BIM技术在水利工程施工中的应用

BIM技术在水利工程施工中的应用
发布时间：2021-10-27T09:28:14.134Z 来源：《建筑实践》2021年16期第6月作者：郭占山
[导读] 水利工程施工建设，可以运用BIM技术中的独特优势进行相互协作，
郭占山
鄂尔多斯市浩源水务有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 017000
摘要：水利工程施工建设，可以运用BIM技术中的独特优势进行相互协作，水利工程的管理人员需要和BIM技术的设计人员进行协商，达成一致后展开水利工程的建设工作，从而保证水利工程得到良好建设。

关键词：BIM技术；水利工程施工；应用
1水利工程施工中应用BIM技术的优势
1.1推动水利工程设计理念发展
由于BIM技术具有将工程项目可视化、模拟化、信息化的功能。

当应用于水利工程的设计中时，可很大程度上创新工程设计的理念，以现代信息技术仿真动态展现水利工程的具体风格形式，高效地形成立体模型效果图，使水利工程的设计过程由平面图纸转变为立体三维建模。

不仅能更直观、动态地表达，还能获取到水利工程设计和施工的相关数据信息。

1.2提高水利工程设计的效率
以往在施工设计过程中，需要绘制二维的水利工程建筑模型的剖面结构图和施工环节图，然后再经过特定设备和软件加工后，才能形成三维立体模型图，整个流程不仅十分繁琐，而且容易出细节上出现偏差。

而BIM技术在水利施工的应用，可以直接建立三维模型，省去了纸绘所需要的大量时间，并且还便于设计人员掌握工程信息数据和施工流程要点，借助仿真模型功能进行预施工，进一步避免了施工环节存在的隐患。

1.3优化管理并提升运维效率
BIM技术运用在水利工程中，可以形成一套可行性较强的施工方案，并模拟施工动态过程，使施工人员能够直接观测和掌握项目工序和施工要点。

此外，BIM技术还能进一步管理和监控施工环节中的流程和材料，通过全面细化的信息数据处理提高材料、设备及其应用的施工成本核算精度，推动水利工程建设的数字化普及，促进水利工程项目施工周期的信息化和优质化运维管理。

2 BIM技术施工具备功能特点
2.1 BIM技术中可视化
建设一般都需要在普通纸张上展开基础绘图，绘制定稿后才能进行三维模型的建设。

BIM技术中拥有强大的可视化技术，利用4D施工工程信息的模型能够更加精确的还原施工的整个过程，可以对施工信息进行拓展和查询。

可以依靠强大的实体数据设计出仿真度更好的模型，通过建设模型来先出水利工程建设最终的施工效果，让施工建设人员能够更加直观地看到最终成果。

BIM技术能够将施工之中的各项信息涵盖，能够让参与施工的人员了解到建筑模型的施工过程，从而达到可视化的技术讨论，这样能够提高施工效率，增强施工人员和BIM技术设计人员的交流和沟通，从而保证施工更加顺利，施工过程少走弯路的情况发生。

2.2 BIM技术中模拟性
在现实生活中，水利施工建设人员会提前对地形进行勘查。

在勘察过相关地形后，可能会对施工建材中的设备、建筑材料、成本等相关问题导致分歧和各种不安因素的发生。

为了解决建筑施工中常见的问题，便需要使用BIM技术的模型技术进行提前设计测试，最终获得最为优质的解决方案。

建设是工作阶段中，需要利用模型的建设模拟的情况展开水利工程施工地质地模拟，通过运用不同的材料来模拟墙体进行虚拟测试，为了测试其韧性和强度，以及是否能够更加稳固，便需要进行对其节能模拟、紧急疏散、热能等，功能性的模拟工作。

在展开施工中，BIM技术需要在良好的模型基础建设中展开4D模拟工作，这样能够在设计的角度中进行对施工更科学更合理的解决方案。

或者在BIM技术的基础上加入5D试验模拟，这样能够达成一个成本的有效控制，从而做好运用的维护工作，进行对紧急情况的处理，能够在突发状况发生后进行有效地控制工作。

2.3 建筑设计中协调性
施工建设中，需要主体人员不断的进行沟通，协调工作互相配合，这样才能保证施工建设的稳定，避免因为环节过于复杂，人员结构不够整齐，在进行协调工作展开后需要进行对工程的工期以及工程质量的分析，对其中所需要付出的责任和能够收获的利益进行划分。

