水利水电工程BIM应用价值与企业推广思考

杨硕　赵朋飞　党照

摘 要：水利水电工程作为基建项目的重要组成部分，不仅对沿岸地区的生态环境起到了保护作用，同时在调蓄旱涝、水产养殖、发电等领域都有着重要的积极作用。由于水利水电工程建设周期长，规模大，施工技术难度较高等原因，对施工设计团队专业能力和技术能力提出了较高的要求。所谓BIM即为建筑信息模型的简称，最早起源于20世纪70年代，能够依据数据信息对建筑工程进行三维建模，弥补了CAD技术过于抽象的缺憾，对于帮助施工人员了解设计意图和完善施工手段具有重要作用。在水利水电工程中，BIM技术能够更加直观的帮助设计施工人员了解项目情况，提升设计精度和减少设计失误，具有良好的发展前景，对提升水利水电工程的建设质量具有重要的技术支撑作用。

关键词：水利水电工程;BIM技术;应用

根据水利水电行业的特点，叙述了BIM技术的应用价值。实施BIM技术，将体现可视化、多专业协同、标准化、精细化优势，可以优化设计流程，保证设计深度、提高设计效率、强化设计质量。通过4D模拟，提前规划施工场地，精心安排施工计划，控制节点工期;可以更好控制投资，监控项目进展、分析反馈数据。通过BIM技术，实现信息共享，对于提高行业整体效率和管理水平具有重要意义。

一、水利水电工程BIM应用价值

水利水电工程是复杂的系统工程，设计专业多、设计周期长、工程量大、环境多变、施工工期长、干扰因素多、机械布置困难，同时还要考虑施工导流、度汛、坝体挡水及蓄水发电等目标要求，施工组织、进度计划安排及项目管理存在相当大的困难。随着工程项目的复杂性和信息化要求提升，传统图纸已经很难解决和表达以上工程面临的各种难题。

1.专业。水利水电工程项目中的水电站项目相对复杂，水电站项目中一般包括：场地、坝体、库区、沟渠（溢洪道）、隧洞（引水洞）、围堰、水闸、船闸、建筑、设备等工程内容，可能还包括：桥梁、道路、堤防等内容。从专业来分，水利水电工程则大致分为：勘测、地质、水工、金结几大类专业，部分专业因不同的设计、施工单位细分建筑、机电、路桥、施工等。以上专业分工其实是笼统而粗放的，尤其是水工专业，包含大而全。于是便很容易出现，专业人员既要研究场地又要设计坝体，还要画沟渠、隧洞的图，还要边查看围堰級别，边学习施工方法。在此条件下，专业人才的培养、经验积累就异常缓慢。在行业内客观要求无法改变的前提下，工具的改良与进步将是首要的选择。BIM技术能够帮助工程人员把项目数据集成并统一起来，形成三维模型。通过即时可视化的方式，工程人员直观的进行研究、设计，大幅降低了传统凭借经验、记忆来做出人为判断可能带来的风险，不仅可以降低工程人员的工作难度，还能大幅减少人为干预因素造成的错误，以提高设计、施工质量。通过BIM技术，勘测专业外业勘测数据返回，形成三维地形模型，各地形地势一目了然，高程、坡向、坡度、流域、分水岭自动分析出来;地质专业以外业数据为基础，设计形成三维地质模型，地层、断层、岩土材质都可任意剖切、随时取量;水工在此三维数据基础上，平整场地、坝区开挖，方量自动统计;然后搭建支护结构、围堰、坝体、沟渠、隧洞等模型，与地形匹配吻合;搭建建筑、布置设备、基础结构、涡轮涡壳参数化直接调整;水闸、船闸，通过数字模型计算应力分析，各零件构件组装、运动模拟;各专业通过BIM模型生成二维图纸，从BIM模型中精确提取工程量。按照项目实际施工顺序、施工阶段与施工工法，在设计阶段即在BIM中提前模拟。

