何 洋 刘梦兰

1 中交第二航务工程勘察设计院有限公司 2 武汉理工大学物流工程学院

1 引言

BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)是指对建设工程的规划、设计、施工以及运营维护进行全生命周期创建和管理建筑信息的过程[1]。随着BIM应用不断推进，其应用领域由建筑工程向基础设施工程扩展，例如水运工程等。目前，多个航道整治工程开始大力推广应用BIM技术，例如长江下游黑沙洲航道整治工程中运用的BIM设计、BIM施工管控平台等技术，旨在强化BIM技术在航道整治工程的应用，固化BIM平台功能，助力航道信息化建设[2]。

我国内河航运建设至今，通航里程超过12万km，已形成“两横、一纵、两网”模式的内河航道系统。国内水运行业BIM技术应用呈现协同设计、数字资产、智能运维、数据驱动等特点。目前BIM技术在水运航道工程领域的应用现状如下[3-5]。

(1)重点技术方向：满足水运工程全生命周期多尺度多粒度的BIM智慧管控技术，BIM全生命周期协同工作技术，BIM软件云平台技术，BIM技术与新技术(物联网、人工智能、边缘计算等)的应用融合，BIM数据驱动的平台集成开发等。

(2)持续发展机制：从政府或行业部门进行顶层设计，建立水运工程领域的BIM智慧应用联盟，建立健全水运行业BIM应用推进组织结构和实施机制、BIM技术交流机制、BIM技术能力培养机制、BIM技术资源共享和信息发布机制。

(3)示范工程应用：选择一批具有代表性的水运工程项目进行BIM技术示范应用，发挥样板和示范标杆作用，例如大型港口工程、大型航道工程、典型的通航枢纽工程等。

2 典型航道工程BIM应用分析

2.1 长江下游黑沙洲航道整治工程

该项目主要分为整治建筑物工程、护岸工程及航标工程。存在处理工作量大、规范施工难度大、安全管理难度大等重难点，可利用Infraworks快速整合多源数据，利用BIM施工管控平台进行质量、安全可视化、协同化管理，优化施工组织。

2.1.1 项目BIM技术路线

围绕BIM设计、数字化交付、施工深化与模拟以及BIM施工管控平台4个方面进行BIM技术应用(见图1)。在数字化交付层面，利用二维图纸、集成展示、数据整合等充分表达设计意图；而在BIM设计层面，利用部件编辑器进行整治建筑物、航标等的方案实施更新。

图1 BIM技术路线

2.1.2 BIM技术应用

(1)BIM设计应用，包括基础数据处理、部件编辑器、整治建筑物建模、水流仿真分析以及可视化交底等，创建三维数字地面模型，实现多方案整治效果仿真分析，利用Navisworks集成模型和图纸信息，进行可视化设计交底，提高数据处理工作效率。

(2)BIM施工应用，利用Civil3D、Infraworks等软件进行施工深化、构建编码以及施工方案模拟等，为施工构件信息传递奠定基础，使施工重难点部位可视化；自主研发基于BIM技术的多项目施工管控平台，以BIM模型为基础，以业务数据为纽带，实现参建各方协同工作。

2.2 长江中游蕲春水道航道整治工程

该工程为长江航道“645工程”建设内容，重难点包括工期紧、施工环境制约因素多、项目管理难度大等，利用BIM管控平台各模块进行管理，直观掌握项目施工情况，优化施工组织设计。

2.2.1 BIM解决方案

针对项目的重难点，分别提出BIM解决方案(见表1)。例如施工时间受限、工期紧张的问题，可采用4D、5D施工模拟，优化施工组织设计；针对传统文档管理混乱，无法实现质量可追溯性的问题，可以BIM模型为载体，搭建BIM施工管控平台，进而实现快速检索分析。

表1 该项目BIM解决方案

2.2.2 BIM技术应用

(1)BIM模型施工应用，主要包括BIM施工模型深化、施工顺序模拟、施工技术交底、施工安全交底，综合运用欧特克系列软件，对模型进行深化；直观、精确反映整个项目的施工过程，合理优化施工方案，实现施工技术可视化交底。

(2)BIM平台施工应用，包括利用BIM平台实现基于BIM平台费用、质量、进度等的管理，利用二维码实时扫描查看项目构件信息以及其施工过程记录信息，在施工过程中，通过不同颜色直观反映BIM模型的施工、计量等状态。

2.3 京杭运河八堡船闸段航道整治工程

本项目为京杭运河二通道与钱塘江沟通的关键，具有施工路线长、工程体量大、施工管理要求高等难点，因此引入BIM技术，构建BIM平台，实现平台搭建、空间管理、项目管理等9项BIM集成应用。

2.3.1 BIM技术方案

利用设计施工图以及地形测图等进行基础数据汇总为BIM模型搭建提供数据支撑。在Revit以及Civil3D等软件中分别进行水工结构和地形等的建模，并进行工程项目的BIM模型数字资产集成应用(见表2)。

表2 BIM技术方案

2.3.2 BIM技术应用

BIM技术应用包括BIM模型应用和平台集成应用两部分(见表3)。BIM模型应用中进行工程项目的精细化建模、多专业碰撞检查、数字化加工、虚拟漫游等，保证BIM模型应用深度和广度，减少工

表3 BIM技术应用

程错、漏、碰、缺，同时也可解决多工作面交叉协调等问题。平台集成应用，包括平台搭建、空间管理、温度管理以及项目管理，利用BIM+物联网、GIS以及PM等技术解决施工线长、点多、管理分散的难题，实现工程进度、质量经济化管理。

2.4 各工程BIM技术应用对比分析

针对不同项目工程难点，利用不同BIM技术完成各航道整治工程。长江下游黑沙洲航道待处理工作量大、规范管理难以实现，BIM技术的引入侧重于实现基础数据处理及施工方案模拟、安全管理等应用层面；长江中游蕲春水道航道难点在于环境制约因素较多、管理难度大等方面，因此围绕BIM技术实现地形和水深分析，并采用二维码形式详细记录与跟踪项目施工过程；京杭运河八堡船闸段航道则具有工程体量大、施工管理较难实现等项目难点，利用BIM技术进行基础信息汇总完成BIM精细化建模，管理平台搭建实现平台集成应用。

3 结语

BIM技术作为工程领域革命性技术，是水运工程产业升级必经之路。在航道整治工程建设全过程中，BIM技术可利用自主研发程序及BIM施工管控平台实现各环节精细化管理，为航道工程三维可视化、参数化和协同化提供决策支撑。今后，可利用BIM与GIS(Geographic Information System，地理信息系统)、物联网等多项新兴技术的结合，提高航道整治工程施工管理水平，为项目工程发展提供决策支撑。