基于BIM的水利工程施工管理模式及應用流程

馬興國

摘要：BIM技術是一種模擬工程的三位模型技術，其在水利工程施工管理中的應用當前尚為成熟，不過其具有諸多優勢和特點，能夠提高水利工程施工的質量和效率，同時更加便于施工管理。因此本文通過分析BIM技術在水利工程中的應用，并闡述其特點和管理模式，分析BIM技術在水利工程施工中的應用流程，以期為相關施工管理提供借鑒和參考。

關鍵詞：BIM ?水利工程 ? 管理模式 ? 應用流程

BIM技術即是建筑信息模型技術，是利用數字化技術對工程進行虛擬的三維模型，其通過建立與現實情況相近或者一致的信息數據庫，比如建筑構件信息。結構幾何信息以及狀態信息等，提高建筑工程的信息集成化程度，為工程信息交換和共享提供平臺。在水利工程施工管理中引入BIM技術對其施工和管理活動具有積極意義，能夠更好的探索信息空間與物理空間無縫融合下協同式施工的方法及方案，提高施工信息交互和共享效率，解決傳統施工管理存在的問題，促使圖紙審核、施工方案得到優化，降低施工成本，實現精細化管理。

一、BIM技術在水利工程中的應用

BIM技術主要借助相關主流軟件來為水利工程提供設計和運行等服務，通過三維系統、地質三維系統以及測繪三維系統、施工三維系統等結合水機專業、碰撞檢查專業、壩工專業、水道專業等，能夠更好的保障水利工程勘察、測繪、設計、施工活動的科學性。當前在水利工程中應用BIM技術的初期發展階段中，一般是工程管理人員在不同的施工階段利用BIM技術開展協作管理，從施工準備到工程竣工，BIM技術貫穿全程，并基于傳統的施工模式建立BIM模型以輔助施工管理，能夠發揮BIM的技術優勢夠促使水利工程管理模式符合實際施工現狀[1]。

二、BIM技術在水利工程施工中的特點

（一）具有可視化特點

與水利工程傳統的三維設計圖紙和模型相比，BIM技術能夠實現可視化的4D施工信息模型，從而能夠更加直觀、準確的模擬施工過程，能夠及時的對水利施工信息進行查詢和拓展。這種特點的形成主要是根據水利工程實體數據利用BIM平臺生成具有較高仿真度的建筑模型，并且添加各種施工信息參數可以直觀了解水利工程的施工效果。在管理層面上即可以召開技術討論會議，對相關施工方案和管理方式進行科學決策，選擇最佳施工方案。在很大程度上提高了水利工程施工管理以及施工信息交互的效率。同時BIM可視化還能夠以報表或者效果圖的形成呈現出現，能夠輔助水利工程在設計、施工、運營期間的溝通和決策活動，為水利工程施工管理提供極大的便利性[2]。

（二）具有模擬性特點

BIM在水利工程施工中的核心作用是能夠具有前瞻性和預見性的模擬施工材料、設備以及工序、成本、安全隱患等，對于水利工程的各個建設環節來說能夠發揮優化處理的功能，從而根據模擬來對實際進行優化調整，能夠保障水利工程施工正常、有序的開展。比如在水利工程設計環節中，利用BIM可以進行節能模擬、熱量模擬以及緊急疏散模擬等、在施工階段可以在三維模型的基礎上對施工組織提供指導、對施工成本控制提供有效建議等，在工程施工運營中則能夠對緊急突發情況進行模擬處理，從而有助于制定高效的緊急處理方案，保障水利工程施工的安全性和有序性[3]。

（三）具有協調性特點

由于在水利工程建設過程中，參與工程建設的各個主體需要保持溝通和交流，才能夠實現協調配合，保障工程施工的有序性。然而在實際情況下，水利工程施工的環節繁瑣，而且人員結構比較復雜，協調工作具有很大的難度，浪費大量的時間。同時也部分協調工作會對工程的質量和工期進度以及參建主體的利益產生一定的影響。應用BIM則能夠在水利工程開工之前就將各個專業的碰撞問題進行協調優化，借助模型的直觀性合理分配施工任務和管理責任，有效的解決了傳統工程協調工作的困境，并且能夠盡可能的減少協調工作量，保障工程進度和質量不受影響。

三、BIM水利工程施工管理模式

水利工程與其他建筑工程存在較大的差別，其設計選型一般都比較特殊，而且設計圖紙相對繁多，需要專業的水利設計人員才能夠對其三維形態進行解析。同時水利工程的設計圖紙修改較為復雜。協同難度較大，可能就會造成設計周期過長的情況。因此在水利工程中引進BIM技術和專業團隊能夠針對整個施工過程進行三維模擬，通過施工管理與BIM相結合能夠優化水利工程管理模式，有效的輔助施工作業的開展。對水利工程施工進行合理的階段規劃，對施工前、施工中以及工程竣工進行合理分工協作安排，提高協作能力和實際施工質量。在施工過程中工程管理人員結合BIM技術優化各個施工作業環節的銜接，從編制項目管理計劃一直到竣工決算明確分工職責，應用BIM管理模式實現了“模擬-反饋-實施”的管理機制，促使水利工程的質量管理、進度管理以及成本管理得到有效控制，提高了水利工程的經濟效益和社會效益。

