BIM技術在新疆喬巴特項目中的應用

徐建成

(黑龍江工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050)

1 BIM發展現狀及趨勢

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點。

近年來，我國工程項目的BIM應用，以其復雜性和創新性，屢屢在各大BIM平臺廠商舉辦的國際BIM大賽中摘取大獎。可以說，我國的BIM技術在建筑、交通、水利水電等領域的應用已經處于國際領先地位。BIM技術數字信息化，信息網絡化在工程建設領域呈現出突飛猛進的發展趨勢，水利水電工程建設管理與信息技術的深度融合是必然的發展態勢，利用BIM技術可逐漸改變水利水電工程建造模式，推動工程建造模式轉向以全面數字化為特征的數字建造模式，為水利水電行業創造新的價值。

可以說，BIM技術是引領水利水電行業信息化走向更高層次的一種新技術，它的全面應用將為行業的科技進步產生非常巨大的影響，將大大提高工程項目的集成化程度，也給行業的發展帶來了巨大的效益，使規劃、設計，施工乃至整個工程的質量和效率顯著提高，降低了成本，減少了返工，減少了浪費，促進了項目的精益管理，加快了行業的發展步伐。

2 BIM技術價值

建立以建筑信息模型應用為載體的項目管理信息化，提升項目施工階段生產效率、提高質量、縮短工期、降低成本。具體體現在下列幾個方面。

2.1 三維渲染，宣傳展示

通過BIM模型可進行三維可視化技術交底，可讓現場實際操作人員快速、直觀的對施工過程和工藝工法進行學習，給人以真實和直接的視覺沖擊。

2.2 快速算量，精度提升

BIM三維模型的創建，可以準確快速計算工程量，可用于提升施工預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級，可以快速提供支撐項目各條線管理所需的數據信息，有效提升施工管理效率。

2.3 精確計劃，減少浪費

BIM技術可以讓相關管理人員快速準確地提取工程基礎數據，為施工單位制定精確的人材機計劃提供有效支撐，減少了物流和倉儲環節的浪費，為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。

2.4 碰撞檢查，減少返工

利用BIM三維模型可以進行碰撞檢查，優化設計階段圖紙問題，減少在施工階段可能存在的圖紙問題，降低施工難度和成本，最后施工人員可以利用碰撞優化后的方案，進行施工交底、施工模擬，提高施工質量，同時也提高了與業主溝通的能力。

2.5 運營維護，有據可查

在本項目使用壽命期間，水利水電工程、道路橋梁結構、機電設備等都需要不斷的維護，一個成功的維護方案將大大提高結構物性能，降低總體運維成本。運用BIM技術的建設項目進入到運維階段時，可以獲取到工程全局信息的真實狀態和運維相關的文檔資料。實現竣工信息模型集成，在未來的運維過程中為業主提供有效的信息支持。

3 BIM實施方案

喬巴特水利樞紐工程是國家十三五規劃172項重大水利工程之一，是布爾津河開發的最大水電項目，具有“三高一復雜”的特點，高緯度、高地震烈度、高拱壩，地質條件復雜。該工程由攔河壩、引水發電系統、引水電站、生態基流及泄水建筑物等組成，其建設規模龐大，施工難度較高，非常有必要利用BIM技術提升施工管理效率、保障施工質量。

3.1 實景建模

(1)工程安全隱患排查

利用無人機拍攝的畫面通過圖傳系統實時傳回地面端，地面端利用無線網絡通過APP實現實時直播畫面，利于專家進行分析決策。

(2)全方位工程施工監管及重點工程節點影像留底

利用無人機拍攝后的數據通過電腦進行分類保存，記錄重要施工影像，以備在工程中進行工程進度展示以及后續工程的需要。

(3)實景建模

無人機采用傾斜攝影方法，同時從不同的角度采集影像，通過專業軟件進行解析空中三角測量、幾何校正等處理，最后將平差后的數據賦予每張傾斜影像，使得他們具有在虛擬三維空間中的位置和姿態數據，快速構建出結構復雜且不規則的三維模型。相對于激光掃描快速建模技術，工作效率大幅提高。

