水利水电工程BIM技术的应用

2021-11-19王伟

装备维修技术 2022年2期

摘要：随着信息化技术的迅速发展和广泛应用，促进了各工程领域的进步和发展。在水利水电施工过程中，信息化手段尤其是BIM技术也同样参与进来，为施工全过程的管理带来了极大的方便，包括在工程造价、设计变更、深化设计、各专业图纸优化协调、运行维护等方面。文章介绍在水电工程施工各个阶段应用BIM技术的方法和方式，并提出可行性建议。

关键词：水利水电工程;施工;BIM技术

1水利水电工程建设目前存在的问题

水利工程施工有着地质条件复杂、施工周期较长、多专业多部门互相协调的特点，施工的管理方式的选择直接影响着施工质量与成本。从开工前的勘察设计与图纸优化，到中期的施工组织与施工指导，到后期的竣工运维，效率和成本始终是工程的核心问题。常规的水利水电工程施工依然采用粗放的施工方式，存在着深化设计准备不足、施工组织管理制度不健全、设计变更协同影响进度等诸多问题。大多数的水利工程，缺少高效的方法，存在调配人员、机械、材料以及成本不合理等诸多乱象。

1.1深化设计问题

在当前水利水电工程施工前期，拿到各专业施工图纸后会进行图纸会审，各专业施工队伍会对各重点施工部位的施工进行探讨。但依然无法避免以下两种问题，一是仅拿到二维的CAD图纸，空间中细节的部无法清晰展现，一些重点部位的问题难题无法提前检查到，到施工阶段的时候会因此耽误工期。一是各专业施工队伍练习不够紧密，各专业直接沟通不够，在后期施工过程中会出现专业冲突的问题，例如坝体结构施工与预留管线之间没有协调好，会导致返工等情况，各专业之间的冲突无法的施工前期提前预见，耽误工期，影响效率，深化设计问题尤为凸显。

1.2施工组织管理问题

首先，施工过程中由于环节诸多且繁琐，导致勘察设计单位、建设单位、施工单位等主体的相互沟通协调存在一定问题。其次，场地布置、现场的人员、各工种进场撤场时间、材料进场时间、机械以及临水临电等问题，组织混乱、协调沟通不畅，严重影响了施工进度，进而影响了施工成本。

1.3设计变更与进度问题

招投标制度应用于水利工程建设中，后期的设计变更以及施工变更严重影响着整体的施工进度和成本。设计变更在工程建设前期无法预见，往往在施工期间出现问题，变更制度缺乏，设计变更次数过多严重影响进度及成本。

2施工管理前期的应用举措

为解决以上问题，需借助 BIM 模型实现施工管理信息共享和数据交换。BIM模型可以储存诸多信息文件，可实现水利工程资源可视化、集成化、虚拟化管理，为工程建设过程中的数据交换、集成化管理创造有利条件。

2.1水利水電工程BIM模型的创建

应用BIM技术的第一步，就是创建水利水电工程BIM模型。水利水电工程与建筑工程不同的是，我们需要采集水利工程周边的地质地形地貌信息，并使之与工程结合。因此，我们通过利用GPS技术采集地理信息数据，建立GPS控制网络，可实现在区域范围内对于基础数据信息的自动化采集，并应用GIS系统为水利水电工程提供多元化的信息资料和准确的信息内容，能够实现对地形地貌信息的准确采集。随后在建模软件中根据图纸建立BIM模型，其中，BIM 模型应包括水利工程建筑物自身定量信息以及关联的成本数据库，模型的精细程度直接关系水利工程前期深化设计、成本控制和进度把控等方面内容。

2.2深化设计

二维的CAD图纸，空间中细节的部无法清晰展现，但BIM模型可以解决这个问题。因此要从以下方面解决深化设计问题。

2.2.1图纸优化协同

搜集项目各个参与方相关的信息数据创建BIM模型，检查各个专业之间碰撞、不合理、错误、达不到设计要求、坝体坡度达不到要求等问题，然后把问题和修改建议反应给各参与方，更新BIM模型进行协同验证，从而使各个参与方各个专业的信息数据在BIM的统一平台进行协同作业，信息数据完全共享使得各个环节沟通更加流畅，解决施工前期的不协调问题。

2.2.2施工指导

在水利工程坝体安装管线密集的区域和机房，BIM可利用三维机电立体模型效果结合平面图、剖面图协助施工人员直观、形象了解整体空间结构，使安装管线一目了然轻松施工，如遇到碰撞问题BIM模型可根据现场实际情况，反馈到BIM模型中结合各个专业的工程师找出合理的解决办法进行施工。

2.3制定施工组织计划

提前根据BIM模型制定好施工部署，确定各个分部分项工程的施工计划，确定施工方法和施工机械。应用BIM三维场布软件，确定项目的平面和空间上的安排，确定垂直运输机械，道路、临时生成设施等位置。

3施工阶段应用举措

3.1 设计变更处理

应用 BIM 技术后，使水利工程的设计变更提前预见，达到提前发现提前解决的效果。水利工程实际BIM信息模型建模完成后，用BIM进行管理，施工人员和BIM技术人员一起协调发现问题，紧接着做出解决预案，随后将设计变更情况在三维BIM模型上进行及时调整和修改。这样就可以实现对设计变更的有效管理和动态控制。

3.2 施工过程进度管理

应用BIM5D软件解决施工进度管理问题。BIM5D技术是对BIM3D模型信息基础之上的拓展，形成了一个五个维度的信息整体，建立了3D模型与时间、成本的联系。施工单位可以实时掌握施工现场的材料、人工、造价随时间变化的情况，便于统筹全局，做出部署。

3.3竣工运维阶段

运营阶段是水利工程的核心，要全力提高水利工程信息化水平，做到日常运行稳定高效，应急情况处理迅速。

3.3.1运维管理可视化

在运维阶段调试或检修设备时，工作人员需要对照图纸确定构件的精准空间位置，得益于各个专业的信息数据在BIM的统一平台都有保存，运用竣工BIM三维模型可以随时调取、查看各种设备尤其是机电设备的位置及信息。

3.3.2应急管理决策

利用BIM模型来模拟突发情况，比如洪水、火灾等情况，做好设备抢修和人员疏散的预案，并对方案进行测试。

4结论

在水利水电施工和运行过程中，应用 BIM 技术可以提高水利工程施工方案的合理性，在工程造价、设计变更、深化设计、各专业协同、运行维护等方面都能为施工的工作带来帮助，提高工程施工质量以及各部门的工作效率，为整个水利领域的信息化的发展提供巨大帮助。

参考文献：

[1]韦武昌.基于BIM的水利工程施工管理模式研究[J].科技创新与应用，2021，（23）：191-193