BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)施工運(yùn)維中的應(yīng)用研究

關(guān)莉莉

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)施工運(yùn)維中的應(yīng)用研究

關(guān)莉莉

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

水利工程具有規(guī)模大、覆蓋面廣和工程地理信息量大等特點(diǎn)，BIM軟件具有強(qiáng)大的建模功能和信息存儲(chǔ)量。因而，將BIM技術(shù)應(yīng)用于水利工程施工運(yùn)維中，有利于提高水利工程設(shè)計(jì)的效率和水平，加快施工進(jìn)度，加強(qiáng)質(zhì)量安全控制?；诖耍疚姆治鯞IM技術(shù)在水利工程的設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)維階段的應(yīng)用。

BIM技術(shù)；水利工程；應(yīng)用

水利工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，肩負(fù)著為社會(huì)提供有效的防汛減災(zāi)服務(wù)，保護(hù)水資源、生態(tài)環(huán)境的歷史重任。與其他行業(yè)相比，水利工程具有規(guī)模大、覆蓋面廣和工程地理信息量大等特點(diǎn)。因?yàn)榈匦蔚貏?shì)和結(jié)構(gòu)的不同，各地所建立的水利工程各不相同，也就是說(shuō)每個(gè)工程都需要建立自己的模型。隨著水利信息化進(jìn)程的加快，仿真技術(shù)受到了水利行業(yè)的重視被應(yīng)用到水利工程模擬仿真和綜合管理中。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是建筑信息建模（Building Information Modeling）的縮寫(xiě)。1975年，喬治亞理工大學(xué)被譽(yù)為“BIM之父”的Chuck Eastman教授創(chuàng)建了BIM技術(shù)理念。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出仿真建筑物，是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用，將建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等項(xiàng)目參與方在同一平臺(tái)上，共享同一建筑信息模型。

近年來(lái)，BIM技術(shù)也被應(yīng)用到了水利行業(yè)。利用BIM技術(shù)，一些工程項(xiàng)目積累了大量的工程設(shè)計(jì)流程和工作模式等相關(guān)數(shù)據(jù)，為其他項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。雖然BIM技術(shù)對(duì)水工設(shè)計(jì)、施工流程、項(xiàng)目管理等有很大的推動(dòng)作用，但是，作為一種新的、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，要想得到全行業(yè)的普及，需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，強(qiáng)調(diào)建筑項(xiàng)目整體的全面信息化，將管理思想與技術(shù)應(yīng)用有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)了信息模型和管理流程在建筑全生命周期中的應(yīng)用。

2.1 設(shè)計(jì)理念

水工BIM（WBIM）可以實(shí)現(xiàn)水工建筑模型的仿真模擬，多個(gè)方案、協(xié)同合作［1］，展現(xiàn)出工程的全貌，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的信息化及可視化，設(shè)計(jì)項(xiàng)目一目了然地展現(xiàn)在BIM模型上，還可進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。

2.2 設(shè)計(jì)效率

BIM技術(shù)促進(jìn)了設(shè)計(jì)效率的提高，以前都是先進(jìn)行二維圖形的繪制，再根據(jù)二維圖形建立模型，程序太繁瑣。如果進(jìn)行BIM模型的建立，模型建立完成，可以直接生成圖紙，方便快捷，從而可以大大提高設(shè)計(jì)效率。

2.3 設(shè)計(jì)質(zhì)量

通過(guò)BIM技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到實(shí)踐中，通過(guò)仿真模擬技術(shù)，將設(shè)計(jì)模型進(jìn)行智能的碰撞，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果，通過(guò)模型的信息碰撞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以使設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.4 設(shè)計(jì)效果

BIM技術(shù)設(shè)計(jì)效果的可視化、直觀性非常好，設(shè)計(jì)人員可以從中找出設(shè)計(jì)的缺陷和問(wèn)題，施工人員可以通過(guò)互動(dòng)漫游了解施工的工序等，實(shí)現(xiàn)多方案虛擬及展示。BIM技術(shù)帶來(lái)了更高的設(shè)計(jì)效率、更少的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、更好的設(shè)計(jì)質(zhì)量，不僅大大提升了設(shè)計(jì)單位的工作效率，而且讓客戶(hù)獲得了高質(zhì)量的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并為施工階段的管理和運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1.1 可視化設(shè)計(jì)。BIM提供了可視化的思路，讓傳統(tǒng)的線條式模式以三維的立體實(shí)物展現(xiàn)在人們的面前。以往做過(guò)很多水利工程的三維動(dòng)畫(huà)或工程效果圖，雖然很逼真，但主要是用來(lái)吸引人們的眼球，起到宣傳作用。BIM技術(shù)的三維模型效果，與以往有本質(zhì)的區(qū)別，BIM軟件提供的三維模型，從工程的設(shè)計(jì)到竣工，自始至終都是為工程服務(wù)，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)性和反饋性的可視化。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三維動(dòng)畫(huà)和工程效果圖，只是其應(yīng)用的一個(gè)方面。

3.1.2 圖紙的輸出與會(huì)審。圖紙，被譽(yù)為“工程界的技術(shù)語(yǔ)言”。BIM技術(shù)的引入，節(jié)約了圖紙的繪制時(shí)間。在設(shè)計(jì)初期階段，如輸水建筑物水閘的設(shè)計(jì)，首先通過(guò)BIM技術(shù)創(chuàng)建出三維模型，通過(guò)模型的建立直接完善和生成圖紙。圖紙的核對(duì)審查也是水利工程項(xiàng)目中相當(dāng)重要的信息，通過(guò)圖紙的審核、校對(duì)，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，更好地服務(wù)于設(shè)計(jì)變更和施工。

