BIM技术在水利水电工程中的运用

杨建锋 贵州省水利工程协会

1 前言

在新时期实际展开水利水电工程的建设工作时，基于工程施工任务具有复杂性的特点，具体工作环节会影响工程质量及施工安全的因素有很多。因此，通常需要对施工方案的可行性进行合理的分析。新时期，如何采用可视化技术来分辨施工参数当中存在的问题，并及时处理，就是技术人员的基本工作任务之一。这需要从BIM技术的应用环节入手，制定相应的解决对策。

2 简述BIM技术的特点及应用优势

BIM技术主要依靠计算机软件来构建地理信息系统，不仅能够根据水利工程的施工设计参数来构建模型，而且可以从周围建筑物分布情况和地形、地势等因素，来研究如何优化施工方案。

2.1 技术特点

BIM所具有的五大特点分别是可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性。在科技信息技术的发展背景下，各个施工单位都在积极应用BIM技术对施工方案进行数字化的处理工作，这样可以直观地分析出建筑造型结构是否存在不足之处，为提升水利水电工程设计及施工工作的信息化水平提供了基础支持。还能从质量、安全以及绿化环保等方面，对工程建设情况进行实时、动态管理，符合施工单位在新时期的发展需求。

2.2 应用优势

以水利水电工程的建设工作为例，BIM技术不仅可以在前期设计阶段分析设计方案是否合理，科学选择合适的施工技术和材料。而且可以跟进施工进度，在信息系统当中模拟施工流程，完成对施工工作的全过程管理工作。实际上，水利水电工程中有许多隐蔽施工项目，单独依靠平面图和现场监控方式，无法全面保障施工安全。还需要使用BIM技术完成对施工方案的分模块管理工作，尤其是在引水灌溉的环节，可以为管材选择、管线布局方案以及实际埋设位置提供参考意见。

此外，施工单位还需要利用地理信息系统的架构情况，确定周围自然植被及建筑物分布情况，结合时代发展需求，合理利用土地资源，并做好环境保护工作，这样才能真正推动施工单位的可持续发展。

3 BIM系统的基本构建思路

BIM系统就是通过参数化概念运用面向对象技术，建立一个富含海量建筑数据信息的可视化模型。最终目的是对水利水电工程进行精细化管理，需要以建筑物的生命周期为基础，展开全面的管理工作。

3.1 现场测绘

使用专业的测量测绘工具，对施工面积、地理位置（包括平面位置和高程坐标等）、地质环境，周围建筑物的分布情况等相关数据信息进行记录。可以配合使用一些图像摄录功能，前期测量工作要尽量降低误差，避免影响施工方案的可行性及合理性。同时，应当使用物联网技术，将测量出来的信息实时传送到计算机系统当中，方便及时利用专业软件完成测绘工作，顺利构建水利水电工程的建筑物模型图。

3.2 构建模型

模型图具体可以分为平面图和立体模型，三维模型需要结合施工方案中的参数信息，一比一的还原建筑物造型结构特点。应及时建立坐标系，根据数据信息进行模型框架结构的数据填充工作，方便根据模型对施工工程量进行详细的计算，确定实际施工工作的具体顺序和注意事项。详细的工作流程图如图1所示。

图1 水工三维设计工作流程图

4 在水利水电工程中应用BIM技术的具体流程

施工任务通常可以分为三个阶段：设计、施工、质量检查。应当将BIM技术合理融入这三个阶段当中。主要是分析设计方案是否合理，关注施工行为是否规范，为施工安全及质量提供基础保障。

4.1 设计阶段

BIM技术不仅可以用于构建地理信息系统，还可以建设三维的建筑结构模型，根据施工方案来进行模拟施工，并结合当地自然环境特点模拟一些外部的干扰因素，明确施工环节需要注意哪些问题，及时制定防范对策。比如，水利工程施工现场土壤含水量高，在进行建筑物施工时，要进行排水处理，并研究如何提升地基稳定性。而且要做好围堰处理工作，避免河水渗入施工作业面，影响施工质量。同时，在设计环节，需要考虑施工时都使用哪些技术、材料和设备。

利用BIM技术可以完成对数据的分析和整理工作，在保证施工安全、管控施工成本的基础上，完成资源的合理分配工作。通过建模的方式，有助于施工单位创新施工方案，对于提升单位的整体施工水平有着积极的促进作用。新时期，施工行业的竞争日益激烈，专业能力和创新意识，是施工单位参与市场竞争的核心力量。这就要求施工单位及时在内部完善基础设施建设工作，引进计算机软硬件设备，安排技术人员有序完成对BIM系统的构建工作。

