BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用與拓展研究

王惠娟 （安徽水安建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 BIM技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展得來的，主要是用三維立體設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維設(shè)計，可大大提高建筑行業(yè)水平，通過提倡建筑行業(yè)的環(huán)境保護(hù)要求，有效提升了建筑行業(yè)的現(xiàn)代代和信息化水平，從而進(jìn)一步促進(jìn)行業(yè)升級轉(zhuǎn)型。在工程施工的過程中，通過充分運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠達(dá)到虛擬化、可視化，可實(shí)現(xiàn)對成本和進(jìn)度的嚴(yán)格控制，充分發(fā)揮同步管理等優(yōu)勢，有效提高工程論證規(guī)劃、設(shè)計施工和經(jīng)營管理的能力，以達(dá)到節(jié)約資源、提高效率、保證工程質(zhì)量的目的。BIM來源于建筑行業(yè)，但通過不斷的發(fā)展運(yùn)用，已在越來越多的行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)今已經(jīng)成為信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，將更加進(jìn)入到人們的視線。目前，水利工程建設(shè)正面臨重大轉(zhuǎn)型機(jī)遇期，管理部門若想通過信息化手段，就必須加大BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用力度，從而保證現(xiàn)代水平的不斷提升（更大程度上來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的目標(biāo)，就必須將BIM技術(shù)應(yīng)用到水利工程建設(shè)中。）。

2 BIM技術(shù)自身的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，BIM技術(shù)的優(yōu)勢明顯，主要體現(xiàn)在其良好的協(xié)調(diào)性、高度的模擬化水平等方面，并且能夠?qū)崟r進(jìn)行信息共享和互操作，從而大大減少了時間投入，節(jié)省了時間成本。同時，廣泛采用BIM技術(shù)能夠使困擾許久的動態(tài)實(shí)時管理問題得以有效解決，并且其可視程度也明顯增強(qiáng)，為降低工程造價和成本投入提供了技術(shù)上的支持。

BIM技術(shù)能夠廣泛運(yùn)用于工程建設(shè)的各個階段和各個環(huán)節(jié)。在決策階段，運(yùn)用BIM技術(shù)能夠通過項(xiàng)目不同方案的操作性和科學(xué)性進(jìn)行分析，從而篩選出選擇出最優(yōu)方案。在項(xiàng)目設(shè)計階段，能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息通過一定模型分發(fā)給不同領(lǐng)域和不同方向，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時共享。招投標(biāo)階段，能夠通過一定數(shù)據(jù)模型對工程的進(jìn)程實(shí)施模擬，并統(tǒng)計出相對完整、規(guī)范的清單，為企業(yè)提供決策依據(jù)；在施工過程中，能夠?qū)κ┕みM(jìn)度及成本等進(jìn)行分析，從而在結(jié)算的時候，能夠根據(jù)模型支付相應(yīng)款項(xiàng)，防止發(fā)生延期或者超會付等問題。

3 BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的運(yùn)用要點(diǎn)

3.1 BIM技術(shù)的適用性

雖然BIM技術(shù)在水利工程管理中展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，但是BIM技術(shù)并非適用于所有的水利工程項(xiàng)目。而哪些水利工程項(xiàng)目能夠應(yīng)用BIM技術(shù)以及將BIM技術(shù)引用到何種程度，是水利工程管理工作者在工程決策階段就需要確定的內(nèi)容。在此過程中，水利工程管理工作者需要對水利工程項(xiàng)目各相關(guān)因素進(jìn)行分析研判。比如，項(xiàng)目是否具有較高的重要性，項(xiàng)目是否需要進(jìn)行高強(qiáng)度的后期運(yùn)營維護(hù)，項(xiàng)目管理者是否具有具備運(yùn)用BIM技術(shù)的能力，以及BIM技術(shù)是否能夠在水利工程項(xiàng)目中進(jìn)行重復(fù)利用。在對這些因素做出判斷的基礎(chǔ)上，水利工程項(xiàng)目可以對3種應(yīng)用方案做出選擇，即將BIM技術(shù)全面應(yīng)用到水利工程項(xiàng)目當(dāng)中，將BIM技術(shù)應(yīng)用到水利工程項(xiàng)目特定的分部分項(xiàng)工程當(dāng)中，將BIM技術(shù)應(yīng)用到水利工程施工中。選用第一種方案的水利工程項(xiàng)目需要具備三個特點(diǎn)，即水利工程項(xiàng)目具有較大的規(guī)模、包含較多復(fù)雜的供需，并且BIM技術(shù)能夠得到較高的重復(fù)利用。這些條件具備了，就可以對這些方案進(jìn)行分析比較，選出最優(yōu)方案。當(dāng)然，無論選擇結(jié)果如何，都必須嚴(yán)格按照技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可操作性作為基礎(chǔ)。

3.2 BIM技術(shù)運(yùn)用中的軟件選擇

隨著BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用逐漸走向成熟，可以應(yīng)用到水利工程施工與管理中的BIM軟件也得到了快速的發(fā)展，而如何對十幾種甚至上百種BIM軟件進(jìn)行科學(xué)的分類與選擇，確保BIM軟件與水利工程施工及管理工作需求體現(xiàn)出契合性。在這項(xiàng)工作的開展過程中，我國BIM技術(shù)領(lǐng)域的專家何關(guān)培提出了何氏分類法，這種分析法對全球范圍內(nèi)具有較大市場知名度與占有率的BIM軟件及其特點(diǎn)進(jìn)行歸納，并對BIM軟件各個分支領(lǐng)域的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析和判斷。所以，在水利工程實(shí)際運(yùn)用BIM技術(shù)和軟件的過程中，必須對何氏分類法進(jìn)行了解和借鑒。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用于施工環(huán)節(jié)

