刘军渭
陕西省三和建设工程有限公司 陕西西安710032
摘要：本文首先对大坝填筑施工BIM模型快速建立以及数据确定方法简要概括，然后从目标碾压遍数算法、实际碾压遍数算法、施工过程质量评价方法等方面分析阐述大坝填筑施工BIM算法，最后从模型建立、数据互通、施工单元划分、施工过程三维可视化等方面阐述大坝填筑施工过程的BIM应用措施。
关键词：大坝填筑施工；BIM技术；三维可视化
引言：BIM技术指的是利用建筑信息模型工具实现施工过程三维可视化，在BIM三维模型下建筑工程项目建设单位、设计单位、施工单位以及其他各部门都可以协调开展工作，从而达到提高施工效率、节省施工成本的目的。大坝填筑施工近年来也逐渐将BIM技术应用其中，三维可视化大坝填筑施工过程更容易控制。
一、大坝填筑施工过程BIM模型数据确定
（一）大坝填筑施工BIM模型快速建立
1.堆石坝部件面板
大坝填筑施工BIM模型快速建立需要使用Autodesk Civil 3D软件，该软件可以将BIM理念完美展现在大坝填筑施工模型建立中，建筑工程道路、场地、给排水工程的规划设计阐述都可以通过该软件进行。而大坝填筑施工中堆石坝部件面板的核心组件就是该软件，工作人员可以在该软件面板中通过工具箱、流程图、属性、预览和参数等模块完成大坝填筑中上游面、下游面、坝内、坝顶、上游盖重、马道等部门施工计划的设计[1]。
2.组装大坝模型
大坝填筑施工BIM模型组装同样在该软件下进行，工作人员首先使用工具面板导入相关大坝部件，然后在工具模块中建立全新的空间地形曲面，分别建立坝轴线、曲面纵断面、得到大坝纵断面图，最后绘制大坝填筑施工BIM模型的坝顶高程线、上游盖重高程线、次堆石区顶高程线以及排水堆石区顶高程线等控制线，这样即可根据基准点以及大坝整体参数对堆石坝各个部件进行组装，从而快速建立大坝填筑施工BIM模型[2]。
（二）大坝填筑施工BIM模型数据确定
1.填筑标准
大坝填筑施工BIM模型分别从质量控制指标的角度确定填筑标准，施工前质量控制指标中填筑标准是主要影响因素，而施工过程中和施工后两个阶段主要受碾压设备、铺料厚度、碾压遍数、加水量、干密度、级配等因素影响。大坝填筑施工需要按照坝型及坝高确定其填筑标注，在混凝土面板堆石坝设计规范的要求下，坝高不足150m时和坝高介于150m到200m之间时，堆石坝垫层料、砂砾料、过渡料、上游堆石料、下游堆石料分别应该遵循不同的标准[3]。
2.材料选择
大坝填筑施工BIM模型可以直观地看到大坝的规模，大坝规模与材料选择的标准成正比。按照水利水电工程天然建筑材料勘察规程，砂砾料的紧密密度质量技术标准大于2g/cm3、含泥量质量技术标准小于8%、内摩擦角质量技术标准＞30°、渗透系数质量技术标准大于10-3cm/s；碎石料的饱和抗压强度质量技术标准大于30MPa、软化系数质量技术标准大于0.75、冻融损失率质量技术标准小于1%、干密度质量技术标准＞2.4g/cm3。
3.碾压试验及参数
大坝填筑施工首先应该对填筑单元进行平面测量，同时标识出各区料边线，然后进行进料、卸料、平料、厚度控制，最后对大坝填筑进行碾压试验，并根据碾压质量检查结果进行单位验收，如果验收通过则对下一个填筑单元工程重复此过程。
其中，进料、卸料之前应该保证填筑料挖装和运输工程以及坝料坝外加水准备工作全部完成，而测量并标识各区料边线之前应该完成基础面验收工作。碾压试验完成之后对碾压试验结果与质量技术标准参数进行对比，确保大坝堆石坝垫层料、砂砾料、爆破料、过渡料、上游堆石料、下游堆石料的碾压设备、铺料厚度、碾压遍数、加水量、干密度、级配等参数均符合要求。
二、大坝填筑施工过程BIM算法确定
