淺析BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

黃鑫

摘要： 近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的水利工程建設(shè)的發(fā)展也有了創(chuàng)新。水利工程具有覆蓋專業(yè)廣、選型獨(dú)特、地形復(fù)雜等特征，存在土方量計(jì)算不精確、工程樞紐布置復(fù)雜及圖紙信息繁冗等問題。社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，水利水電工程的規(guī)模也在逐漸增大，想要保證水利水電工程得以良好的開展，就必須提高對(duì)施工安全管理的重視度，優(yōu)化完善相關(guān)管理措施，采用相關(guān)先進(jìn)科技技術(shù)來幫助安全管理工作的推進(jìn)，提高水利水電工程施工安全管理的整體水平。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù);水利水電工程;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TV52【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）12-0183-01

引言：水利工程的實(shí)際設(shè)計(jì)工作較為繁瑣，體現(xiàn)在二維圖紙中的信息較為復(fù)雜，需要經(jīng)驗(yàn)極為豐富的從業(yè)人員經(jīng)大量工作后方能獲得具體形態(tài)，且項(xiàng)目的產(chǎn)品信息修改困難、設(shè)計(jì)協(xié)同困難、設(shè)計(jì)周期及產(chǎn)品質(zhì)量不可控。通過BIM技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)工程的信息化查詢和設(shè)計(jì)的協(xié)同修改，運(yùn)用BIM技術(shù)的節(jié)點(diǎn)控制，對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行施工放樣，可優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，提高工程質(zhì)量，盡可能的減少返工，進(jìn)而縮短工期，從而保證施工交底效果并完善后期的運(yùn)維管理。再者，對(duì)于地形條件比較復(fù)雜的水利工程來說，開挖、回填量巨大，土方量的計(jì)算的精準(zhǔn)度就與工程的最終造價(jià)有著密切的關(guān)聯(lián)。

1BIM模型的構(gòu)建

1.1構(gòu)建地形BIM模型

水利項(xiàng)目地形條件采用BIM軟件建模的主要流程為：首先分析原始數(shù)據(jù)信息，仔細(xì)檢查河道地形等高線，為避免實(shí)際情況與地形模型存在偏差還要對(duì)有問題的等高線進(jìn)行修改，采用等高線和不規(guī)則三角網(wǎng)TIN創(chuàng)建曲面;然后通過對(duì)高程值的內(nèi)插計(jì)算確定某點(diǎn)所在三角形的頂點(diǎn)高程，得到曲面高程，而多變復(fù)雜的曲面通常是由不規(guī)則分布的采樣數(shù)據(jù)獲取，因此采用這種缺省的曲面能夠充分的描述高低變化起伏的地形特征;最后需要修改曲面上過低或過高的錯(cuò)誤高程點(diǎn)，生成最終的地形模型，再次修改形成與實(shí)際工程相符的地形模型。

1.2構(gòu)建水工建筑物BIM模型

目前，關(guān)于BIM技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用一些地方相關(guān)部門出臺(tái)了相應(yīng)的規(guī)定，而對(duì)于水利工程并沒有明確的規(guī)定。本文結(jié)合文獻(xiàn)資料和有關(guān)文件，詳細(xì)介紹了BIM技術(shù)在水利工程中的建模流程，具體如下：（1）充分考慮BIM技術(shù)主導(dǎo)方要求，確定模型應(yīng)用階段和建模精度。在建筑工程領(lǐng)域，一般將模型精度劃分為5個(gè)等級(jí)。由于模型精度在水利工程中還未明確的界定，可參考建筑項(xiàng)目進(jìn)行劃分，精度越高則BIM模型包含信息數(shù)據(jù)越多，需要投入的時(shí)間、花費(fèi)的人力也越多。同時(shí)，考慮到工期長、受氣候影響大及現(xiàn)階段BIM技術(shù)條件等因素，多以LOD300為準(zhǔn)作為模型等級(jí)。設(shè)計(jì)信息在施工圖階段比較詳細(xì)，可依據(jù)設(shè)計(jì)信息完成水利工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、臨時(shí)工程、建筑工程和設(shè)計(jì)地形的建模，為工程技術(shù)交底、進(jìn)度管理和設(shè)計(jì)優(yōu)化等提供參考。另外，通過對(duì)該精度的進(jìn)一步完善可為后期的信息化管理提供依據(jù)。（2）搜集各專業(yè)資料并認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)總說明，了解工程概況和建設(shè)具體要求，完善CAD圖紙。（3）做好人員分工，合理分解項(xiàng)目。在BIM建模時(shí)通常將構(gòu)件稱為“族”，工程實(shí)驗(yàn)表明各構(gòu)件的建立以族為單位，水工建筑物完整模型通過對(duì)各構(gòu)件的拼裝實(shí)現(xiàn)。所以，在建模之前要對(duì)工程項(xiàng)目以族為單位進(jìn)行構(gòu)件分解。以族為單位劃分建筑物時(shí)因BIM軟件本身的限制，為便于后期的施工模擬應(yīng)盡量分解為最小單元。

