BIM技术在水电站工程中的应用优势分析

喻言

摘要：BIM技术是工程信息化发展的重要方向，将其运用于水电站工程中可有效解决设计计算工作量大、施工技术复杂、不同部门协调难度大等问题，有效提高施工环境、进度以及成本管理效率、水平。本文首先对BIM技术概念进行了简要分析，其后详细探讨了BIM技术在水电站工程中的应用优势，最后围绕工程案例展开分析，以期可供参考。

Abstract： BIM technology is an important direction for the development of engineering informatization. Its application in hydropower projects can effectively solve the problems of large design and calculation workload， complex construction technology and difficult coordination between different departments， and effectively improve the construction environment， schedule， cost management efficiency and level. This article briefly analyzes the concept of BIM technology， then discusses the advantages of BIM technology in hydropower projects in detail， and finally analyzes engineering cases for reference.

关键词：BIM技术;水电站;应用优势;工程案例

Key words： BIM technology;hydropower station;application advantage;engineering case

中图分类号：TV736                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0203-02

0  引言

我国是一个水资源丰富的国家，基于清洁能源发展要求，我国水电站修建规模不断扩大，结合最新统计数据来看，2019年我国水力发电量增至13019亿千瓦时，占全国发电量的17.8%。从我国水电站修建情况来看，其往往投资规模大、设计施工要求高、管理难度大，对此本文从BIM技术的运用角度出发展开分析，通过BIM技术辅助水电站设计、施工与管理，有效减少设计误差、协调各施工单位之间的协作，保证水电站工程顺利实施。

1  BIM技术概念

建筑信息模型（Building Information Modeling）简称 BIM，主要是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。

近些年，我国工程建设领域中一直大力推广BIM技术的运用，尤其是对于水电站工程而言，其规模大、投资高、施工条件复杂，传统的设计、施工与管理方法的运用，往往难以满足水电项目高效、精确作业需求，而通过BIM技术的运用可实现多维数字化管理，以三维模型为核心，通过数据集成、仿真模拟，实现项目全过程监测与管理。对此，加强BIM 技术在水电站工程中的应用研究具有重要意义。

2  BIM技术在水电站工程中的应用优势

在水电站工程中，通过对 BIM技术进行有效应用，可以起到非常好的效果，其主要优势可以在如图1几点体现。

2.1 规划阶段

BIM技术在水电站工程规划阶段的運用优势在于，可以提供现场状况建模、成本估算、空间规划、场地分析等功能，通过构建三维可视化模型，辅助实施空间规划、场地布置方案的比选;利用BIM技术可在规划阶段自动生成工程量，并进行工程概算，由此明确水电站项目成本信息，为项目决策提供可靠依据。

2.2 设计阶段

BIM技术在水电站工程设计阶段的运用优势主要体现在所有的设计成果均可通过三维可视化的方式展现，具体如图2所示。通过BIM技术的运用，可改变水电站工程传统设计流程，实现各专业协同涉及，减少设计中的错误，提高设计效率;BIM软件还可进行性能分析、结构分析、工程算量，实现三维渲染出图，设计成果朝着信息化、智能化的方向发展。

2.3 施工阶段

水电站工程施工工程量大、技术要求高，管理相对较为复杂，施工参与各方极易因此信息沟通不畅出现“信息孤岛”的情况，导致各种质量、安全、进度问题的出现。借助BIM技术的应用，可实现对水电站工程各阶段信息的集成，方便各个参建单位查询、监控，有效加强各方的信息沟通，提高工程信息化管理程度，在成本、质量、安全、进度管理等方面效果均较好。

2.4 运维阶段

对于水电站工程而言，运维也是一个重要的阶段，直接关系到项目的社会、经济效益。BIM技术在运维阶段的运用优势，主要体现在BIM系统与运营维护系统的结合方面，BIM包含水电站工程设计、施工阶段所有信息，可通过与RFID技术的几何，实现对水电站建筑物内构件、设备的监控，及时发现水电站运行质量、安全隐患，保证其运行稳定性、可靠性。

3  工程案例

3.1 工程概况

本项目为Ⅰ等大（1）型水电站工程，以发电为主，兼顾防洪，并具有改善上游河段通航条件等作用。电站总装机容量10200MW，水库正常蓄水位975m，总库容74.08亿m3。工程勘测阶段采用地质BIM技术，极大地提高了工作效率、丰富了地质工作手段，助力水电站米级精准勘察。

3.2 BIM应用亮点

①打通了勘察全过程地质BIM技术。此水电经实践研究结合需求，自主开发了数字化采集系统、数据库管理系统、三维地质建模系统、GIS综合管理平台等软件，打通了地质勘察全过程BIM技术。

②顶层设计海量数据的采集和存储、维护、交互形式。数字化采集系统主要包括无人机航测、倾斜摄影、地质实景编录、钻孔APP、地质测绘系统APP等，高效采集数据实时传输至数据库;数据库管理系统顶层设计数据存储模式和数据流转交互形式，各环节地质信息数字化存储;一次录入多种应用，存储基础资料实时维护，既能出图，也可进行地质综合分析。

③提出了三维地质建模不同地质体针对性解决方案。水电站工程区地质条件复杂，传统三维地质建模方法难以解决所有难题;开发的三维地质建模系统，研究了各地质体针对性的三维建模解决方案。

④探索自动智能建模技术。通过算法自动识别尖灭和透镜体，建立土层模型，该建模方法在水电站库区移民工程安置房项目应用较多，建模效率高且保证精度，大大节省了工期。

⑤完善的质量控制体系和成果校审机制。信息入库时详细校核记录地质信息与地质过程，进行过程质量控制;通过各级不同方法对模型进行进行校审;完整的地质BIM成果校验机制和过程控制机制，保证了水电站地质BIM成果质量。

⑥全地质属性数据交互协同应用。开发了地质BIM成果与CATIA、3DE数据接口;传递几何属性和地质属性，实现了全地质属性不丢失与设计专业进行数据交互，设计人员不仅可以利用三维地质模型进行设计，还可以查看相关地质信息，作为三维协同设计的基础信息资料。

⑦成果大量应用于勘测设计阶段。通过地质BIM成果进行坝线方案比选，优化导流洞布设方案，细化防渗帷幕方案;进行施工开挖模拟、计算工程量、指导施工;利用地质BIM成果在软件中划分网格，输出进行三维数值模拟。

4  結语

综上所述，BIM技术对于整个工程技术行业来说是一场新的变革，目前国内基本实现了BIM设计、BIM施工、BIM运维，贯穿工程项目全过程。水电站工程项目复杂、投入多、设计施工难度大，通过BIM技术的运用可体现建设过程中各个阶段的数据、资源，而通过这些信息项目的各参与方可以更加轻松的去对整个项目进行实时的解读，有利于其对项目进行全面把控，真正实现项目的高效、有序落地。

参考文献：

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