BIM技術在船閘施工中的應用研究

陳亮

摘? 要：本文分析了船閘工程施工特點，對BIM技術特征進行了探討，從施工工藝模擬與可視化交底技術、施工進度管理、工程量統計與核對等方面對BIM技術在船閘施工中的應用進行了研究，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞：BIM技術;船閘工程;施工項目管理

船閘工程施工具有一定的復雜性，包含不同專業、不同工種之間的交叉工作比較多，施工持續時間長，工程安全管理、質量管理、進度管理等工作難度大，對管理人員的統籌協調能力要求較高。在具體施工過程中，施工人員要與不同部門之間建立良好的聯系，才能推動工程項目的進展，保證施工質量。傳統模式下，以人力為主的管理方式無法滿足船閘工程的發展需求，現階段在互聯網技術、信息技術、計算機技術的支撐下，BIM技術在建筑行業得到了廣泛應用，推動了建筑工程的創新發展。

1、船閘工程施工的特點分析

船閘工程是一種大型基礎設施建設，結構相對復雜，專業性強，投資規模大，工程持續時間比較長，施工環境復雜，包含不同專業、不同工種、不同部門之間的交叉工作比較多，工程質量管理、安全管理難度大。對設計人員、施工人員的統籌協調能力、專業能力要求較高，項目建設的標準化要求較高。在設計階段，要保證閘位與總體布置的合理性。閘位的布置受到已建水工、通航建筑物等方面的影響比較大，約束條件比較多，在有些船閘工程中，船閘所處的地理地質環境惡劣，在設計中要重點考慮地震斷裂帶的分布與走向，提高設計方案的科學性、合理性和安全性，同時要盡量降低船閘工程施工對相鄰水利設施產生的影響，滿足船閘工程所在區域的防洪設計要求。

2、BIM技術相關概述

建筑信息模型（building information model—ing，BIM）技術是融合現代計算機技術和信息技術發展而來的建筑信息管理技術。在建筑施工管理中的應用，以BIM技術為核心，利用BIM集成平臺，可以將機電、土建、鋼結構等專業的內容高度集中，融入到BIM建筑模型中，提高建筑設計的統一性和協調性。同時也可以將建筑工程的設計、工藝、進度、安全管理、質量管理、施工材料、勞動力、工程建設成本等工作內容集中到同一平臺中。傳統的建筑項目管理模式無法實現高度同一的標準化，項目建設周期、成本控制、質量管理和安全管理工作難度大，有些技術圖紙的關鍵點不清晰，有些情況下，施工人員無法準確、全面、形象、直觀的理解設計圖紙的關鍵內容。利用BIM集成模型作為載體，可以加強不同參與單位之間的有效聯系，通過整合各類數據信息，利用BIM模型形象、直觀、可統計、可計算的特點，提高項目技術管理、工程量管理、進度管理、質量管理和安全管理之間的聯系，提高建設工程管理效率，降低管理人員的工作量和工作難度。船閘工程結構形式復雜，將BIM技術應用于船閘工程施工中，利用其可視化的優點對重點、要點、難點項目進行可視化交底，進而提高施工設計方案的合理性、針對性，避免因施工人員對設計圖紙內容理解不清晰導致二次返工問題的出現。

