BIM技术在新疆乔巴特项目中的应用

徐建成

(黑龙江工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050)

1 BIM发展现状及趋势

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。

近年来，我国工程项目的BIM应用，以其复杂性和创新性，屡屡在各大BIM平台厂商举办的国际BIM大赛中摘取大奖。可以说，我国的BIM技术在建筑、交通、水利水电等领域的应用已经处于国际领先地位。BIM技术数字信息化，信息网络化在工程建设领域呈现出突飞猛进的发展趋势，水利水电工程建设管理与信息技术的深度融合是必然的发展态势，利用BIM技术可逐渐改变水利水电工程建造模式，推动工程建造模式转向以全面数字化为特征的数字建造模式，为水利水电行业创造新的价值。

可以说，BIM技术是引领水利水电行业信息化走向更高层次的一种新技术，它的全面应用将为行业的科技进步产生非常巨大的影响，将大大提高工程项目的集成化程度，也给行业的发展带来了巨大的效益，使规划、设计，施工乃至整个工程的质量和效率显著提高，降低了成本，减少了返工，减少了浪费，促进了项目的精益管理，加快了行业的发展步伐。

2 BIM技术价值

建立以建筑信息模型应用为载体的项目管理信息化，提升项目施工阶段生产效率、提高质量、缩短工期、降低成本。具体体现在下列几个方面。

2.1 三维渲染，宣传展示

通过BIM模型可进行三维可视化技术交底，可让现场实际操作人员快速、直观的对施工过程和工艺工法进行学习，给人以真实和直接的视觉冲击。

2.2 快速算量，精度提升

BIM三维模型的创建，可以准确快速计算工程量，可用于提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。

2.3 精确计划，减少浪费

BIM技术可以让相关管理人员快速准确地提取工程基础数据，为施工单位制定精确的人材机计划提供有效支撑，减少了物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。

2.4 碰撞检查，减少返工

利用BIM三维模型可以进行碰撞检查，优化设计阶段图纸问题，减少在施工阶段可能存在的图纸问题，降低施工难度和成本，最后施工人员可以利用碰撞优化后的方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。

2.5 运营维护，有据可查

在本项目使用寿命期间，水利水电工程、道路桥梁结构、机电设备等都需要不断的维护，一个成功的维护方案将大大提高结构物性能，降低总体运维成本。运用BIM技术的建设项目进入到运维阶段时，可以获取到工程全局信息的真实状态和运维相关的文档资料。实现竣工信息模型集成，在未来的运维过程中为业主提供有效的信息支持。

3 BIM实施方案

乔巴特水利枢纽工程是国家十三五规划172项重大水利工程之一，是布尔津河开发的最大水电项目，具有“三高一复杂”的特点，高纬度、高地震烈度、高拱坝，地质条件复杂。该工程由拦河坝、引水发电系统、引水电站、生态基流及泄水建筑物等组成，其建设规模庞大，施工难度较高，非常有必要利用BIM技术提升施工管理效率、保障施工质量。

3.1 实景建模

(1)工程安全隐患排查

利用无人机拍摄的画面通过图传系统实时传回地面端，地面端利用无线网络通过APP实现实时直播画面，利于专家进行分析决策。

(2)全方位工程施工监管及重点工程节点影像留底

利用无人机拍摄后的数据通过电脑进行分类保存，记录重要施工影像，以备在工程中进行工程进度展示以及后续工程的需要。

(3)实景建模

无人机采用倾斜摄影方法，同时从不同的角度采集影像，通过专业软件进行解析空中三角测量、几何校正等处理，最后将平差后的数据赋予每张倾斜影像，使得他们具有在虚拟三维空间中的位置和姿态数据，快速构建出结构复杂且不规则的三维模型。相对于激光扫描快速建模技术，工作效率大幅提高。

3.2 工程地质模型应用

(1)设计阶段可以在模型基础上进行方案比选；

(2)施工阶段可动态三维演示施工过程中地形地质的空间变化，用于项目施工方案可行性分析及施工过程中的安全、质量和工期管理；还可以利用三维地质模型对地型曲面进行流域、高程、坡度等分析；

