基于BIM技术的水利水电工程建设研究

彭小虎

（抚州市抚丰水电建筑有限公司，江西 抚州 344000）

基于BIM技术的水利水电工程建设研究

彭小虎

（抚州市抚丰水电建筑有限公司，江西 抚州 344000）

现今我国的水利水电工程已经有了迅速的发展与成熟，但是其中的问题却也不容忽视，这些问题不仅危害着水利水电工程的本身，还会对社会产生很大的影响。而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一种通过取得项目中的相关信息数据，以此为基础建立出建筑的模型，并通过数字信息依据真实的建筑构建出真实的信息。其具备的信息完善性、一致性、平衡性及模拟性等特点，能够很好地弥补现今水利水电工程的不足之处。文章探讨基于BIM技术下的水利水电工程建设的优势性研究。

BIM技术；建筑信息模型；水利水电；工程建设

现代社会已经全面进入了信息化时代，信息化技术的诞生与发展改变了人们的生活方式与习惯，成为了全球性的发展趋势。而在水利水电方面，信息化的研究也迅速开展，信息化技术的运用是水利水电行业进入现代化建设的重要特征。仿真技术是伴随着计算机技术发展形成的一种新型技术，现已成为复杂工程中必不可少的重要手段，能够为工程的设计和管理提供更加有效的分析、研究、评价和决策方式。水利水电工程作为一项复杂的工程项目，其各个工作的之间相互联系且相互制约，繁杂的关系使得其仿真系统具有较大的数据及图形信心，简单的图表及模型并不能满足其对精确度和可信度的表达，所以追寻新的技术，并使其与现有的仿真技术相结合是当代水利水电工程的必然选择。

1　BIM的涵义与优势

BIM技术是一种三维的施工模拟技术，能够通过收集到的信息数据，完成数字化处理的工作。如建筑中的建材、设备、价格及施工进度等工程的数据信息模型，都能用BIM及其相关的信息数据化表现出来，通俗来说，BIM技术就是建筑工程中的数字技术运用。BIM技术主要用来化解建筑工程软件中的运行问题，让技术人员可以在处理完建筑信息后，结合其它的环节来维持软件的运转。BIM是一种具有设计、建造及管理等功能的数字化方式，不只能够支持系统的内部集成管理环境，还能提高整体施工进度的效率，避免风险的产生。其特殊的优势就是具有能够独立建立工程数据信息的功能，还能够通过三维的可视化环境以及办公自动化的功能，来迅速地处理PKPM系统中存在的信息化问题，不仅能够提高数据信息在系统中的重复使用率，还能真正实现数据信息间的交流与共享。

2　BIM技术的价值体现

在水利水电工程的建设过程中，应用BIM技术可实现项目管理的信息化，其能通过三维渲染，给施工人员提供更为直观与真实的视觉冲击，以便于施工人员对水利水电工程的大概有一个具体的了解。其次，BIM数据库的创建，能够有效提高施工预算的精准度，促进施工管理效率的提高。并且，BIM技术的使用能够让相关管理者快速准确的获得工程建设数据，在为施工单位制定出精细化的施工计划与施工材料的同时，大大减少了人力、物力、财力的浪费，避免了资源的过度消耗。另外，BIM数据库的构建还能在任一时点上实现工程基础信息的快速获取，并通过对项目计划与实际施工中的消耗量、资金费用进行多算对比，从而能准确了解到水利水电项目的构建是否超过预算，消耗量是否超标，最终实现对项目成本风险的有效管控。最后，三维可视化是BIM技术最为直观的特点，利用BIM技术的这一特点，可以将在水利水电工程的施工前期对整个项目进行碰撞检查，及时发现工程项目中的不足之处，并采取合适的措施，减少在水利水电工程施工阶段可能存在错误损失或返工的可能性，从而确保工程的优化性，促进水利水电工程施工质量的提高。

