BIM技術(shù)在水利工程設計中的應用研究

金連昌

摘 要： 新時期，隨著水利工程項目不斷增多，更加需要科學地進行水利工程設計。在研究水利工程設計方法過程，應該提高對于BIM技術(shù)的應用能力。本文基于工作實踐，總結(jié)了BIM技術(shù)的應用優(yōu)勢，分析了具體的應用策略，希望進一步研究，能夠全面提高BIM技術(shù)在水利工程設計過程的應用效率。

關鍵詞： BIM技術(shù);水利工程設計;應用研究

【中圖分類號】TV222 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.120

引言：隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)作為一種新的工程建設理念，研究成果主要集中在建筑工程領域，在水利項目中的應用不多。為了提高水利工程建設期間的集成化程度，國內(nèi)外學者和工程技術(shù)人員針對BIM技術(shù)在水利工程中的應用進行了一些研究，并選擇以Catia和VisualFI軟件實現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)體建模，在很大程度上提高了水工建筑物的直觀性和設計人員的出圖效率。因此，研究BIM技術(shù)在巖土工程勘察中的應用有重大的工程意義。

1 BIM技術(shù)在水利工程設計中的應用優(yōu)勢

使用該技術(shù)能夠更為真實地實現(xiàn)對水利工程的模擬，以此從多角度制定設計方案內(nèi)容，并從中選擇更具有適合性的方案種類。此外BIM技術(shù)還能通過技術(shù)手段實現(xiàn)對工程全貌的展示，使整個工程具有可視性特征，將設計理念和具體的規(guī)劃內(nèi)容體現(xiàn)于BIM模型上，便可在一定程度上降低對工程設計的控制難度。BIM技術(shù)還能對設計實施的效率起到促進與提升作用。以傳統(tǒng)方式實施工程設計只能通過二維圖形的方式對設計方案進行繪制，此后依據(jù)二維圖形實施建模，該操作程序更為復雜，且用時較多，因此整體的效率偏低。而使用BIM技術(shù)參與設計環(huán)節(jié)，便可建立相應的BIM模型，不但極大節(jié)省了時間，還能簡化操作程序。具體而言，BIM技術(shù)能夠?qū)⒁酝亩S轉(zhuǎn)化為三維形式建立模型，從而明顯提升工程設計的實施效率。此外該技術(shù)還能對工程設計的質(zhì)量起到一定的促進作用，使用BIM技術(shù)時，技術(shù)人員能夠基于模擬和可視技術(shù)構(gòu)建工程的模型，能夠及時發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，便于設計人員在第一時間進行糾錯，完善設計內(nèi)容，從而實現(xiàn)工程設計質(zhì)量的不斷優(yōu)化和提升。BIM技術(shù)還具有改善設計效果的優(yōu)勢，使設計內(nèi)容的呈現(xiàn)更為直觀。技術(shù)人員能夠從可視化的設計內(nèi)容中較為直接地發(fā)現(xiàn)設計缺陷，從而方便糾錯。此外施工人員也可利用BIM技術(shù)實施了解工程要求的實施程序，從而提升施工與設計理念的契合度。總之，BIM技術(shù)能夠在提升設計效率、減少設計誤差、優(yōu)化設計質(zhì)量和效果等方面發(fā)揮較為重要的職能，為后續(xù)工程的實施和維護提供有力的前提基礎。

2 BIM在水利工程信息化中的研究與應用

2.1 利用BIM可視化的特點，提高工程效率

將BIM技術(shù)運用到水利工程的全生命周期，無論在設計階段還是施工階段都可以為項目管理人員提供三維可視化的工程模型，改進了傳統(tǒng)的運作方式，提高工程的效率，節(jié)約時間成本.例如用BIM軟件Re-vit設計繪制水閘的模型圖，可以極大地提高作圖的效率，且Revit建模生成的平面圖與立面圖一一對應，如若修改某處，另外的圖也隨之改變，消除了人工作圖帶來的誤差，節(jié)省了設計變更成本，縮短了工程周期.又如，基于BIM技術(shù)構(gòu)建模擬BIM系統(tǒng)和實時BIM系統(tǒng)平臺，將此平臺應用到土石壩工程施工中時，可以有效解決前期結(jié)構(gòu)碰撞問題，減少了溝通協(xié)調(diào)的工作量，在施工過程中根據(jù)進度、資源、成本實時修正模型，竣工后還可以生成竣工模型，為后期的運營維護提供支持。