3、BIM技術在船閘施工中的應用

3.1施工工藝模擬與可視化交底技術研究

船閘工程結構形式復雜，利用BIM技術的可視化性能可以對項目的重點、難點內容進行可視化交底，以三維立體模擬的形式更加直觀的展現出設計工作的要點內容，保證施工設計圖紙能為項目的建設提供全面的支撐，避免出現設計圖紙與實際施工情況不符的問題。此外，利用BIM技術可以構建三維立體模型，建立起集成建筑工程項目各種相關信息的模型，在工程準備階段和設計階段對實際施工情況進行高度模擬，通過碰撞實驗深入分析不同專業的交叉工作，優化和創新設計方案，在設計階段發現施工過程中可能出現的問題和難題，避免因施工一段時間之后發現設計方案不合理的地方，出現二次返工問題，增加沒必要的施工成本，浪費施工材料、人力、物力的同時還會影響工期和施工質量。對于一些設計較為復雜的工藝，可以利用BIM技術構建三維可視化模型，展現出具體的施工工藝，以視覺化的形式指導施工現場的作業，協調不同專業的工序，減少人、機械待工問題的出現。結合現階段船閘工程的實際施工情況來看，復雜的結構節點比較多，復雜節點位置處的異形結構會增加施工過程中模板設計和工序的難度，在傳統施工模式下，在該環節施工時候需要人為在現場指導施工人員開展模板的制作與安裝工作。利用BIM技術構建三維可視化模型，可以在設計階段對復雜節點進行深化設計，在施工過程中按照模擬流程對實際施工狀態進行對照，結合相關技術文件和質量要求、施工進度要求形成相應文件并制作相關交底的三維模型和三維施工交底動畫。有助于提前展示出船閘工程的施工難點、要點和關鍵點內容，將復雜的施工工藝和流程變得更加簡單、可理解，這種工作模式可以避免施工人員和管理人員因對設計圖紙、規范理解不同產生的施工錯誤。

3.2施工進度管理

施工進度管理是船閘工程的重要工作內容，在進度管理中，要根據具體工程項目的實際情況制定BIM技術施工進度控制協作流程，對不同專業、不同工藝特征進行整合，分析影響施工進度的主要因素，對材料供給、人力分配、工序安排、機械設備等方面的因素進行整合，以BIM技術為核心，通過相應的調整，構建工作分解結構（work breakdown structure，WBS）和施工進度計劃相關聯的內在關系，進而完成工程構件模型和施工進度計劃相關聯的動態鏈接。在船閘工程施工開始之后，通過錄入實際施工進度，與原計劃進行對比，通過對各類進度數據進行全面對比、分析之后，對實際施工進行調整，利用構建的BIM 三維可視化模型對施工過程進行模擬，實施查詢施工動態信息。在船閘工程中應用基于BIM技術可視化模型，再與傳統施工進度控制模式相互結合，在進度信息反饋、可視化模擬分析和動態控制等方面具有突出的優勢。從信息反饋的角度來看，船閘工程進度的控制要依賴于及時、有效的信息，利用信息采集系統和反饋系統讓管理人員在一定時間內了解項目開展的具體情況，現階段常用的船閘工程信息采集主要通過日報的方式收集各類信息。

3.3工程量統計與核對

利用BIM技術構建算量模型可以準確計算工程量，船閘工程中的很多施工環節應用的是異形構件，結合BIM技術構建算量模型可以詳細記錄這些構件的規格、尺寸和具體的參數信息，利用系統里的具體算法和公式，可以將模型切割分塊不斷細化，以提高計算結果的準確性和完整性。工程量的計算是船閘工程的重點工作內容，該項工作與施工計劃調整、施工質量控制、施工工藝選擇等工作內容息息相關，BIM技術工程量計算中的應用也可以將工程造價人員所構建的基本模型時間信息、工程成本等關鍵內容進行有機結合，多種因素集合的方式有助于施工單位控制工程成本，也能有效解決因工程量計算不準確導致的工程糾紛、工程造價失控、材料浪費等問題。在計算工程量時，首先要根據船閘工程的具體特征構建BIM算量模型，船閘工程中很多構件都是不規則的，要根據這種不規則的特點構建相互獨立的模型，這在一定程度上會加大算量軟件的選擇和應用難度，要根據施工要求、工程特點選擇與之對應的算量軟件才能提高工程量計算的準確度。

4、結語

綜上所述，船閘工程施工項目復雜，對標準化要求較高，施工節奏緊湊，包含的參建單位比較多，所涉及的信息數據量大、信息種類多、信息數據更新速度快。要想保證施工進度、施工安全和施工質量，必須要提高管理模式，傳統的工程管理手段無法滿足船閘工程的發展要求。在此背景下，建設單位要結合工程特征和建筑行業的發展趨勢，加強新技術的應用，將BIM技術應用于船閘工程施工中，結合BIM技術和相關計算機軟件構建相應的三維模型可以加強不同部門之間的有效協調，推動工程項目進展。

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