BIM技術在水利水電工程中的運用

楊建鋒 貴州省水利工程協會

1 前言

在新時期實際展開水利水電工程的建設工作時，基于工程施工任務具有復雜性的特點，具體工作環節會影響工程質量及施工安全的因素有很多。因此，通常需要對施工方案的可行性進行合理的分析。新時期，如何采用可視化技術來分辨施工參數當中存在的問題，并及時處理，就是技術人員的基本工作任務之一。這需要從BIM技術的應用環節入手，制定相應的解決對策。

2 簡述BIM技術的特點及應用優勢

BIM技術主要依靠計算機軟件來構建地理信息系統，不僅能夠根據水利工程的施工設計參數來構建模型，而且可以從周圍建筑物分布情況和地形、地勢等因素，來研究如何優化施工方案。

2.1 技術特點

BIM所具有的五大特點分別是可視性、協調性、模擬性、優化性和可出圖性。在科技信息技術的發展背景下，各個施工單位都在積極應用BIM技術對施工方案進行數字化的處理工作，這樣可以直觀地分析出建筑造型結構是否存在不足之處，為提升水利水電工程設計及施工工作的信息化水平提供了基礎支持。還能從質量、安全以及綠化環保等方面，對工程建設情況進行實時、動態管理，符合施工單位在新時期的發展需求。

2.2 應用優勢

以水利水電工程的建設工作為例，BIM技術不僅可以在前期設計階段分析設計方案是否合理，科學選擇合適的施工技術和材料。而且可以跟進施工進度，在信息系統當中模擬施工流程，完成對施工工作的全過程管理工作。實際上，水利水電工程中有許多隱蔽施工項目，單獨依靠平面圖和現場監控方式，無法全面保障施工安全。還需要使用BIM技術完成對施工方案的分模塊管理工作，尤其是在引水灌溉的環節，可以為管材選擇、管線布局方案以及實際埋設位置提供參考意見。

此外，施工單位還需要利用地理信息系統的架構情況，確定周圍自然植被及建筑物分布情況，結合時代發展需求，合理利用土地資源，并做好環境保護工作，這樣才能真正推動施工單位的可持續發展。

3 BIM系統的基本構建思路

BIM系統就是通過參數化概念運用面向對象技術，建立一個富含海量建筑數據信息的可視化模型。最終目的是對水利水電工程進行精細化管理，需要以建筑物的生命周期為基礎，展開全面的管理工作。

3.1 現場測繪

使用專業的測量測繪工具，對施工面積、地理位置（包括平面位置和高程坐標等）、地質環境，周圍建筑物的分布情況等相關數據信息進行記錄。可以配合使用一些圖像攝錄功能，前期測量工作要盡量降低誤差，避免影響施工方案的可行性及合理性。同時，應當使用物聯網技術，將測量出來的信息實時傳送到計算機系統當中，方便及時利用專業軟件完成測繪工作，順利構建水利水電工程的建筑物模型圖。

3.2 構建模型

模型圖具體可以分為平面圖和立體模型，三維模型需要結合施工方案中的參數信息，一比一的還原建筑物造型結構特點。應及時建立坐標系，根據數據信息進行模型框架結構的數據填充工作，方便根據模型對施工工程量進行詳細的計算，確定實際施工工作的具體順序和注意事項。詳細的工作流程圖如圖1所示。

圖1 水工三維設計工作流程圖

4 在水利水電工程中應用BIM技術的具體流程

施工任務通常可以分為三個階段：設計、施工、質量檢查。應當將BIM技術合理融入這三個階段當中。主要是分析設計方案是否合理，關注施工行為是否規范，為施工安全及質量提供基礎保障。

4.1 設計階段

BIM技術不僅可以用于構建地理信息系統，還可以建設三維的建筑結構模型，根據施工方案來進行模擬施工，并結合當地自然環境特點模擬一些外部的干擾因素，明確施工環節需要注意哪些問題，及時制定防范對策。比如，水利工程施工現場土壤含水量高，在進行建筑物施工時，要進行排水處理，并研究如何提升地基穩定性。而且要做好圍堰處理工作，避免河水滲入施工作業面，影響施工質量。同時，在設計環節，需要考慮施工時都使用哪些技術、材料和設備。

利用BIM技術可以完成對數據的分析和整理工作，在保證施工安全、管控施工成本的基礎上，完成資源的合理分配工作。通過建模的方式，有助于施工單位創新施工方案，對于提升單位的整體施工水平有著積極的促進作用。新時期，施工行業的競爭日益激烈，專業能力和創新意識，是施工單位參與市場競爭的核心力量。這就要求施工單位及時在內部完善基礎設施建設工作，引進計算機軟硬件設備，安排技術人員有序完成對BIM系統的構建工作。

