BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究

夏天

摘 要：BIM是一個(gè)共享型的知識(shí)資源概念，它為決策者提供工程內(nèi)所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)與信息，不同的主體都可以在BIM中修改、更新信息，以其為媒介進(jìn)行協(xié)同工作，很大程度上提高了工作效率。此文，我將詳細(xì)的介紹BIM的相關(guān)信息，以及它在水利工程建設(shè)方面的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 水利工程 應(yīng)用研究

1.引言

1975年，BIM首次被喬治亞理工大學(xué)教授提出，發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了事物發(fā)展的三個(gè)重要階段。從萌芽期到了產(chǎn)生期又轉(zhuǎn)換到了發(fā)展期。由于其有著可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等特點(diǎn)，有利于提高工程建設(shè)效率，從而被廣泛運(yùn)用。

2.BIM簡(jiǎn)介

BIM的中文音譯是建筑信息模型，也就是通常所說(shuō)的利用數(shù)字技術(shù)將工程項(xiàng)目的所有信息進(jìn)行整合形成的工程數(shù)據(jù)模型。它是一種數(shù)字化的表達(dá)方式，它能夠連接不同階段的各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，并能對(duì)工程對(duì)象進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)完整的描述，所以被工程各個(gè)參與體廣泛接受與應(yīng)用。一方面，它具有單一的工程數(shù)據(jù)源，可以解決分布式工程數(shù)據(jù)同一性與共享性等問(wèn)題。另一方面，它還是一種數(shù)字化的設(shè)計(jì)，管理，建設(shè)的方法，能夠有效的提高各工程的效率，降低系列工程風(fēng)險(xiǎn)。

3.BIM在水利工程中的具體應(yīng)用

3.1在水電工程施工總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM是一個(gè)共享型的資源，在不同的施工階段，各個(gè)參與方都通過(guò)BIM進(jìn)行信息的更新修改等。

（1）總體性的規(guī)劃

AUTO CAD CIVIL 3D是一個(gè)具有強(qiáng)大的地形處理功能的，能夠完成方案布置和立體規(guī)劃的工具。能夠十分快速、清晰的幫助相關(guān)人員布置施工的設(shè)備，有利于快速的傳遞系列相關(guān)信息。

（2）布置建模

水利工程中的樞紐布置、廠房與相應(yīng)的機(jī)電，金屬結(jié)構(gòu)等都需要依據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行基本的建?；顒?dòng)與布置施工設(shè)置等。

①基礎(chǔ)地基處理

結(jié)合AutoCAD Civil 3D建立起來(lái)的相關(guān)的數(shù)字模型，在基礎(chǔ)地基的開(kāi)挖過(guò)程中進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)，可以幫助相關(guān)人員迅速的確定相應(yīng)的施工圖紙以及總體的工程量。

②土建結(jié)構(gòu)

土建結(jié)構(gòu)的建設(shè)也就是水工專業(yè)，它也需要利用Autodesk Revit Architecture對(duì)相應(yīng)的廠房建設(shè)和壩體數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，幫助施工方盡快的實(shí)現(xiàn)總體的方案布置。

③機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)

機(jī)電金屬結(jié)構(gòu)在BIM的模型基礎(chǔ)上，還利用了兩種工具進(jìn)行了設(shè)計(jì)工作，分別是Autodesk Revit MEP和Autodesk Revit Architecture，這三種聯(lián)合進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，造成了各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)，主要完成了應(yīng)用細(xì)化的工作。

（3）施工導(dǎo)流

與導(dǎo)流相關(guān)的建筑物有導(dǎo)流隧道、圍堰以及閘閥等，他需要由相關(guān)的導(dǎo)截流專業(yè)根據(jù)一定的政策規(guī)定，進(jìn)行相應(yīng)的三維建模設(shè)計(jì)，利用AutoCAD Civil 3D進(jìn)行相應(yīng)的精確導(dǎo)流設(shè)計(jì)，并可以進(jìn)行可視化的相關(guān)布置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)管理。

（4）交通設(shè)計(jì)

AutoCAD Civil 3D具有十分強(qiáng)大的地形處理功能，并且在相關(guān)的功能支持下，例如道路設(shè)計(jì)功能、邊坡設(shè)計(jì)功能等，通過(guò)裝配模型可以實(shí)現(xiàn)比較快速的生成相應(yīng)的道路挖填曲面，實(shí)現(xiàn)工程量的精準(zhǔn)計(jì)算，并且通過(guò)AIM可以實(shí)現(xiàn)直視表達(dá)效果。

