探讨BIM技术在水利水电工程建设中的应用

席峰

摘要：目前，BIM 技术已经全面覆盖到公路、桥梁、地铁、水利水电等各个行业，并受到了广发的应用和推崇。随着国民经济水平的不断提升，建筑行业的发展也是如火如荼，水利水电工程作为工程建设行业的一个重要组成部分，也呈现出迅猛的发展态势。但由于工程规模庞大、建筑结构复杂，水利建筑工程面临着巨大的考验。BIM 技术的出现给水利水电工程的高质高效提供了更加可靠的担保。

关键词：水利工程；BIM技术；应用

一、BI M的涵义与优势

BIM 技术是一种三维的施工模拟技术，能够通过收集到的信息数据，完成数字化处理的工作。如建筑中的建材、设备、价格及施工进度等工程的数据信息模型，都能用BIM 及其相关的信息数据化表现出来，通俗来说，BIM 技术就是建筑工程中的数字技术运用。BIM 技术主要用来化解建筑工程软件中的运行问题，让技术人员可以在处理完建筑信息后，结合其它的环节来维持软件的运转。BIM 是一种具有设计、建造及管理等功能的数字化方式，不只能够支持系统的内部集成管理环境，还能提高整体施工进度的效率，避免风险的产生。其特殊的优势就是具有能够独立建立工程数据信息的功能，还能够通过三维的可视化环境以及办公自动化的功能，迅速地处理PKPM 系统中存在的信息化问题，不仅能够提高数据信息在系统中的重复使用率，还能真正实现数据信息间的交流与共享。

二、BIM 技术在水利工程中的应用问题

1、缺乏成熟的政策支持。BIM 应用于水利项目水利工程在我国有着悠久的历史，但从目前水利工程发展来看，相关技术水平一直较为落后，尤其对于传统施工工艺的依赖以及技术人员的传统施工思维和设计方案等都严重制约着水利工程技术的完善。BIM 的出现虽然在一定程度上为水利工程项目施工提供了更加先进的施工手段，但由于我国在BIM 技术使用规范和应用模式等方面缺乏成熟的法律法规保障，导致该行业人士在工程技术管理环节仍旧难以接受以BIM 技术替代传统思维。政策环境不成熟，直接导致了BIM 技术在水利工程项目中推广受阻。

2、缺乏成熟的技术应用。BIM 技术的使用会涉及到多个行业、多个单位，而目前我国使用的BIM 软件多是由外国引入，在信息安全、本地适用性等方面都存在着很大的弊端。加上国外引入软件的使用成本过高、模型间的交互能力不足，会直接导致BIM 软件在我国水利工程项目中的使用屡屡受挫。水利工程自身具有规模大、结构复杂的特点，这就导致BIM 软件对计算机的要求很高，如果无法匹配相应的技术设备，将导致BIM 的使用并不流畅，其操作优势和技术优势将得不到展现。因此，技术应用环境不成熟，也直接导致了BIM技术在我国水利水电工程中的应用不畅。

三、BIM 技术在水利工程中的应用

基于水工建筑物BIM 模型的枢纽布置，枢纽布置的任务是确定各建筑物在平面和高程上的布置。水利工程的枢纽布置直接影响到施工场地的布局，合理确定枢纽中各组成建筑物之间的相互位置，对于找到最佳的临时设施位置，使现场人员和设备运距最小化，从而节省工程量、方便施工、缩短工期有重要意义。水利枢纽布置是一项复杂的工程，不是一般性确定算法能够解决的，而应该在工程条件的约束下，进行多种方案比选。目前的方案比选都是建立在平面图的基础上，需要水工专家有丰富的实践经验和综合推理能力。在方案比选阶段建立各水工建筑物的BIM 模型，并结合地形的BIM 模型形成完整的项目总体沙盘，能使决策人员直观地了解各水工建筑物之间、各水工建筑物与周围地形条件之间的制约关系。同时，基于参数的BIM 模型可在空间位置任意移动，能够实现一处更改，处处更改，使每一种决策方都成为一个完整可视的沙盘，据Autodesk 公司统计，可视化可提高企业竞争力66%，减少50%-70%的信息请求，缩短5%～10%的施工周期，减少20%-25%的各专业协调时间。项目比选阶段的案可视化也能够使项目参建者迅速把握关键项目控制点，确定施工重难点，分析资源配置合理性，为后续的施工组织设计优化调整提供决策支持，能为水利工程的施工组织设计及宏观决策提供有效的分析依据，BIM 模型信息的应用，一个建筑信息模型是一个单一的、完整一致的建筑信息数据库，建立完整的项目BIM 数据信息，使工程构件参数化，从而实现工程项目管理信息化和技术信息化。