2.2 利用BIM信息化特點，提高工程管理水平

相較于以往的工程管理方式，BIM技術(shù)可以加入時間維度預先模擬施工，使項目管理人員對整個工程有全面的了解，對實際施工過程中的質(zhì)量和進度都能很好的把控，如出現(xiàn)問題時則可迅速提出應對方案，全面提高工程的綜合管理水平.例如將BIM 4D施工進度監(jiān)控系統(tǒng)應用到某水源地建設工程中，精確實現(xiàn)了進度目標的分解細化，逐步落實，能及時對比分析已完成進度并進行糾偏，同時質(zhì)量信息和安全信息的融入也加大了對質(zhì)量和安全的把控，協(xié)助項目管理人員科學決策.或?qū)IM技術(shù)運用在內(nèi)河航道項目的設計及施工階段，解決了傳統(tǒng)圖紙難以直觀表達設計意圖且易出錯的問題，同時優(yōu)化施工流程，實現(xiàn)從設計到施工的無縫連接，保證施工質(zhì)量和速度。

2.3 基于BIM技術(shù)的水利工程運維管理信息化系統(tǒng)研發(fā)與應用

基于BIM技術(shù)研發(fā)的運維管理系統(tǒng)可以從數(shù)據(jù)中提取出需要的信息，直接應用于管理、維護，避免以往現(xiàn)場采集信息、傳遞信息帶來的時間延遲和信息丟失，解放人力.如將BIM技術(shù)運用在通呂運河水利樞紐工程的運維管理中，設立在線監(jiān)測、視頻監(jiān)控、報警管理、維修養(yǎng)護等模塊.整合各階段、各專業(yè)的數(shù)據(jù)，提高水工建筑物與水情管理的可視化程度和業(yè)務協(xié)同水平。BIM技術(shù)減少了碰撞情況的出現(xiàn)，加快了水工結(jié)構(gòu)運作全周期無紙化進程，并具有很強的可移植性，能夠快速推廣。

2.4 BIM+GIS在可行性研究階段的應用

在水利工程建設前的可行性研究階段，BIM+GIS的融合系統(tǒng)可以提供豐富的地理資料，據(jù)此建立地形、地貌的數(shù)字模型，有針對性地給出地理空間信息的分析結(jié)果，展示水工建筑與周圍環(huán)境的空間位置關系.如利用BIM+GIS結(jié)合的方式解決在陡峭山坡規(guī)劃橋墩便道的難題時，便可通過對比“人”字和“之”字便道兩種方案的坡度、挖填土方量、經(jīng)濟效益等類目，選擇出了符合所處地理位置的“人”字便道方案，避免了邊施工邊設計的情況。此外，基于BIM+GIS的數(shù)字孿生系統(tǒng)綜合考慮兩岸高程、通航泄洪等要求對跨江大橋的橋位、橋型整體考量，評判出最佳方案，減少了后期工作量。水利工程的可行性研究階段同樣可以借鑒類似方法。

結(jié)語：本文主要探討了BIM技術(shù)的基本概念、作業(yè)平臺選擇、BIM技術(shù)在水利工程中的優(yōu)勢及具體應用，主要得到以下幾個結(jié)論：①水利項目的建設是一項綜合活動，應用BIM技術(shù)時并不能僅依靠某一軟件，應當利用多款軟件形成協(xié)同化作業(yè)的綜合平臺;②BIM技術(shù)在水利工程項目中應用的核心價值就是將水利工程各模型實現(xiàn)三維可視化，建立完善的項目信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)水利項目建設的信息化管理;③水利工程建立三維地質(zhì)模型時應當將導入的數(shù)據(jù)點利用三角網(wǎng)剖分算法加工成三角曲，還可以利用BIM技術(shù)開展施工碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)施工問題，并提前制定預防措施和新的施工方案。

參考文獻

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