（5）料場(chǎng)與廢棄場(chǎng)布置

在AutoCAD Civil 3D中，以相關(guān)的數(shù)字地面模型可以進(jìn)行相關(guān)的參照，實(shí)現(xiàn)廢棄場(chǎng)和料場(chǎng)的實(shí)時(shí)的三維設(shè)計(jì)，并且還能夠計(jì)算出相關(guān)的工程量，實(shí)現(xiàn)直觀的表達(dá)與智能的數(shù)據(jù)信息的管理。

（6）營(yíng)地的設(shè)置

營(yíng)地的設(shè)置也主要包含兩種模型，一種是營(yíng)地的場(chǎng)地模型，另一種則是營(yíng)地的建筑模型。它需要AutoCAD Civil 3D進(jìn)行比較精密的二維規(guī)劃，再利用AIM實(shí)現(xiàn)施工的設(shè)備部署，并進(jìn)行相關(guān)的三維設(shè)計(jì)與信息數(shù)據(jù)的表達(dá)，快速的劃分生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)并進(jìn)行相應(yīng)的布置。

（7）總布置設(shè)計(jì)

BIM在建模過(guò)程中把信息與文件進(jìn)行了相關(guān)的同步關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了總體設(shè)計(jì)模型的綜合校審、瀏覽、輸出等。實(shí)現(xiàn)了信息化與可視化的有效整合，不僅僅提高了相應(yīng)的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，也有效的降低了相應(yīng)的工作成本。

3.2BIM技術(shù)在水利工程造價(jià)中的應(yīng)用

水利工程是一項(xiàng)規(guī)模大，工程量高的項(xiàng)目，它設(shè)計(jì)的領(lǐng)域比較廣，牽扯的面大，投資金額高，需要比較強(qiáng)的專業(yè)性，并且建筑的形態(tài)各異，設(shè)計(jì)復(fù)雜。在水利工程建設(shè)中，通常會(huì)出現(xiàn)各個(gè)專業(yè)之間的工作沖突，進(jìn)而影響了整個(gè)工程的設(shè)計(jì)，容易造成工程量重復(fù)、工作效率低等情況。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，為以上問(wèn)題的解決提供了相應(yīng)的支持。尤其是BIM技術(shù)中的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)與三維技術(shù)。通過(guò)協(xié)同技術(shù)中設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)的平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以不改變?cè)械脑O(shè)計(jì)情況，利用現(xiàn)在的二維方法進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，可以自動(dòng)的形成相應(yīng)的三維模型，不僅僅實(shí)現(xiàn)了自身的設(shè)計(jì)工作，也為下游的各個(gè)專業(yè)的工作提供了相應(yīng)的文件與圖形，提高了各個(gè)專業(yè)溝通的效率與能力，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工程的聯(lián)系。

水利工程是一個(gè)造福桑梓的工程，但與此同時(shí)，水利工程的造價(jià)也面臨著大額性，個(gè)別性以及動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。由于這些特點(diǎn)的存在，使傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法到達(dá)人們所需的技術(shù)要求，此時(shí)，BIM技術(shù)就擁有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。首先它大大的提高了造價(jià)工作的準(zhǔn)確率和效率，通過(guò)此技術(shù)可以建立起相應(yīng)的自動(dòng)構(gòu)件，快速的計(jì)算相應(yīng)的數(shù)據(jù)量，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工程的動(dòng)態(tài)變化，有效的避免了計(jì)算上的失誤。其次是，利用此技術(shù)，進(jìn)行工具檢查方面的優(yōu)化方案，可以緩解工藝制造線的沖突，造價(jià)工程師可以與設(shè)計(jì)人員共同處理工作，進(jìn)行方案的優(yōu)化比選，控制變化頻率，降低生產(chǎn)成本。BIM的出現(xiàn)還將工程造價(jià)與信息技術(shù)進(jìn)行了高度的融合，使造價(jià)工程更加準(zhǔn)確，更加靈活。

3.3應(yīng)用實(shí)例分析

BIM并不是全新的理念，我國(guó)已經(jīng)有部分工程采用了BIM技術(shù)，我將對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，分析優(yōu)點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

