浅析BIM技术在水利水电工程中的应用

黄鑫

摘要： 近年来，随着社会的发展，我国的水利工程建设的发展也有了创新。水利工程具有覆盖专业广、选型独特、地形复杂等特征，存在土方量计算不精确、工程枢纽布置复杂及图纸信息繁冗等问题。社会经济水平的不断提升，水利水电工程的规模也在逐渐增大，想要保证水利水电工程得以良好的开展，就必须提高对施工安全管理的重视度，优化完善相关管理措施，采用相关先进科技技术来帮助安全管理工作的推进，提高水利水电工程施工安全管理的整体水平。

关键词： BIM技术;水利水电工程;应用

【中图分类号】TV52【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）12-0183-01

引言：水利工程的实际设计工作较为繁琐，体现在二维图纸中的信息较为复杂，需要经验极为丰富的从业人员经大量工作后方能获得具体形态，且项目的产品信息修改困难、设计协同困难、设计周期及产品质量不可控。通过BIM技术的使用可以实现工程的信息化查询和设计的协同修改，运用BIM技术的节点控制，对关键位置进行施工放样，可优化施工组织设计，提高工程质量，尽可能的减少返工，进而缩短工期，从而保证施工交底效果并完善后期的运维管理。再者，对于地形条件比较复杂的水利工程来说，开挖、回填量巨大，土方量的计算的精准度就与工程的最终造价有着密切的关联。

1BIM模型的构建

1.1构建地形BIM模型

水利项目地形条件采用BIM软件建模的主要流程为：首先分析原始数据信息，仔细检查河道地形等高线，为避免实际情况与地形模型存在偏差还要对有问题的等高线进行修改，采用等高线和不规则三角网TIN创建曲面;然后通过对高程值的内插计算确定某点所在三角形的顶点高程，得到曲面高程，而多变复杂的曲面通常是由不规则分布的采样数据获取，因此采用这种缺省的曲面能够充分的描述高低变化起伏的地形特征;最后需要修改曲面上过低或过高的错误高程点，生成最终的地形模型，再次修改形成与实际工程相符的地形模型。

1.2构建水工建筑物BIM模型

目前，关于BIM技术在建筑工程的应用一些地方相关部门出台了相应的规定，而对于水利工程并没有明确的规定。本文结合文献资料和有关文件，详细介绍了BIM技术在水利工程中的建模流程，具体如下：（1）充分考虑BIM技术主导方要求，确定模型应用阶段和建模精度。在建筑工程领域，一般将模型精度划分为5个等级。由于模型精度在水利工程中还未明确的界定，可参考建筑项目进行划分，精度越高则BIM模型包含信息数据越多，需要投入的时间、花费的人力也越多。同时，考虑到工期长、受气候影响大及现阶段BIM技术条件等因素，多以LOD300为准作为模型等级。设计信息在施工图阶段比较详细，可依据设计信息完成水利工程关键节点、临时工程、建筑工程和设计地形的建模，为工程技术交底、进度管理和设计优化等提供参考。另外，通过对该精度的进一步完善可为后期的信息化管理提供依据。（2）搜集各专业资料并认真阅读设计总说明，了解工程概况和建设具体要求，完善CAD图纸。（3）做好人员分工，合理分解项目。在BIM建模时通常将构件称为“族”，工程实验表明各构件的建立以族为单位，水工建筑物完整模型通过对各构件的拼装实现。所以，在建模之前要对工程项目以族为单位进行构件分解。以族为单位划分建筑物时因BIM软件本身的限制，为便于后期的施工模拟应尽量分解为最小单元。

2基于BIM技术的安全检查过程

BIM技术帮助水利水电施工开展相应的安全检查工作，主要分为五个步骤：①在施工前期，要根据实际情况制定相关管理制度以及规范标准。不仅要满足现场施工的各项需求，又要保证相关技术的适配性，从而确保BIM模型具有自动检查功能，根据现场施工情况做出相关科学准确的管理措施。②构建模型。通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。不同的模型所具备的相关属性都是存在差异的。③检测漏洞。通过模型所提供的相关数据信息，对当前工作进行全面检测。④总结检查工作。将检查过程中存在的相关漏洞以及问题整理成检查报告，报告主要分为检查表和可视化安全防护设备两种形式。⑤根据实际情况制定相关安全管理措施。既保障了安全管理工作的整体质量，要大大降低相应的成本以及工作量。要想使BIM技术发挥其自身最大的作用，就必须在工程开始施工之前对所构建的BIM模型进行全方面的检查并规定好相关指标，进行多次模拟操作，从而确保模型的可适用性。传统的施工安全评估工作是由多位专业评估专家共同协商完成的，这样的方法会存在较多问题，其中包括工作效率低、评估成本高以及准确度较低等方面，无法对施工环节进行全方位准确的评估。若将BIM技术应用到安全管理评估工作中，可大大提高评估工作的效率以及增加其评估结果的准确性与科学性。在实际操作过程中，BIM技术将结合现场实际情况以及相关工作进展，对之后的工作进行合理的规划考量，构建施工安全评估指标体系，在符合相关规定的前提下去分析相关问题，并结合评估专家的评估意见，从而得到最后的施工安全评估结果。随着科学技术的不断提升，有关人员开始对施工安全评估方法展开相应的研究实践，使得现阶段施工安全评估方法较以往相比得到了有效的提升，所运用到的方法也有了多种选择，适用于各类工程项目。现阶段施工安全评估工作开展时常用到以下四种方法：①层次分析法。在问题分析中结合使用定向分析与定量分析两种方式，让人们对所得出的分析结果进行投票，根据投票结果去体现人的主观意识，进而得到最终分析结果。②神经网络分析法。BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实，通过不断补充更新施工安全管理系统中的知识系统，并对此作出相应的科学评估。③模糊综合评价法。其主要根据定量分析法对施工过程中的各项问题进行基础的判断，并结合其相应的结果进行评估。④灰色关联度分析法。该方法是以灰色理论为基础，主要采取半定量半定性的分析方法去对评估结果进行一个准确的判断。

结语：水利工程往往存在设计效率低、各方信息交流困难、技术复杂且建筑物选型独特，在水利工程中引入BIM技术建立信息模型能够有效处理以上问题。另外，基于BIM技术的土方量计算弥补了传统方法存在的不足，计算结果方便修改且严密科学，在提高土方量计算效率和精度的同时建立地形模型，为项目决策提供可靠的判别依据。

参考文献

[1]孫少楠，张慧君.BIM技术在水利工程中的应用研究[J].工程管理学报，2016，30（02）：107-112.