3　BIM技术在各方面的应用

3.1在数字模型方面

水利水电工程的重要组成部分之一就是数字地形模型（DTM），DTM采用了Civil3D软件进行建模，能够为建筑物的布置和施工提供活动场所，是地形动态填挖的受体。地形表面一般使用不规则的三角网格（TIN）进行表达，TIN是指运用分散的地形点按照一定的规律构成的一种不相交的三角形网，其以平面逼近曲面的方式，能够充分地展示出地形的高低起伏变化。

3.2在动态填挖方面

地形的动态填挖有很多的环节，首先需要确认由填挖边坡和大坝地面构成的设计曲面，其次就需要把设计曲面以放坡的方式叠加到原始的地形曲面，取得设计曲面和原始曲面的交线，最后再沿着原始地形曲面的相交线切除填挖设计曲面中的部分，并除去填挖曲面交线的多余边坡，以达到最完美的设计曲面与原始曲面的融合。

3.3在动态实体模型方面

施工过程是不断变化的，混凝土坝的形态会由于施工时间的变化而不停变化，所以大坝的模型需要建立成动态模型。大坝模型的建立必须把其三维的实体模型分成很多的浇筑块，每个浇筑块的施工时间、方量及浇注机械等相关属性都不同。首先关于混凝土坝的实体建模就是使用的CAD技术，把二维的坝体设计图分割成众多的坝段，彼此间相互独立又相互联系，然后得出坝体间各部分的空间形态数据信息，并通过Auto CAD软件通过鼠标直接绘制出三维的实体图样，然后运用布尔运算补充、切割及缩放等功能制作出坝段的实体模型，最终构建出完美的大坝三维实体模型。其次就是需要把坝体进行分块，因为Auto CAD软件中的混凝土坝仿真技术的实现，CAD能够融入到施工仿真系统中去，其二次功能的开发能够实现坝体浇筑过程的计算和坝体浇筑块的剖析自动同步。

3.4在实体建模方面

土石坝的坝底通常是不规则的曲面，所以其三维实体模型的建立需要用到Rhino软件。第一步就是需要针对不同的填筑材料及各部分的结构、形态及功能的不同分出不同的区域，然后运用Rhino软件会指出土石坝的分区实体模型。为了可视化仿真系统中的土石坝施工过程动态化演示功能的实现，分区间的填筑料数量和施工进程都需要按照计划分割成众多的填筑层，才能得到真正可视化仿真系统中的土石坝模型。

3.5在实体建模方面

首先在地物方面，如围堰、溢洪道及隧洞等地物实体，都可以依照其独有的特点，运用CAD、参数化实体及特征实体等建模技术实现。如果是施工过程的动态演示。就可以按照所需的不同把模型分割成众多的组成部分进行建模。其次在机械设备方面，施工过程中有一些构造较为复杂的辅助施工设施，都可以运用3D Max软件进行实体建模，然后再导入Navisworks，进行最后的贴图渲染工作。

4　结束语

伴随着计算机技术的发展，计算机的软硬件及图形处理能力都有了大幅度的增强，计算机仿真技术已由数字仿真发展成为了可视化仿真。随着社会的进步，人们对于可视化仿真的要求也越来越高，正是基于这样的环境背景，产生了BIM新技术，并得到了受众的广泛关注。其不仅能够为用户直观的仿真参数和结果，还能实现多角度及多层次的可视化仿真平台，让人们真正实现人际互动，对水利水电施工的组织、设计和管理的水平有极大的提高作用。

［1］苗倩.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用［J］.水电能源科学，2012，（10）：139-142.

［2］赵昂.BIM技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探［D］.重庆大学，2006.

［3］卢琬玫.BIM技术及其在建筑设计中的应用研究［D］.天津大学，2014.

［4］秦丽芳.BIM技术在水电工程施工安全管理中的研究［D］.华中科技大学，2013.

N945.12

A

1671-3818（2016）09-0176-02