（1）南水北調(diào)工程

南水北調(diào)工程是我國(guó)水利工程的重頭戲，長(zhǎng)江勘測(cè)計(jì)劃中就將BIM引進(jìn)了水利工程工作中，并且因?yàn)锳utoCAD Civil 3D良好的特性，確定了其為最佳解決策略。利用此數(shù)據(jù)，進(jìn)行了測(cè)量、挖掘、規(guī)劃、建設(shè)的建模、分析等工作，大大提高了工作效率，促進(jìn)了南水北調(diào)工程的發(fā)展，并且最大程度上實(shí)現(xiàn)了相關(guān)資源的共享。避免了設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中的諸多矛盾的產(chǎn)生，避免了不必要的浪費(fèi)。

（2）阿海水電站

此水電站在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中也引入了BIM概念，在其設(shè)計(jì)過(guò)程中，水工領(lǐng)域運(yùn)用了Autodesk Revit Architecture進(jìn)行了設(shè)計(jì)，造成了大壩的建設(shè)，并且與此同時(shí)BIM還提供了高質(zhì)量的施工產(chǎn)品，模型等。

4.BIM的發(fā)展前景與展望

目前，能給人們?cè)O(shè)計(jì)工作過(guò)程中帶來(lái)的最大的便利就是協(xié)同設(shè)計(jì)，目前的協(xié)同設(shè)計(jì)指的一般是基于互聯(lián)網(wǎng)的一種溝通手段。但是BIM的出現(xiàn)給人們帶來(lái)了未來(lái)發(fā)展之光，協(xié)同技術(shù)與BIM技術(shù)成為了相輔相成，相互依賴的整體，協(xié)同成為了其一個(gè)核心理念，并且BIM為協(xié)同設(shè)計(jì)提供了眾多的便利，協(xié)同不再是以往的單純文件的參考，它更是設(shè)計(jì)手段的一種，它借助了BIM技術(shù)讓更多的主體參與了進(jìn)來(lái)，從工程開(kāi)始到結(jié)束更多的數(shù)據(jù)被利用，并且數(shù)據(jù)一次輸入便可終身利用，這具備了更廣泛的意義，極大的促進(jìn)了效率的提升。

設(shè)計(jì)更加多維化，以前我國(guó)建筑行業(yè)所使用的圖紙基本上都處在2D時(shí)代，所有的生產(chǎn)建設(shè)全部都是依賴著那張2D的圖紙開(kāi)進(jìn)行，2D無(wú)法準(zhǔn)確的描述客觀實(shí)體，它也對(duì)BIM的應(yīng)用起到了一定的阻礙作用。未來(lái)3D圖紙將會(huì)被越來(lái)越多的人接受，他不僅僅能夠精確的表述建筑物的相應(yīng)特征，它還能夠進(jìn)一步的將所有的數(shù)據(jù)都融入圖紙之內(nèi)，一份圖紙，所有的專業(yè)工程都可以使用，利用其分析結(jié)構(gòu)，分析材料，分析系列數(shù)據(jù)。

5.BIM的優(yōu)勢(shì)

在生產(chǎn)方面首先可以表現(xiàn)在可視化方面，通過(guò)BIM進(jìn)行三維建模，可以生動(dòng)的生成各種三維圖紙，提高工作效率。其次，還可以聯(lián)動(dòng)化設(shè)計(jì)，有利于及時(shí)的改正錯(cuò)誤。再次，可以實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)調(diào)，共同決策。最后可以形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，減少工作過(guò)程中因個(gè)人失誤造成的問(wèn)題。

在管理方面，可以及時(shí)的進(jìn)行多維施工分析，有利于及時(shí)核算生產(chǎn)成本，其次，可以提高圖紙的準(zhǔn)確率。再次，有利于減少施工過(guò)程中的系列沖突。

在運(yùn)營(yíng)方面，可以及時(shí)的收集各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，避免整理等費(fèi)時(shí)工作浪費(fèi)大量人力物力，在這可以讓管理與監(jiān)督相制約，提高運(yùn)營(yíng)水平。

結(jié)語(yǔ)：BIM是一個(gè)全新的數(shù)據(jù)庫(kù)，在水利工程各個(gè)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。此文我總結(jié)了BIM的特點(diǎn)，應(yīng)用以及發(fā)展前景。希望能夠引起廣大同仁的關(guān)注，促進(jìn)BIM的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李勇，管昌生.基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目信息管理模式與策略[J].工程管理學(xué)報(bào)，2012（04）。

[2]張建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012（16）.