BIM技术的建筑可以进行建设工作的展开，用过利用泻药来解决专业之间的碰撞问题的出现，利用协调信息进行对BIM技术数据库的运用，能够解对数据的有效碰撞，这样做能适当减少工作量，减轻工作负担。

3应用场景
3.1施工区域总体布置
传统的水利工程施工场地布置首先由施工人员根据经验在施工现场总平面图上初步确定布置位置，然后按照布置图在实际施工场地布置。

这种布置方式由于不够直观，经常需要在实际布置施工场地时对布置情况反复调整，易造成施工场地内材料、设备二次搬运，运输成本高，施工作业效率低。

而利用BIM技术及其三维可视化特点，通过对水工建筑物、场地、施工设备及机械等进行精细化建模，能更加容易地提前发现冲突，优化施工现场布置，方便施工，节省物料，节约用地，提高施工效率，提前避免安全事故的发生。

3.2施工导流
利用BIM技术进行水利工程施工导流设计，可以采用Civil3D软件。

利用该软件进行汇水分析、流域分析、高程分析、坡度分析、容量曲线的计算等，配合使用StormandSanitaryAnalysis(SSA)进行初步水文分析，包括降雨过程分析、洪水过程分析等，最后结合当地水文情况，可帮助导截流设计人员建立准确的导流设计方案，确定导流建筑物的布置。

并且，在施工期可随时引入数据，分析导流能力，辅助导流变更以及信息化实时预警。

3.3设备与材料管理
BIM具备多种信息，将信息整理导出，可以获得详细的材料表。

在施工准备阶段能提供详细的成本估算，便于施工材料、施工设备的购买和配备。

项目管理者可根据施工计划，将材料与设备信息分阶段归类整理，确定清晰的材料设备进场计划，根据现有储备情况，及时
纠偏，避免维护、急缺、浪费的情况。

例如，电站水轮机金属蜗壳钢结构制造阶段，可采用Dynamo进行建模，将模型导入advancesteel生成对应的钢结构，导出数控机床数据与图纸，精准确定实际工程量，便于材料加工与采购。

3.4进度管理
BIM信息管理系统可充分考虑计划与模型的匹配要求，附加时间维度构成4D模拟动画，检查施工内容是否有缺项，工序安排是否科学，设备安装及拆除时间是否合理等问题，基于此进行合理优化，最终形成可执行性强的施工进度计划。

引黄工程桥头渡槽利用BIM技术模拟渡槽三维形象进度，使渡槽施工更加直观准确，施工资源周转更加合理，场地布置更加科学。

开展了基于BIM技术的水工隧洞施工进度仿真理论与施工进度4D化技术的研究，实现了水工隧洞施工过程的动态显示以及施工信息的可视化查询。

3.5施工质量管理
应用BIM技术对水利工程进行质量控制，可有效提高质量管理的效率。

黑河黄藏寺水利枢纽BIM综合应用中根据质量评定单元划分和施工进度计划，利用自主开发的分块程序对设计模型进行划分，并基于BIM信息数据库和模型文件数据库的施工管理平台整合外部信息数据库，实现施工过程中的质量、安全、进度和成本的全过程记录，形成基于质量验评单元的施工管理模型。

3.6工程造价
BIM技术以准确的地形模型、水工建筑物模型、金属结构及机电模型为前提，开挖工程量、枢纽建筑物工程量、金属机构及机电安装工程量等一目了然，为工程结算提供直观的参考数据。

例如，新孟河界牌水利枢纽的BIM系统利用BentleyGEOPAK软件在三维地形上进行开挖设计，获取开挖工程量；实现自动化三维配筋并自动生成钢筋表，快速获得材料、规格、数量以及设备型号等工程量汇总信息。

结束语
BIM技术是水利行业的新机遇，为水利工程施工管理提供了一个全新的平台，掌握BIM技术已是施工单位未来发展的必经之路。

希望水利施工单位认真钻研BIM技术，促成BIM技术在水利工程施工中的深化应用，全面提升水利工程施工信息化水平。

参考文献
［1］王斌，杨鸿．BIM技术在公路设计中的应用现状与展望［J］．公路，2019，64(10):229-232．［2］刘懿韬．BIM技术发展及其在水利工程中的应用［J］．水利规划与设计，2019(10):64-66．。