（1）管理信息化。建筑施工过程是一项典型的协同工作，不同专业、不同职责的施工主体之间需要进行信息共享和交流。同样，在水利工程建设与管理过程也中会产生大量信息，项目参建各方各自为政，产生信息孤岛和信息断层问题，导致信息在工程全生命周期各阶段流失严重，信息共享管理水平低，信息的使用与表达不能有效地反馈工程。BIM 模型包含的信息可实现工程档案可视化、关联化、高效率化管理，为项目建设过程中的信息交换、共享和集成化管理提供了有效平台。基于BIM 技术的信息管理平台如图1 所示，按照项目进行的不同阶段，将BIM 信息平台划分为三大子平台：设计管理信息平台、项目实施阶段信息平台和项目验收及运维信息平台。设计管理信息平台包括项目建议书，可行性研究报告、初步设计3 个阶段的信息，项目实施信息平台包括施工图设计和施工技术交底阶段的信息；项目验收及运维信息平台提供竣工验收，以及项目运行维护阶段的信息。因此，使用BIM 技术建设一个项目的中央存储库，可彻底改变项目整个生命周期的信息管理模式。水利工程投资大，使用年限长，人员流动大，一些隐蔽工程的信息流失严重，基于BIM 技术的信息管理平台可保证这些信息的完整性、准确性和可追溯性。同时，基于BIM 技术的应急管理包括：预防、警报和准确定位，避免在事故发生后翻看繁多复杂的图纸而延误最佳救援时间。

（2）技术信息化。水利工程施工条件复杂，工程量大，施工难点多，目前，我国水利工程施工技术水平普遍较低。BIM 技术作为一种对建筑物物理和功能特性进行数字描述的信息库，BIM 模型在工程设计、施工等过程中支持多种应用，对于一个完整使用BIM 技术的工程来说，不仅包括虚拟的三维可视化模型，也应该包括可视化的施工任务和施工顺序，这些信息对于施工任务的安排以及施工进度计划的确定将起到至关重要的作用，同时，模型包含的建筑物本身的定量信息会直接链接到相关的成本数据库，对于项目建设前期的投资控制非常有利，精细度级别越高的模型，项目的成本估算越精确。从项目设计阶段到施工阶段的BIM 模型包含不同的信息，如表所示。

目前，BIM 技術的发展已经给各大行业施工工作带来了极大的便利，而其信息完备性、协调性、可视性和优化性等特点对于工程项目的完成都将发挥积极地促进效果。但从水利行业技术发展来看，BIM 技术的推广仍旧不太乐观。为了使BIM 的经济效益在水利工程项目中也得以施展，政府、行业协会、施工技术人员等都将发挥自身作用，投入到BIM 技术的推广和宣传工作中。通过制定相应法律法规、加大行业宣传、开展公益性BIM 课程讲座的形式，将现有BIM 技术在水利工程项目中的使用障碍予以清除，以实现水利工程项目的现代化和创新化发展，为BIM 提供更为宽广的发展空间。

参考文献

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[2] 张超.BIM技术在水利工程设计中的应用初探[J].江苏水利，2015（4）：14-17.

[3] 张绍庆.BIM技术在水利工程项目建设中的应用探讨[J].住宅与房地产，2013（8）：12.

[4] 彭小虎.基于BIM技术的水利水电工程建设研究[J].管理工程，2012（9）：18.

（作者单位：安吉县水利水电勘测设计所有限公司）