2.工程流程。水利水电工程项目，一般需要经历预可研、可研、初步设计、施工图设计、施工策划（施工组织设计）、施工、竣工验收各阶段。通常各阶段技术难度可以认为呈递减趋势，各阶段工作强度则是递增状态，直至竣工验收。（1）可研阶段。由于没有精准、确凿的数据依据，很多情况下专家仅能通过经验、推测、研究来确定方案的可行性。通常，可研阶段即需要将整体设计方案明确，但由于之前推论成分较高，等到初步设计阶段，出现推翻之前方案，重新设计、反复调整的情况在所难免。（2）设计阶段。例如渠道，初步设计一个20m断面，根据实际情况和要求，可能就需要细化为2m、甚至1 m，需要画很多图，漏画、错标在所难免。设计人员在最需要精细化设计的时候，难以将主要精力投入于思考工程本身的合理性与可优化性。（3）施工阶段。施工组织设计工作的繁琐程度，并不逊于施工图设计。精细化施工、精细化管理，需要建立在精细的计划基础上，高水准的施工企业，一定会进行可行可靠的施工策划，然而场地、布置、人员、设备、工料、运输、进度、分仓、成本等各项的明确，无一不是费时费力的工作。施工一旦开展，巨大的投资将在此时消耗，项目迎来了整个流程中的高潮，空前的人力、物力投入。地处偏远的环境，漫长而紧张的施工周期，对施工企业、对建设人员都无疑是一个磨练耐力与意志的挑战。正是因为如此艰难，施工过程的管理、施工质量的保障、各参与单位的合作、衔接，显得很重要。BIM应用的工程项目，竣工阶段应可以交付最终版的BIM模型，一般称为竣工模型。如同竣工图，竣工模型为项目资料信息的留存。竣工图只能将少量的图纸信息留存于纸上，而竣工模型，能够将几乎完整的工程信息集成于BIM模型中，不仅作为留存的资料，还能为运营维护提供一个可视化、便于查询的平台。对于图纸，项目的竣工或许是它使命的完结，对于BIM模型，竣工交付更能充分发挥其价值。

二、水利水电行业BIM推广的思考

BIM技术在我国已经推广了十多年，当初建筑、市政、工业厂房、路桥、铁道、水利水电各工程建设行业，几乎是同一时间接触到BIM概念。水利水电行业由于工程情况复杂，很多工程难题有待采用BIM这种新技术来实现，进而大量设计单位、施工单位开始着手研究BIM技术。可即便如此，不可否认的是大多数水利水电工程企业的实施仍然进展缓慢。站在企业层面，以合理的角度看待BIM，是企业科学、合理应用BIM的基础。但中国企业不同的是，由于中国经济的高速发展，设计行业潜在的巨大市场使得部分优势企业期望借助BIM强化其优势，以便在未来市场竞争中获得更大收益。企业必须从以下两个方面考虑：（1）BIM将逐步成为企业为业主提供服务的基本门槛;（2）企业必须从服务模式创新中要效益，例如，由于BIM产生了传统2D所没有的信息成果，企业应逐步从单纯设计服务转向“总包”型的综合服务。具体而言，企业应该从以下几个方面要效益：1）首先在同行中（尤其是同层次、同区域）中，取得BIM设计模式的优势（从企业BIM标准、流程，人员能力等方面），在高收益重点项目中，主动展示其BIM优势，以BIM制造投标优势，进而赢得更多高收益项目;2）组建基于BIM的综合服务团队，将企业BIM设计模式产生的额外成果（例如，接近深化设计的施工图延伸、更准确的材料统计结果、更直观的施工管理模式等）转变为收益;3）将BIM作为企业的品牌标签之一，使得企业在满足甲方业主需求和项目圆满交付服务上更有保障。

总之，虽然BIM技术的推广和应用需要时间和投入，但从长远来看，BIM投资一定会产生效益，或者放大工程施工企业现有业务的效益，水利水电工程企业通过BIM产生的收益会促使他们投入更多的资源来推动BIM技术的应用。更多的推广可以加速BIM业务的成熟，业主可以更快的接受和识别BIM的价值，从而进一步推动BIM技术的发展。通过施工各方的互动，最终形成水利水电行业BIM技术发展的良性循环。

参考文献

[1]林宇.探讨水利水电工程BIM应用价值与企业推广.2018.

[2]张凯.浅谈水利水电工程BIM应用价值与企业推广思考.2017.