基于BIM的某大壩施工應用方案研究

陳教科

摘要：基于大型土建工程的工程規模大、工程復雜、施工強度高、相互交叉作業、相互制約工期、施工干擾大，在施工方案中應用BIM軟件，可以使工程技術人員得到很好的溝通和提高生產效率，通過參數模型整合各種信息，虛擬施工，碰撞檢查，減少返工，沖突的調用來提高生產效率，節約成本和縮短工期。

Abstract： Based on the large-scale civil engineering project， engineering complex， high construction intensity， cross operation， mutual restriction period， big construction disturbance， the application of BIM software in construction project， can make engineering and technical personnel get good communication and improve the production efficiency. Through parameter model to integrate all kinds of information， virtual construction， collision check， to reduce rework， conflict call can improve the production efficiency， save cost and shorten construction period.

關鍵詞：大壩；BIM；總工布置；三維方量

Key words： dam；BIM；general layout；3D volume

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0222-02

0 引言

大壩施工工藝復雜、工期時間長、安全事故多發、工程管理難度大[1]。隨著BIM技術的興起，為短時間內完成高質量的工程提供了可能，BIM的應用在國外施工企業中已經得到成熟的應用。大壩施工都在野外，場地布置方案尤為重要，它能夠對場地、裝轉廠、料場等布置方案進行驗證。

1 工程概況

某水庫開發任務以城鄉供水為主，并為某市提供應急備用水源，兼顧灌溉、發電等綜合利用。水庫樞紐工程由攔河大壩、右岸溢洪道和泄洪放空洞、左岸城鄉供水取水洞及供水電站、引水洞及生態發電廠房等建筑物組成，工程規模大、工程復雜、施工強度高，土石方開挖1275萬m3，土石方填筑505萬m3，混凝土澆筑61.5萬m3，土石方開挖高峰月強度達30.75萬m3，壩體填筑高峰月強度達23.83萬m3；壩址地形陡峻，邊坡安全控制要求高大壩壩址呈“V”型峽谷，谷底寬約30～45m，大壩工程相互交叉作業、相互制約工期、施工干擾大，施工過程中需加強施工組織管理。

2 大壩工程BIM4D虛擬建造技術

水工專業利用BIM軟件進行大壩及廠房三維體型建模，實現壩體參數化設計，協同多專業施工組織實現總體方案布置[2]。4D虛擬建造、通過Navisworks與Project的輔助，模擬施工進度。并通過與現場進度的比對直觀表現進度偏差，制定相應的進度調整措施，為提高進度管控能力提供保障。

3 施工立體布置和交通運輸模擬技術

水庫樞紐工程施工場區面積大，不同工區之間高程落差大，且地處河道出山口，周邊環境復雜，需要根據不同的施工階段，對施工平面布置及物料交通運輸道路做精細化施工管理。可同時使用三維BIM軟件結合GIS地理信息，規劃繪制不同階段的動態施工立體布置和交通運輸道路。

以數字地面模型為參照，可快速實現渣場、料場三維設計，并準確計算工程量，實現直觀表達及智能信息管理[3]。

4 基于BIM的三維方量計算系統的應用

該系統適用于煤炭、冶金、水泥、地質勘探、土建、規劃設計、物流監管等行業對任何形狀的煤堆、土方、砂石方、填方等的高度、長度、體積進行測量，以滿足用戶進行方便快捷地測量堆體體積重量等應用需求[4]。

數據來源可由全站儀、掃描儀、無人機航拍等數據采集設備采集的點云數據，還可以讀取本地已保存的坐標數據文件。用戶不僅可以看到原料堆的點云分布，線體輪廓模型以及經過渲染的實體模型，最大化還原真實場景。對堆體的邊界智能檢測，智能篩選，不會因為邊界點分布密度較低導致建模變形。自動生成形成3D模型，自由縮放旋轉，可任意剔除指定點，簡單方便。無論是自然堆體還是規則多面體，可以采用不同的計算方法快速精確計算出堆體體積和重量。無論是導出修改后的點信息還是自動生成的報表，只需一步操作就能完成。三維方量計算系統可以快速精確地計算出堆料的體積，從而為設備工作量和材料用量的精確核算提供了技術保證。

5 結論

將BIM模型與計劃關聯，從而支持提前的虛擬施工，也就是將三維可視化功能加上時間維度，根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。利用BIM軟件強大地形處理功能，可幫助實現水利樞紐工程三維方案布置以及立體施工規劃，結合快速直觀的建模和分析功能，則可輕松、快速幫助布設施工場地，有效傳遞設計意圖，并進行多方案比選。三維方量計算系統可以快速精確地計算出堆料的體積，從而為設備工作量和材料用量的精確核算提供了技術保證。

參考文獻：

[1]熊雄.長河壩水電站工程建設管理綜述[J].水利發電，2016，42（10）：1-4.

[2]張昆.基于B1M應用的軟件集成研究[J].土術建筑工程信息技術，2011（01）：37-42.

[3]何關培B1M和B1M相關軟件[J].土木建筑工程信息技術，2010（04）：110-117.

[4]曾旭東，趙昂.基于B1M技術的建筑節能設計應用研究[J].重慶建筑大學學報，2006（02）：33-35.