3.2 施工階段的應(yīng)用

3.2.1 可視化應(yīng)用?？梢暬荁IM技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)，在水利工程中通過(guò)施工工藝、降低工程造價(jià)、工程量的計(jì)算、優(yōu)化施工管理水平等方面，極大地提升了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，增加了中標(biāo)概率。同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)的可視化，可以了解水利工程的整個(gè)面貌、結(jié)構(gòu)形式以及采用的施工工藝、進(jìn)度等。

3.2.2 工程量計(jì)算。工程量的核算是施工單位和建設(shè)單位造價(jià)方面的重要指標(biāo)。BIM技術(shù)引入之前，水利工程中一般采用人工核算，利用Excel表格和一些造價(jià)軟件進(jìn)行核算，人力投入大，效率低。采用BIM技術(shù)進(jìn)行核算則輕松很多，模型創(chuàng)建后可以直接得出工程量，校核方便，精度準(zhǔn)確，效率更高。因?yàn)锽IM技術(shù)采用了高精度的建模，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，無(wú)論是土方的開(kāi)挖、工程構(gòu)件的混凝土澆筑量，還是構(gòu)件表面的涂料面積或模板面積均可以高效得到。

3.2.3 施工進(jìn)度模擬。BIM技術(shù)提供了水利工程項(xiàng)目的工程全貌，以及模擬仿真的碰撞，可以全面了解工程的整體布置及虛擬的施工過(guò)程。通過(guò)虛擬施工進(jìn)度、模擬的碰撞，及早發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，及早解決，大大減少質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題，減少返工和整改。同時(shí)，可以監(jiān)控施工過(guò)程，不管哪個(gè)地方出現(xiàn)問(wèn)題均會(huì)第一時(shí)間報(bào)告，隨時(shí)隨地解決施工中出現(xiàn)的問(wèn)題。

3.2.4 施工安全管理。在水利工程中，施工的安全管理一般是以文字性的描述為主，這種安全管理模式容易出錯(cuò)，因?yàn)槲淖中缘拿枋鋈菀壮鲥e(cuò)，還可能描述不清楚等，使得安全管理人員管理起來(lái)難度較大。借助BIM技術(shù)，水利工程中施工安全管理就簡(jiǎn)單許多，施工人員可以通過(guò)BIM的施工進(jìn)度流程進(jìn)行施工安全管理，隨時(shí)可以檢查出安全問(wèn)題出現(xiàn)的位置，不需要用文字描述的方法進(jìn)行安全管理，這樣不容易出錯(cuò)，非常直觀和形象。

3.3 運(yùn)維階段的應(yīng)用

3.3.1 文檔管理。在水利工程中，一個(gè)項(xiàng)目完成后會(huì)堆積很多文檔資料，需要耗費(fèi)人力，存放時(shí)間不長(zhǎng)，而且容易丟失。借助BIM技術(shù)，根據(jù)水利工程的特點(diǎn)，可以協(xié)同合作，將錯(cuò)綜復(fù)雜的文檔進(jìn)行統(tǒng)一，提高文檔管理的功能；并且可以控制工程設(shè)計(jì)文件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，自動(dòng)維護(hù)，減少人員的工作量。

3.3.2 運(yùn)維管理。BIM模型包含水利工程中建筑物、水輪機(jī)、啟閉機(jī)等多個(gè)構(gòu)件的尺寸、高程、安裝時(shí)間和順序、出廠單位及混凝土澆筑的信息，施工完成后，便于后期的運(yùn)用維護(hù)管理，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，減少故障帶來(lái)的損失。BIM技術(shù)可以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，出現(xiàn)問(wèn)題可以調(diào)用BIM模型，直接展現(xiàn)出所有的數(shù)據(jù)和信息，以便檢查檢修。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM軟件具有強(qiáng)大的建模功能和信息存儲(chǔ)量，根據(jù)水利工程具有投資大、設(shè)計(jì)建設(shè)周期長(zhǎng)、參與的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)多、系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜等特點(diǎn)，BIM技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)的效率和水平，加快施工進(jìn)度，加強(qiáng)質(zhì)量安全控制，還可以提升水利部門(mén)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。所以，BIM技術(shù)將會(huì)在水利工程中得到更為廣泛的應(yīng)用。

［1］楊宏斌.BIM在水電工程施工總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.工程質(zhì)量，2013（3）：8-11.

Application of BIM Technology in Design,Construction, Operation and Maintenance of Water Conservancy Project

Guan Lili
（Yellow River Conservancy Technical Institute，Kaifeng Henan 475004）

Water conservancy project has such characteristics as large scale,wide coverage and large amount of Engineering geographic information.BIM software has powerful modeling function and information storage capacity. Therefore,the application of BIM technology in the construction and operation of water conservancy projects will help to improve the efficiency and level of water conservancy project design,speed up the construction schedule,and strengthen quality and safety control.Based on this,this paper analyzed the application of BIM technology in the design stage,construction stage,operation and maintenance stage of water conservancy project.

BIMTechnology；waterconservancyproject；application

TV222.2

A

1003-5168（2017）07-0103-02

2017-06-21

關(guān)莉莉（1981-），女，碩士，講師，研究方向：水利工程制圖與BIM結(jié)合運(yùn)用。