BIM技术在水利水电工程施工中的应用

唐少东

（中国水利水电第四工程局有限公司机电安装分局，四川 成都 610091）

1 水利水电项目施工特点

1.1 施工环境艰苦

相较其他建筑项目，水利水电项目有很大的不同，其施工环境复杂。在实际建设中，应充分考虑施工现场自然环境与水文地质条件等，这些因素将导致水利水电项目施工质量难以提高，并直接影响水利水电项目施工的进展。另外，水利水电项目施工涉及范围广泛，比如地下施工、山地施工、高空作业与爆破性施工等很多专业性能强的项目。

1.2 施工量大

相较其他建筑项目，水利水电工程施工工程量大，施工流程更加复杂，导致在施工中施工方案经常会出现问题，相应地引发多种施工问题。

2 水利水电工程中BIM技术的应用优势

2.1 更新设计理念

在水利水电工程中应用BIM技术能够实时仿真模拟水工建筑模型，以此展现整个项目面貌，还可随时进行修改，增强了项目的信息与可视化。由以往二维图纸到三维模型，便于项目技术人员深入理解与交流，直观地展示项目设计到竣工后的整个过程的模型，还未开始施工就可得到项目的最终形态。

2.2 提高项目设计效率

BIM技术使得项目设计效率明显提高，通常传统设计工序是利用二维图纸绘制模型平立剖面与工艺流程，再基于二维图形构建三维空间模型，其流程复杂，不利于准确理解设计图纸，甚至各专业存在空间冲突。应用BIM技术构建建筑模型，可直接表达任意空间位置图纸，使得设计效率明显提高。同时，BIM技术还可协助施工人员深入地解读项目信息，以此深化设计项目节点，提前纠正图纸错误，优化不合理施工工序。借助模型进行预先施工，可提前避免空间碰撞，可在一定程度上消除后期施工中可能发生的不确定性与不可预见性问题，从而在此基础上有序开展施工。

2.3 丰富项目施工管理手段

通过深化设计成果与模型预先施工推演，应用BIM技术构建可操作性施工组织设计。同时，根据施工组织设计生成三维模拟动画反映项目施工进度，以此做好技术交底，便于施工人员提前预判施工流程作业、关键节点及场地危险源等情况，制定针对性的方案解决问题。

2.4 优化材料核算及运维管理

施工进程中基于BIM技术完善，能够信息化管理集成项目各环节与节点所用材料，最终形成数字化产品，其在项目运维阶段发挥着重要的作用。将项目交付给运营单位，以实现精益化与全生命周期管理目标。

3 水利水电项目施工中需要注意的问题

3.1 施工前准备工作方面的问题

在水利水电工程中，做好施工前的各项监督管理对开展整个项目的施工工作尤为关键。当前，我国部分水利工程建设中，缺乏正规的制度约束设计环节与勘察工作，甚至有的水利水电项目直接借用以往数据库中的数据，这对水利水电项目施工安全性与稳定性造成了严重的影响。为此，在水利水电项目施工中，必须做好前期施工监管准备工作，并优化管理项目设计图纸。

3.2 施工质量管理方面的问题

在水利水电项目实际施工中，业主方与施工单位共同监管施工质量，水利水电项目的整体质量与施工企业的经济收益联系紧密，同时还会影响人们日常的生产生活。在项目施工管理中，需要站在业主的角度，进行项目管控工作。然而随着市场经济制度的日益完善，我国建筑行业市场竞争日益激烈，部分质量监管企业对自身责任没有形成正确的认识，有的甚至越权管理，这对项目质量管理工作效果与业主利益造成了一定的影响，也是现阶段水利水电项目施工中普遍存在的问题。

3.3 施工质量管理人员自身素养方面的问题

对于水利水电项目施工而言，施工人员的自身素养是非常重要的因素，在项目施工中必须重视施工人员的管理工作。然而实际工作中有的施工企业为了节省施工成本，通常会选用综合素养与专业技术能力不高的农民工开展施工。此种情况下，导致我国水利水电项目施工过程中缺乏专业施工质量管理人员，与施工企业缺乏有效的沟通交流，难以及时发现并采取措施解决存在的问题，由此加大了水利水电项目施工难度。