(3)在运营阶段可用于监测方案设计与地质有关问题的分析。

3.3 浏览校审碰撞检查

(1)不同专业管线间或管线与构件之间碰撞；

(2)间隙碰撞检测：两个实体间隙小于规定数值，但空间并未发生碰撞，系统会默认两物体发生间隙碰撞。

3.4 虚拟仿真

通过无人机倾斜摄影获取场地的实景三维模型与BIM模型相结合，提前形成直观仿真的项目区场景和工程施工方案，方便业主理解设计意图。还可以利用专业渲染软件对工程模型进行渲染，制作立体仿真的虚拟现实场景。通过VR技术提供360°沉浸感觉，可帮助业主在项目实施阶段真实感受建成后的工程风貌，便于理解设计意图，优化施工方案。也可结合三维模型动态演示，进一步用于隐蔽、复杂部位的施工交底。

3.5 工程量统计

(1)三维模型快速准确提取工程量。

基于BIM模型算量特点，可按构件、构件属性信息等条件统计工程量信息，工程量数据统计整理后供相关部门做工程量概预算参考，提高工作效率。

(2)实景模型工程量统计

可以快速提取不规则大体积料堆体积、深基坑体积、道路分层填筑土方量计算。

3.6 施工模拟优化

BIM技术可根据项目施工工序、进度、成本、质量以及人力、材料、机械等施工信息，实现项目施工过程可视化模拟。由于它的可视化纠错能力直观、真实，使施工过程中可能发生的问题在施工进行之前进行处理，按照施工过程可视化模拟结果，对各工程施工逻辑关系进行施工现场科学合理规划，减少返工问题。

水利工程可对船闸运行调度及鱼道运行进行仿真模拟，模拟水位高度对小型船只通行及鱼类回游情况的影响。

3.7 施工进度管理

通过ProjectWise平台，可将现场实际施工进度关联BIM模型，反映现场施工进度。当实际施工进度超出计划进度时，BIM模型将超前施工部位显示为绿色，反之为红色，起到工期预警作用。通过BIM系统平台可使项目管理人员对施工进度及审批有更直观了解，进而实时采取相关措施进行管控。

3.8 施工质量管理

利用BIM技术将试验检测资料挂接到BIM模型中进行保存，还可以随时采集现场实际发生的情况并上传。更可以追溯到现场相关问题、实验的负责人及联系方式，做到有依可询，有据可查。

3.9 施工安全管理

通过VR进行施工安全教育培训，让施工人员戴上VR眼镜之后，身临其境的感觉自己就站在工地上，亲身感受违规操作带来的危害，更能强化安全防范意识，从而达到施工安全教育目的。

利用移动终端(智能手机、平板电脑)采集现场数据，建立现场安全风险等数据资料与BIM模型即时关联，使管理者在办公室也可随时掌握现场的安全风险因素，及时进行管理。

(1)施工安全教育培训(VR)，真实、直观、高效、灵活。

(2)施工安全培训，防患于未然。

(3)合理规划施工现场，营造安全施工环境。

3.10 施工现场管理

(1)交通指挥机器人

弯路、陡坡路段设置安全机器人，节能、环保，移动方便、感应灵敏。24 h提示来往车辆减速慢行，有效保障场内交通安全。

(2)人员考勤、电子围栏

针对施工人员安全问题，设置电子围栏，通过区域定位设备，实现对施工人员的定位管理。并可通过人脸识别、一卡通系统等相关设备对人员考勤。

(3)移动监控

利用智能监控系统可随时、360°无死角通过手机监控现场情况，太阳能供电，移动使用，辅助管理现场，规避安全问题。

4 结 语

通过BIM技术在乔巴特项目施工阶段的应用，进行了项目各专业相关三维模型创建，通过碰撞检查、无人机应用等技术辅助现场施工管理，为现场施工和管理提供了方便，充分的发挥了现有阶段BIM技术在水利工程施工阶段应用的价值。