2基于BIM技術(shù)的安全檢查過程

BIM技術(shù)幫助水利水電施工開展相應(yīng)的安全檢查工作，主要分為五個(gè)步驟：①在施工前期，要根據(jù)實(shí)際情況制定相關(guān)管理制度以及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。不僅要滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的各項(xiàng)需求，又要保證相關(guān)技術(shù)的適配性，從而確保BIM模型具有自動(dòng)檢查功能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況做出相關(guān)科學(xué)準(zhǔn)確的管理措施。②構(gòu)建模型。通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。不同的模型所具備的相關(guān)屬性都是存在差異的。③檢測(cè)漏洞。通過模型所提供的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對(duì)當(dāng)前工作進(jìn)行全面檢測(cè)。④總結(jié)檢查工作。將檢查過程中存在的相關(guān)漏洞以及問題整理成檢查報(bào)告，報(bào)告主要分為檢查表和可視化安全防護(hù)設(shè)備兩種形式。⑤根據(jù)實(shí)際情況制定相關(guān)安全管理措施。既保障了安全管理工作的整體質(zhì)量，要大大降低相應(yīng)的成本以及工作量。要想使BIM技術(shù)發(fā)揮其自身最大的作用，就必須在工程開始施工之前對(duì)所構(gòu)建的BIM模型進(jìn)行全方面的檢查并規(guī)定好相關(guān)指標(biāo)，進(jìn)行多次模擬操作，從而確保模型的可適用性。傳統(tǒng)的施工安全評(píng)估工作是由多位專業(yè)評(píng)估專家共同協(xié)商完成的，這樣的方法會(huì)存在較多問題，其中包括工作效率低、評(píng)估成本高以及準(zhǔn)確度較低等方面，無法對(duì)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位準(zhǔn)確的評(píng)估。若將BIM技術(shù)應(yīng)用到安全管理評(píng)估工作中，可大大提高評(píng)估工作的效率以及增加其評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。在實(shí)際操作過程中，BIM技術(shù)將結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及相關(guān)工作進(jìn)展，對(duì)之后的工作進(jìn)行合理的規(guī)劃考量，構(gòu)建施工安全評(píng)估指標(biāo)體系，在符合相關(guān)規(guī)定的前提下去分析相關(guān)問題，并結(jié)合評(píng)估專家的評(píng)估意見，從而得到最后的施工安全評(píng)估結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，有關(guān)人員開始對(duì)施工安全評(píng)估方法展開相應(yīng)的研究實(shí)踐，使得現(xiàn)階段施工安全評(píng)估方法較以往相比得到了有效的提升，所運(yùn)用到的方法也有了多種選擇，適用于各類工程項(xiàng)目?，F(xiàn)階段施工安全評(píng)估工作開展時(shí)常用到以下四種方法：①層次分析法。在問題分析中結(jié)合使用定向分析與定量分析兩種方式，讓人們對(duì)所得出的分析結(jié)果進(jìn)行投票，根據(jù)投票結(jié)果去體現(xiàn)人的主觀意識(shí)，進(jìn)而得到最終分析結(jié)果。②神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法。BIM的數(shù)據(jù)庫是動(dòng)態(tài)變化的，在應(yīng)用過程中不斷在更新、豐富和充實(shí)，通過不斷補(bǔ)充更新施工安全管理系統(tǒng)中的知識(shí)系統(tǒng)，并對(duì)此作出相應(yīng)的科學(xué)評(píng)估。③模糊綜合評(píng)價(jià)法。其主要根據(jù)定量分析法對(duì)施工過程中的各項(xiàng)問題進(jìn)行基礎(chǔ)的判斷，并結(jié)合其相應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。④灰色關(guān)聯(lián)度分析法。該方法是以灰色理論為基礎(chǔ)，主要采取半定量半定性的分析方法去對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確的判斷。

結(jié)語：水利工程往往存在設(shè)計(jì)效率低、各方信息交流困難、技術(shù)復(fù)雜且建筑物選型獨(dú)特，在水利工程中引入BIM技術(shù)建立信息模型能夠有效處理以上問題。另外，基于BIM技術(shù)的土方量計(jì)算彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法存在的不足，計(jì)算結(jié)果方便修改且嚴(yán)密科學(xué)，在提高土方量計(jì)算效率和精度的同時(shí)建立地形模型，為項(xiàng)目決策提供可靠的判別依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫少楠，張慧君.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2016，30（02）：107-112.