3.4 施工材料与设备方面的问题

水利水电项目施工中，施工材料与设备是前提，要想顺利进行施工作业，就必须重视施工设备与材料的选用。各项材料与设备满足施工标准后，如果材料采购工作中出现特殊情况，采购人员应及时向领导汇报，获得批准后方可采购。所选施工设备必须与施工要求保持一致，以此从根本上保障水利水电项目施工质量。

3.5 环境保护方面的问题

近年来，我国国民经济快速发展，大型水利水电项目建设数量日益增多。一般而言，大中型水利水电项目使得施工现场地表、植物等发生了很大的改变，其直接影响着当地人民的日常生活，同时也会影响气候与植物的生长，甚至引起严重的环境问题，因而在水电项目施工中，环境保护问题也是不容忽视的。

3.6 施工技术方面的问题

水利水电项目施工中，加大项目验收力度是非常重要的，每一项施工环节都必须严格依照规范做好检查与验收工作。另外，必须结合施工实际情况进行科学的分析与对比，只有施工质量满足验收标准方可进入下一环节施工作业。在项目验收工作中，必须根据规范进行操作验收工作。实际施工中，很多安全事故的发生是由施工人员的不合理操作导致的，为此水利水电项目施工中，施工人员必须正确应用施工技术，结合施工技术规范开展施工操作。同时，对施工人员开展专业技能培训，以此增强施工人员的工作责任感。此外，相关管理人员还要加强施工监管，及时采取措施解决施工过程中出现的问题。

4 水利水电项目施工中BIM技术的应用

4.1 构建施工安全信息建筑模型

水利水电项目施工中，重大灾害事故预防与风险源头监管是项目施工安全管理的关键。有效应用BIM技术，搜集分析工作结构分解、数据进度安排及模型属性数据配置等相关数据，可为全面控制项目安全隐患提供可靠的依据。完成进度绩效测量节点设置后，应用BIM技术可全面展示相关信息。在此基础上，结合BIM技术模型和现有安全规则标准与实践经验仿真，应用Tekla建筑建模工具，可为不同环境下合理应用的安全规则提供支撑。比如高边坡施工监控工作中，根据高处作业面及通道等临空边缘设置1.3m以上的安全防护栏，同时根据高边坡开挖施工中的安全监控标准，高边坡作业前清除干净杂物，开挖开口线4.9m外区域设置高度不小于2.1m的防护栏墙。

4.2 构建施工安全评估指标

在水利水电项目施工前，根据建筑施工行业BIM技术应用评估标准，模拟构建建筑设计评估标准。应用BIM技术时，对于特定水利水电项目施工对象，统一构建系统化规则，以此为数据模型与实际项目的有效衔接提供保障。基于BIM技术建立施工安全评估指标，旨在应用BIM技术构建概念设计模型，统一评估早期安全风险。因为BIM技术安全评估模型中难免存在一些复杂的构件，所以其要在动态、系统、科学原则的指导下构建安全评估指标体系。在水利水电项目施工中，人、设备、管理与环境都是较为重要的因素，可以通过BIM技术对各项因素进行划分。

4.3 构建施工评估算法

水利水电项目施工中，评估算法对项目安全评价工作发挥着一定的指导作用。水利水电项目施工安全评估中，BP神经网络纵向与AHP相结合的评估算法是比较常用的。其主要是根据BP算法网络模型情况，设置输入层、输出层与隐含层，通过以往连接的回路将误差信号逐层返回并逐层修改神经元权值。迭代优化整个环节，获得连接权值相关的铮调整优化后的样本。水利水电项目施工安全管理评估系统中，通过分析以往数据明确具体指标体系权重；再根据水利水电项目部分研究样本。与此同时，相关专业技术人员可分析整合相关评价指标，获得神经网络最初样本信息。最后，管理相应神经网络，根据BIM技术系统检测情况，输入相关评测指标评分数值，在此基础上获得相关安全管理措施。在实际施工中，通过评估指标加强项目安全管理，在水利水电项目案例库中储存记录具体数据，以此为分析最终系统评测效能提供可靠的参考。

5 结束语

综上所述，随着社会经济的快速发展，BIM技术广泛应用于建筑项目施工中，水利水电工程施工也不例外。BIM技术自身三维建模与信息管理统筹功能强大，提升了施工效率，保证了施工过程中的准确性，能够有效监控项目施工进度，保证施工安全，加大信息化交流与管控力度。水利水电工程施工中，随着BIM技术的应用推广，其具有广阔的市场前景，能够为水利行业实现可持续发展提供推动力。