3.2 工程地質模型應用

(1)設計階段可以在模型基礎上進行方案比選；

(2)施工階段可動態三維演示施工過程中地形地質的空間變化，用于項目施工方案可行性分析及施工過程中的安全、質量和工期管理；還可以利用三維地質模型對地型曲面進行流域、高程、坡度等分析；

(3)在運營階段可用于監測方案設計與地質有關問題的分析。

3.3 瀏覽校審碰撞檢查

(1)不同專業管線間或管線與構件之間碰撞；

(2)間隙碰撞檢測：兩個實體間隙小于規定數值，但空間并未發生碰撞，系統會默認兩物體發生間隙碰撞。

3.4 虛擬仿真

通過無人機傾斜攝影獲取場地的實景三維模型與BIM模型相結合，提前形成直觀仿真的項目區場景和工程施工方案，方便業主理解設計意圖。還可以利用專業渲染軟件對工程模型進行渲染，制作立體仿真的虛擬現實場景。通過VR技術提供360°沉浸感覺，可幫助業主在項目實施階段真實感受建成后的工程風貌，便于理解設計意圖，優化施工方案。也可結合三維模型動態演示，進一步用于隱蔽、復雜部位的施工交底。

3.5 工程量統計

(1)三維模型快速準確提取工程量。

基于BIM模型算量特點，可按構件、構件屬性信息等條件統計工程量信息，工程量數據統計整理后供相關部門做工程量概預算參考，提高工作效率。

(2)實景模型工程量統計

可以快速提取不規則大體積料堆體積、深基坑體積、道路分層填筑土方量計算。

3.6 施工模擬優化

BIM技術可根據項目施工工序、進度、成本、質量以及人力、材料、機械等施工信息，實現項目施工過程可視化模擬。由于它的可視化糾錯能力直觀、真實，使施工過程中可能發生的問題在施工進行之前進行處理，按照施工過程可視化模擬結果，對各工程施工邏輯關系進行施工現場科學合理規劃，減少返工問題。

水利工程可對船閘運行調度及魚道運行進行仿真模擬，模擬水位高度對小型船只通行及魚類回游情況的影響。

3.7 施工進度管理

通過ProjectWise平臺，可將現場實際施工進度關聯BIM模型，反映現場施工進度。當實際施工進度超出計劃進度時，BIM模型將超前施工部位顯示為綠色，反之為紅色，起到工期預警作用。通過BIM系統平臺可使項目管理人員對施工進度及審批有更直觀了解，進而實時采取相關措施進行管控。

3.8 施工質量管理

利用BIM技術將試驗檢測資料掛接到BIM模型中進行保存，還可以隨時采集現場實際發生的情況并上傳。更可以追溯到現場相關問題、實驗的負責人及聯系方式，做到有依可詢，有據可查。

3.9 施工安全管理

通過VR進行施工安全教育培訓，讓施工人員戴上VR眼鏡之后，身臨其境的感覺自己就站在工地上，親身感受違規操作帶來的危害，更能強化安全防范意識，從而達到施工安全教育目的。

利用移動終端(智能手機、平板電腦)采集現場數據，建立現場安全風險等數據資料與BIM模型即時關聯，使管理者在辦公室也可隨時掌握現場的安全風險因素，及時進行管理。

(1)施工安全教育培訓(VR)，真實、直觀、高效、靈活。

(2)施工安全培訓，防患于未然。

(3)合理規劃施工現場，營造安全施工環境。

3.10 施工現場管理

(1)交通指揮機器人

彎路、陡坡路段設置安全機器人，節能、環保，移動方便、感應靈敏。24 h提示來往車輛減速慢行，有效保障場內交通安全。

(2)人員考勤、電子圍欄

針對施工人員安全問題，設置電子圍欄，通過區域定位設備，實現對施工人員的定位管理。并可通過人臉識別、一卡通系統等相關設備對人員考勤。

(3)移動監控

利用智能監控系統可隨時、360°無死角通過手機監控現場情況，太陽能供電，移動使用，輔助管理現場，規避安全問題。

4 結 語

通過BIM技術在喬巴特項目施工階段的應用，進行了項目各專業相關三維模型創建，通過碰撞檢查、無人機應用等技術輔助現場施工管理，為現場施工和管理提供了方便，充分的發揮了現有階段BIM技術在水利工程施工階段應用的價值。