4.2 施工階段

在現場施工工作中，應要求施工人員將工作數據同步上傳到網絡系統當中。然后由管理人員來分析施工環節是否潛在安全隱患，并通過使用BIM技術來管控施工進度，合理根據每日工作任務的完成情況和總工程量，制定下一步的工作計劃，為各部門分配具體的工作任務。在分工協作的基礎上，發揮出人力資源的使用價值。由于施工時需要使用一些專業的技術，比如，鋼筋混凝土施工技術，模板安裝技術。

單獨依靠施工設計方案及平面圖，無法讓作業人員理解設計人員的思路。如果能夠配合使用三維建模技術，以動畫演示的方式對模型進行分解，更方便施工作業人員掌握技術的操作技巧，順利完成水利水電工程的基礎建設工作。在地基加固環節，也可以借助BIM技術選擇合適的施工材料，確定材料的填筑高度。

另外，現場施工環節涉及水下作業的任務，施工難度大。因此，需要依靠BIM技術來預估施工風險，對比各種施工技術的優缺點。然后，在系統上模擬設備的擺放位置、組裝過程，在管控時間、資金等成本的基礎上，做好工作交接管理，以保障工作效率和質量。新時期施工單位開始意識到綠化環保的重要作用。利用地理信息系統可以了解自然植被的分布情況，并通過網絡渠道調查各種植被的生長習性，在水利工程施工環節做好對植被健康生長狀態的保護工作。并著重研究如何減少施工過程中的灰塵、噪聲污染的問題。

4.3 驗收階段

在水利水電工程建設完成后，需要安排工作人員進行現場驗收工作，檢查施工質量，排查安全隱患，制作施工報告。結合國家管理規定，確定是否可以收工。基于施工單位會在工作進程中將每日工作情況記錄下來，因此，應用信息技術可以完成對數據的智能整合，并配合施工圖紙，完善施工檔案信息。

使用專業的軟件將施工過程以動畫的方式記錄下來，方便展示施工成果，介紹建筑物的各項基本功能及后續維修養護的關鍵要素，為建筑物交付工作提供基礎支持。上述這些環節都充分體現了BIM技術目前在工程建設中的發展前景，需要施工單位著重培養一批專業的技術人才，研究合理發揮出BIM技術最大使用價值的方法。

5 運用BIM技術的注意事項

水利水電工程施工流程復雜，施工環節的安全、質量管理任務重，如果決定在工程中應用BIM技術，則應當明確該技術的基本特點，明確技術操作環節的注意事項有哪些。

5.1 依賴性

雖然我國已經進入了信息化時代，各行各業也都在提升自身的信息化水平。尤其是施工行業，正在進行機械化和自動化研究工作，希望能夠減輕施工壓力，提升施工質量。而BIM技術的誕生給工程設計、施工及管理工作提供了極大的便利。因此，使得許多施工人員對這項技術產生了依賴。一味地使用信息技術進行遠程管理，沒有配合制定現場的施工管理方案，導致施工質量及安全問題都得不到有效的保障。

實際上，不論是哪種信息技術都需要由專業的技術人員來操作。而且，技術操作流程需要健全的管理機制提供基礎保障，才能真正發揮出這項技術的價值。另外，系統軟硬件設備、網絡環境，都有可能導致系統故障的問題，影響BIM建模效果。必須要端正工作態度，明確施工任務的主次關系，并著重研究如何優化計算機系統，保障BIM系統的穩定運行狀態。

5.2 功能性

BIM的基礎功能是建模，但BIM絕不僅局限于建模工作。其潛在的功能有很多，比如，可以方便各部門之間相互溝通，共享工作信息。可以對施工全過程進行安全及質量管理。但許多施工單位都沒有深入挖掘BIM的功能。這與技術人員的個人工作能力和工作態度有一定關系，而且BIM系統的構建需要在前期投入一定的資金成本。而水利水電工程建設規模相對較大，容易在施工進程中出現資金周轉不通的問題，這些都是運用BIM技術時，需要施工單位解決的核心問題。

6 結束語

BIM系統構建工作需要由施工人員進行現場測量測繪，將相關數據信息轉換成數字化的形式，完成對地理信息系統的建設工作和施工模型圖的架構工作。應當著重從施工設計環節、具體施工環節和驗收工作中研究應用BIM技術進行全過程、動態化管理的方法。及時指出設計環節中不合理的地方，完成資源分配工作，并落實環保理念。最后，使用信息技術展示施工成果，整理施工檔案資料，為后續的水利工程建設工作提供可供參考的數據信息。應端正對技術的操作態度，避免產生過度的依賴，并著重研究如何全面發揮出BIM各項功能的使用價值。