（一）目标碾压遍数算法
大坝填筑施工目标碾压遍数算法需要分别根据砂砾料、爆破料、垫层料的填筑标准、铺料厚度、加水量、碾压遍数的碾压试验样本建立线性回归公式，然后直接对数据进行回归统计，即可得到该数据的相关系数、相关系数平方、调整后的相关系数平方、标准误差和观测值。
（二）实际碾压遍数算法
大坝填筑施工实际碾压遍数算法需要分别根据碾压试验中砂砾料和爆破料的时间、坐标、速度、加速度、高程、频率、车辆编号等数据对大坝平面单元划分及测点布置方案进行确定，最后将大坝分成不同单元即可完成整个大坝设计碾压遍数的测量。
（三）施工过程质量评价方法
大坝填筑施工施工过程质量评价方法需要根据砂砾料和爆破料各个测试点位的填筑标准、平均铺料厚度、加水量等碾压试验数据得到各个碾压点的实际碾压遍数结果，将该结果与目标碾压遍数结果进行比较，即可得到各个测试点的施工过程质量评价结果。如果施工过程质量评价方法结果中实际碾压遍数大于目标碾压遍数结果，则大坝填筑施工不符合要求。
三、大坝填筑施工过程BIM模型三维可视化
（一）大坝填筑施工模型建立
大坝填筑施工模型三维可视化首先应该利用Autodesk Civil 3D软件、面板堆石坝部件、大坝组装方案、填筑标准、材料选择质量标准、碾压试验参数以及BIM模型碾压试验算法建立完整的BIM模型。
（二）大坝模型BIM软件数据互通
大坝填筑施工过程BIM模型之所以能够提高施工效率和协调性、降低施工成本，是因为该模型数据可以通过相关软件相互交流，这样施工单位即可根据大坝填筑施工过程中显著出来的实际进度对具体施工工作进行调整。首先工作人员可以在BIM软件中添加基准线区域，然后将大坝模型图像输出入DWG文件格式，最后将该文件导入到Autodesk Civil 3D软件中,根据模型的空间坐标变换情况即可同步大坝填筑施工过程中BIM模型的数据。
（三）大坝模型施工单元划分
大坝填筑施工过程BIM模型可以分别从X轴、Y轴、Z轴三个方向将整个BIM模型分成不同施工单元，然后使用Autodesk Civil 3D软件将不同施工单元围成不同的矩形，最后根据矩形进行施工即可完成对应单元区域的施工。为了保证大坝模型施工单元与实际施工一一对应，工作人员可以在建立大坝填筑施工过程BIM模型时对不同施工单元进行编号，这样即可通过额外的标签或者备注明确大坝建筑施工的实际工作进度。
（四）大坝模型施工过程三维可视化
大坝填筑施工过程BIM模型可以通过图形、颜色等元素的应用完成施工过程的三维可视化，如果大坝BIM模型使用施工过程质量评价方法，则可以分别按照质量评价因素对大坝各个碾压试验点进行评价，质量评价结果符合标准则标记为一个颜色，质量评价结果不符合标准则标记为令一个颜色，最后通过对大坝模型施工过程进行施工单元划分，即可令图形与颜色一一对应，这样大坝填筑施工人员即可按照三维可视化BIM模型对施工过程进行实时控制。
结论：综上所述，BIM技术在大坝填筑施工中的应用具有广泛前景，工程项目管理人员应该提高对BIM技术的了解，并且在施工计划制定过程中将BIM理念渗透其中，实现大坝填筑施工BIM三维可视化模型的建立，确保施工全过程能够得到更加直观有效的控制，从而提高建设单位和施工单位的经济效益。
参考文献：
[1].成都“第二水源”——李家岩水库开始进行大坝填筑[J].四川水力发电,2021,40(01):28.
[2]柴思敏.大坝填筑施工管理措施及冬雨季填筑施工措施[J].工程建设与设计,2020(14):203-204.
[3]宋自飞,赵宇飞,聂勇.基于BIM技术的土石方填筑精细化监控技术[J].水电与抽水蓄能,2019,5(03):12-17.