#机组6#廊道原来的结构尺寸对蜗壳结构有一定的削弱等问题，经各专业协商后，及时对相关结构尺寸进行了优化调整。
三、效果分析
1.收获
通过BIM技术在该水电站厂房设计施工阶段的应用，进行了厂房内部各个专业间的三维协同设计，再利用三维模型进行复杂部位的模型展示、分层分块出图、优化设计方案、碰撞检测等，有效解决了传统二维设计中对工程复杂部位理解表达不清楚以及专业配合经常出现碰撞的问题，不仅提升了整体设计水平，也为现场工程的施工和管理提供了方便，而且是对仅局限于模型设计阶段的一次突破和创新，且取得了很好的效果。
2.后续改进
虽然在该水电站厂房设计施工阶段通过BIM技术的应用，取得了不少成果与新突破，但是也发现BIM技术的推行和应用依旧存在不少问题；BIM技术操作与工程经验不匹配问题严重。由于BIM是新时代的产物，许多工程经验丰富的老员工尚不能完全接受和掌握相关软件，而掌握BIM技术的大部分年轻同志又缺乏工程实际经验，不能依靠自身能力推进工程直接由三维到二维的正向设计。BIM技术在工程中缺乏完善的交付标准。对于BIM技术成果的展示，没有统一的标准、规范、形式和流程。没有完善的BIM技术合同模式。对于投入到某个BIM项目的人力成本、应用价值、经济效益等都没有完善的评判标准。
结束语
总之，就像RandyDeutsch曾经说“BIM是10%的技术问题加上90%的社会文化问题”。我们不仅要在技术层面加强学习和研究，储备BIM技术人才，更应该结合国内文化、企业文化、工程当地文化等，对BIM技术在水利水电工程中的应用模式、合同模式等工程管理学方面的问题进行研究和探索。BIM技术在大型的空间复杂、体型奇异项目中的应用更能体现其潜在工程价值，符合水利水电工程项目的特征，BIM技术的推广和应用可以提高水利水电工程信息化管理程度，未来必定会带来巨大的社会和经济价值，前景广阔。
参考文献：
[1]孙少楠，张慧君．BIM技术在水利工程中的应用研究[J]．工程管理学报，2016，30（02）：103—108．
[2]何清华，钱丽丽，段运峰，等．BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J]．工程管理学报，2012，26（02）：12—16．
[3]李向东，霍莉莉，刘艳娟．三维技术与BIM在水利设计行业的应用现状与发展探索[J]．水利规划与设计，2017（10）：141—143．
[4]林伟，路佳欣，程雷梓，等．BIM在小南海水电站施工组织设计中的应用[J]．水电与新能源，2013，32（06）：32．37．
[5]杨宇虎，王娜．观音岩水电站HydmBIM厂房三维全专业协同设计[J]．云南水力发电，2016，32（06）：143．146．