BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用

占文婷

摘 要：水利水电工程可视化仿真是以动画方式将整个工程施工过程动态地、真实地演示出来，并能采集仿真过程中所形成的各种信息和数据，以图形方法直观呈现出来。施工单位借此可正确理解工程的设计意图，实时了解各类施工数据和信息，对水利水电工程施工具有极大帮助。随着我国水利水电工程的不断发展，可视化仿真技术在许多大规模建设项目和难度较高的项目中的应用越来越多。文章首先对BIM技术的应用优势进行了分析总结，然后主要对BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用进行了分析探讨，提高了工作效率和质量，提升了水利水电工程的经济效益。

关键词：BIM技术 可视化仿真 施工安全监控

1.BIM技术概述

BIM技术指的是在数字3D模型基础上，整合并数字化处理施工项目中不同信息和数据的工作，通过该模型可以数字化形式将工程项目中的数据直观地呈现出来，同时也可将一些知识资源进行共享，为项目施工中决策提供可靠保证。比如工程建设中的价格、设备、施工进度等数据信息模型，均能通过BIM技术以数字化方式呈现出来。

2.BIM技术的应用优势

2.1有效整合各项资源，实现协同创新

传统二维平面设计虽然也可实现协同设计，但具有一定限制性，而能在二维平面进行设计，智能化程度相对较低。而应用BIM技术能实现以三维模型为基础的各专业系协同设计，水利水电工程项目的各参与方可利用BIM技术实时上传设计计划和方案至数据库，并进行实时更新，以三维模型的方式将项目的最新设计成果经过重新整合之后，再展现在每位设计人员面面前，真正实现无缝协同。应用BIM技术可有效整合各项资源，大大提升设计质量和效率，并将设计误差尽可能降低最低。另外，设计讲究时效性和经济性，设计人员应用BIM技术可准确生成该工程项目的简易模型，大大提升设计速度，还可借助该技术的设置工具来生成不同方案的三维展示、环境构型等，快捷、高效、准确地表达出设计人员的设计理念，进而有效争取到施工方案设计的主动权。

2.2有利于调整设计工作重心

根据有关调查研究结果显示，传统使用CAD进行建设项目的二维平面设计工作时，工作重心主要在施工设计图这块，基本占据了这个建设工程设计工作量的一半以上，再加上初步设计阶段协同程度低等各种原因，导致项目施工图纸阶段时常发生变更的情况，导致预算不平衡等问题出现。BIM技术能将设计工作重心前移，让初步设计阶段的工作量比重得以提高，大大减轻施工图设计阶段的工作量，同时还能提升设计的质量和精准度。

2.3提升工作效率和质量

BIM技术通过办公自动化和三维可视化环境，能及时施工中各种问题，各项目之间也可进行信息交流和数据共享，提升数据在施工的重复利用率。有关管理人员利用BIM技术能快速获取所需的建设数据信息，分析书数据，进而制定出更加精细化的施工方案，避免大量财力、人力、物力的浪费。同时通过BIM技术获取各种工程信息，再对这些信息进行计算、对比和分析，进而帮助有关人员及时了解到工程项目的消耗量是否超标、是否超预算等情况，进而有效管控项目的成本风险。

3.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用

3.1BIM技术在可视化信息查询中的应用

通过利用系统中的“查找项目”功能模块，就可实现水利水电工程仿真信息可视化查询，查询每个图形的属性信息，或者利用系统中“API”和“NET”的二次开发，查询施工全过程中的相关仿真信息，比如施工强度、各分项施工情况等，还可通过“年、月、日”的方式来查询工程施工中某一时段的施工强度和施工面貌等，这些仿真信息以不同颜色的图形在界面上进行显示，让信息使用者能直观、便捷地了解所需情况。