4.1 工地運(yùn)用規(guī)劃

對于施工時間較長的項(xiàng)目，管理的重中之重應(yīng)放在施工環(huán)節(jié)。在建立BIM模型的過程中，必須綜合衡量構(gòu)件組成和操作流程。首先，充分了解和掌握設(shè)備模型、技術(shù)人員、原材料等存在狀況，并結(jié)合圖紙和各階段、各環(huán)節(jié)中所需的材料、技術(shù)等實(shí)際，選擇出最佳方案。

4.2 施工系統(tǒng)設(shè)計

施工單位以模型為依據(jù)，通過運(yùn)用相關(guān)軟件對整體施工程序進(jìn)行綜合分析和研判，以提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量。通過這種操作，能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)對施工程序和流程的優(yōu)化；同時，通過模型和數(shù)字組件完成施工進(jìn)程的系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建，從而加速施工進(jìn)度，提升效率。因此，初步應(yīng)用BIM技術(shù)，可以綜合BIM3D進(jìn)行綜合操作運(yùn)用，而依賴模型的設(shè)計過程中協(xié)調(diào)操作也是非常重要和必要的。

構(gòu)建團(tuán)隊在模型的現(xiàn)有條件上工作，并通過復(fù)雜的對象軟件分析整體，包括整體分析和詳細(xì)分析，從而提高項(xiàng)目的質(zhì)量。該操作可大大降低復(fù)雜建筑的施工難度，從而縮短時間進(jìn)度提高效率。構(gòu)建團(tuán)隊要在模型的基礎(chǔ)上獲得物理對象，而數(shù)字組件可以完成任務(wù)。對于第一階段使用BIM技術(shù)，可適當(dāng)將該項(xiàng)技術(shù)納入BIM3D協(xié)調(diào)操作中。在對模型進(jìn)行設(shè)計時，協(xié)調(diào)操作起到了至關(guān)重要的作用。

4.3 工地現(xiàn)況建模

通過運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠綜合施工隊伍和工程建設(shè)現(xiàn)地環(huán)境因素等，構(gòu)設(shè)包含現(xiàn)場環(huán)境、設(shè)施設(shè)備、周邊條件在內(nèi)的三維立體模型，并且可以根據(jù)實(shí)際需要做出相應(yīng)調(diào)整。并且，在三維立體模型的基礎(chǔ)上，能夠增加時間維度，從而構(gòu)設(shè)出4D模型，以調(diào)整不同部位的施工流程。這種建模技術(shù)具有強(qiáng)大的互動功能，能夠使業(yè)主和施工人員之間實(shí)現(xiàn)信息資源的實(shí)時共享和互聯(lián)互通，使業(yè)主能夠?qū)崟r了解施工進(jìn)度和環(huán)節(jié)，并可以將業(yè)主的意見建議和所求情況及時進(jìn)行反饋給施工人員，從而根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。通過對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，這種建模技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢是傳統(tǒng)方式所難以望其項(xiàng)背的。

4.4 技術(shù)應(yīng)用于工程造價

水利工程專業(yè)強(qiáng)勁,投資規(guī)模大、施工對象結(jié)構(gòu)多樣性,傳統(tǒng)的2D圖紙的基礎(chǔ)上設(shè)計不能代表效果,以便參加各種施工人員和要素不能及時進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，造成隨意更改、尺寸難以把控和項(xiàng)目遺漏等問題，并且最終導(dǎo)致項(xiàng)目造價不準(zhǔn)。而采用BIM技術(shù)能夠最大程度上彌補(bǔ)這一缺陷。通過各個專業(yè)軟件進(jìn)行合理架構(gòu)，通過建立三維模型對各個環(huán)節(jié)、各個領(lǐng)域所需的信息資源等進(jìn)行實(shí)時處理，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和實(shí)時共享，便于各方及時聯(lián)絡(luò)，從而大大節(jié)約了時間成本與溝通成本。

傳統(tǒng)的二維設(shè)計不能滿足水利工程專業(yè)強(qiáng)、投資規(guī)模大、建設(shè)對象復(fù)雜的設(shè)計特點(diǎn)，不能充分協(xié)調(diào)各個專業(yè)的施工，易發(fā)生設(shè)計變更和項(xiàng)目疏漏等現(xiàn)象，增加了工程成本?；贐IM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計和三維設(shè)計，使用專業(yè)的設(shè)計軟件，在不改變原有設(shè)計的前提下，通過三維模型來提供所需的信息，有效地解決了溝通問題。由于水利工程造價特性不斷地投入使用，對工程效率的提高起到了促進(jìn)作用，有效防止了設(shè)計變更，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

5 結(jié)語

通過以上闡述，在水利工程中的應(yīng)用BIM技術(shù)，既可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量，還可為施工管理提供有效的模型，使項(xiàng)目施工工作安全穩(wěn)定高效的展開，盡快完成水利工程建設(shè)任務(wù)。在現(xiàn)實(shí)施工時，技術(shù)人員通過構(gòu)建地形BIM模型和建筑物BIM模型，并完成工程設(shè)計與施工管理，從而達(dá)到控制水利工程成本和施工進(jìn)度的目的。