四、BIM水利工程施工應用流程

由于水利工程的施工技術相對復雜，對施工人員和工藝都有較高的要求。為了保障水利工程的施工質量，需要利用BIM技術對其進行輔助管理。首先則是利用BIM技術對水利工程中的重要施工環節進行放樣，能夠有效的指導施工人員開展科學作業，可以實現在保障工程質量的基礎上盡可能的縮短工期，減少返工作業。同時也能夠為施工交底提供豐富的數據支持，有利于后期的運營管理。其次是要利用BIM對水利工程建筑以及地形進行建模，保障對關鍵施工節點的質量控制，從而使總體施工布局更加合理優化。比如可以精確的計算出水利工程的挖方量、填方量、施工成本等。所以在水利工程施工中要實施以下流程。

（一）在水利工程模擬BIM系統下實施的流程

模擬BIM系統一般是將BIM技術應用在施工準備階段，利用其模型構建的功能將施工進度計劃進行可視化和優化。并且在項目管理以及實際施工需求的基礎上，通過創建4DBIM模型、施工過程模擬、施工安全管理等流程提高水利工程管理質量。其中BIM技術應用人員要對設計的水利工程進行WSB分解并進行編碼，添加設計模型缺失的相關技術信息以及施工經濟信息等，要確保施工模型的完整性，再結合施工進度計劃，提取施工起止時間、施工順序等信息內容，構建合理的4DBIM模型;然后以構建的施工模型作為基礎開展施工過程模擬，如果發現設計問題則要及時與設計單位溝通，修改缺陷部分。如發現施工過程存在問題，如施工工序安排不合理、施工設備使用沖突、施工空間不足等，則要立即與施工單位和工程技術部門溝通，修改施工方案，再進行模擬驗證，直到模擬符合施工標準;最后是要利用BIM進行施工安全管理，借助BIM的可視化特點將水利工程施工中存在施工要求高、施工過程復雜的關鍵環節進行三維動畫演示，同時要根據演示中發現的隱患和重要操作工藝要求進行施工培訓和技術改進。并且也可以利用BIM模型對水利工程中容易出現質量問題的部分進行標記，輔助管理人員重點監督隱患部分，提高安全管理水平。

（二）水利工程實施BIM系統下的實施流程

在水利工程施工的具體過程中，要利用實時BIM系統更新施工進度，因此管理人員要根據實時BIM模型與實際施工進行對比，及時調整施工計劃。實施的流程步驟主要有構建BIM實時模型、開展輔助進度管理、成本管理、生成竣工模型。首先則是要通過激光掃描或者照相測量等技術收集水利工程的施工現場構件主要信息，整理相關參數和數據，添加到實時BIM施工模型中，參照實時采集的構件位置信息等經過系統處理轉換得到實時施工模型;其次是通過構建的三維施工模型可以直觀的了解到實際的施工進度，相關管理人員則可以根據實時模型顯示的工程量與實際進行參照對比，更為準確的掌握水利工程施工進度請款;此外通過在BIM模型中輸入工程投入資金、相關資源等信息們可以對比工程預算，實現對水利工程的成本情況進行嚴格掌握，并及時預測和調整資金投入;最后在水利工程竣工后，可以按照工程的實際施工質量修改實時模型，保障其能夠準確的反映水利工程的正確信息，為后期營運提供支持。除此之外管理人員要將不必要的信息進行刪除，保留建筑設備等重要信息，從而為竣工決算提供依據，生成實時竣工圖紙，便于后期管理。

五、結語

綜上所述，水利工程施工管理結合BIM技術能夠發揮獨特優勢，通過應用模擬BIM系統和實時BIM系統兩大平臺能夠對施工數據進行全面、準確的收集，為施工計劃以及決策管理提供科學支持，實現全方位的工程管理。因此基于BIM的水利工程施工管理對整體工程建設具有積極意義和重要價值，推動水利工程的良好建設，提高社會效益和經濟效益。

參考文獻：

[1]徐鈺德，王銘巖，楊葉娟.基于BIM的水利工程施工管理模式及應用流程[J].人民黃河，2019，（08）：138-143.

[2]李建.基于BIM技術在水利工程中的運用研究[J].黑龍江水利科技，2019，（05）：171-173.

[3]李國喜.采用科學的管理模式 保障水利工程施工質量[J].吉林農業，2018，（24）：66.

（作者單位：山東省調水工程運行維護中心壽光管理站）