3.2 BIM技术在三维动态数字模型构建中的应用

3.2.1在地形动态填挖中的应用

地形动态填挖设计多个环节，首先需确定开挖的大坝地面构成和边坡的设计曲面，其次将这一设计曲面以放坡方式置于原来的地形曲面中，取得原设计曲面和设计曲面的交线，最后就可沿着这条交线切去填挖设计中的部分，同时切除交线的多余填筑边坡，进而使原始曲面和设计曲面实现完美融合。

3.2.2混凝土坝施工过程的三维动态演示过程中的应用

水利水电工程建设过程中，通过需浇筑大量的混凝土，而混凝土坝浇筑时，要注意施工周围的温度、设备布置、建筑能力以及应力等因素的影响，约束条件比较繁杂，导致通过人工有效安排建筑的进度和顺序是一件非常困难的事情。同时无法准确判断大坝施工中各阶段的混凝土坝升高过程是否符合施工要求，也无法判断各施工阶段的进度情况。而利用BIM技术可将混凝土坝施工过程中的不同混凝土施工方案动态、真实地模拟出来，工程建设人员就可根据模拟的动态过程，预测不同方案中混凝土施工的进度和各项指标情况，再根据这些数据，制定有针对性、准确、合理的施工进度方案。在计算机系统中输入影响浇筑作业的各种变量，建立系统模型，从而在该模型基础之上建立仿真软件。施工有关人员就可在其中输入相应的技术参数以及可操作性的方案，利用該系统计算出各种最优化方案，比如机械利用、建筑强度、机械配套数量等。

3.3 BIM技术在水利水电工程施工方案布置中的应用

BIM系统中配有瞄准软件，利用它就可一个虚拟环境中实现迅速布置施工设备、地形以及建筑等模型，通过Revit模块可实现不同阶段混凝土结构模型的建立，或者实现时序化布置，展示工程各个阶段的施工情况，再用瞄准软件实现施工方案的快速布置的过程中，要按不同施工场景文件进行分类和时序化管理。

3.4 BIM技术在施工结构仿真中的应用

可利用BIM技术中仿真工程结构，比如Revit软件，其可应用在在工程结构加固、布局和设备建模中，赋予三维模型各种建筑材料特性，例如现浇混凝土、砖砌以及结构钢等。结构加固设计时，可利用现有的三维模型，先选择不同类型的配筋形式，再将其转化为施工配筋三维模型，以便后续进行施工进度模拟。

3.5 BIM技术在施工安全监控中的应用

在水利水电工程施工过程中，应用BIM技术可起到监督和识别的作用，将BIM技术和智能监控技术有机结合，实现可视化安全管理，通过实时监控整个施工过程，及时了解施工中存在的问题和施工进度，以便及时发现问题，及时解决。运用BIM技术，将所有施工数据信息进行汇总、整理，利用模型将其模拟出来，创建施工范围内的既有的真实环境，和实际施工项目融合，让有关人員能更加直观地观察所在施工场所的施工环境情况，能从不同角度辨识危险源，借此就可更加全面地辨别各阶段施工中存在的危险因素，模拟模型中庸颜色标注出来，进行预警处理。另外，利用BIM技术还可划分施工危险区域，将危险系数比较高的区域和其他危险系数较低的区域隔离开来，并用红、橙、黄、绿4种不同颜色进行标注，每种颜色表示不同级别的警戒程度。在水利水电工程施工的整个过程中，应用BIM技术进行有效的安全监控，有关人员就可针对具体情况，采取相应的安全防范措施和相关的安全施工标准及时排除安全隐患。

4.结束语

综上所述，BIM技术是工程设计、施工和管理中一项非常重要的关键技术，其在水利水电工程可视化仿真中的应用，不仅有效降低了成本，还使水利水电工程从设计到施工中各个阶段的质量大大提升。文章通过对BIM技术的分析，了解该技术的应用优势，同时具体分析了BIM技术在可视化信息查询、三维动态数字模型构建、施工方案布置、施工结构布置以及施工安全监控中的应用，该技术的应用，大大提高了工作效率和质量，提升了水利水电工程的经济效益，推动了工程的发展。

参考文献：

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