4.2 施工阶段

在现场施工工作中，应要求施工人员将工作数据同步上传到网络系统当中。然后由管理人员来分析施工环节是否潜在安全隐患，并通过使用BIM技术来管控施工进度，合理根据每日工作任务的完成情况和总工程量，制定下一步的工作计划，为各部门分配具体的工作任务。在分工协作的基础上，发挥出人力资源的使用价值。由于施工时需要使用一些专业的技术，比如，钢筋混凝土施工技术，模板安装技术。

单独依靠施工设计方案及平面图，无法让作业人员理解设计人员的思路。如果能够配合使用三维建模技术，以动画演示的方式对模型进行分解，更方便施工作业人员掌握技术的操作技巧，顺利完成水利水电工程的基础建设工作。在地基加固环节，也可以借助BIM技术选择合适的施工材料，确定材料的填筑高度。

另外，现场施工环节涉及水下作业的任务，施工难度大。因此，需要依靠BIM技术来预估施工风险，对比各种施工技术的优缺点。然后，在系统上模拟设备的摆放位置、组装过程，在管控时间、资金等成本的基础上，做好工作交接管理，以保障工作效率和质量。新时期施工单位开始意识到绿化环保的重要作用。利用地理信息系统可以了解自然植被的分布情况，并通过网络渠道调查各种植被的生长习性，在水利工程施工环节做好对植被健康生长状态的保护工作。并着重研究如何减少施工过程中的灰尘、噪声污染的问题。

4.3 验收阶段

在水利水电工程建设完成后，需要安排工作人员进行现场验收工作，检查施工质量，排查安全隐患，制作施工报告。结合国家管理规定，确定是否可以收工。基于施工单位会在工作进程中将每日工作情况记录下来，因此，应用信息技术可以完成对数据的智能整合，并配合施工图纸，完善施工档案信息。

使用专业的软件将施工过程以动画的方式记录下来，方便展示施工成果，介绍建筑物的各项基本功能及后续维修养护的关键要素，为建筑物交付工作提供基础支持。上述这些环节都充分体现了BIM技术目前在工程建设中的发展前景，需要施工单位着重培养一批专业的技术人才，研究合理发挥出BIM技术最大使用价值的方法。

5 运用BIM技术的注意事项

水利水电工程施工流程复杂，施工环节的安全、质量管理任务重，如果决定在工程中应用BIM技术，则应当明确该技术的基本特点，明确技术操作环节的注意事项有哪些。

5.1 依赖性

虽然我国已经进入了信息化时代，各行各业也都在提升自身的信息化水平。尤其是施工行业，正在进行机械化和自动化研究工作，希望能够减轻施工压力，提升施工质量。而BIM技术的诞生给工程设计、施工及管理工作提供了极大的便利。因此，使得许多施工人员对这项技术产生了依赖。一味地使用信息技术进行远程管理，没有配合制定现场的施工管理方案，导致施工质量及安全问题都得不到有效的保障。

实际上，不论是哪种信息技术都需要由专业的技术人员来操作。而且，技术操作流程需要健全的管理机制提供基础保障，才能真正发挥出这项技术的价值。另外，系统软硬件设备、网络环境，都有可能导致系统故障的问题，影响BIM建模效果。必须要端正工作态度，明确施工任务的主次关系，并着重研究如何优化计算机系统，保障BIM系统的稳定运行状态。

5.2 功能性

BIM的基础功能是建模，但BIM绝不仅局限于建模工作。其潜在的功能有很多，比如，可以方便各部门之间相互沟通，共享工作信息。可以对施工全过程进行安全及质量管理。但许多施工单位都没有深入挖掘BIM的功能。这与技术人员的个人工作能力和工作态度有一定关系，而且BIM系统的构建需要在前期投入一定的资金成本。而水利水电工程建设规模相对较大，容易在施工进程中出现资金周转不通的问题，这些都是运用BIM技术时，需要施工单位解决的核心问题。

6 结束语

BIM系统构建工作需要由施工人员进行现场测量测绘，将相关数据信息转换成数字化的形式，完成对地理信息系统的建设工作和施工模型图的架构工作。应当着重从施工设计环节、具体施工环节和验收工作中研究应用BIM技术进行全过程、动态化管理的方法。及时指出设计环节中不合理的地方，完成资源分配工作，并落实环保理念。最后，使用信息技术展示施工成果，整理施工档案资料，为后续的水利工程建设工作提供可供参考的数据信息。应端正对技术的操作态度，避免产生过度的依赖，并着重研究如何全面发挥出BIM各项功能的使用价值。