水利工程BIM技術的應用探析

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇水利工程BIM技術的應用探析范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

實踐表明，BIM技術作為先進的工程數字化技術，具有可視化、參數化、協調性、模擬性、優化性的特點，值得在水利工程建設中應用與推廣。

1問題的提出

bim為Building Information Modeling的簡稱，是指建設工程的物理特征和功能特性等信息的數字化集成。BIM技術是指基于BIM的數字化承載和可視化表達等的成套技術。BIM應用的價值貫穿于工程的全生命周期。①規劃階段可以建立可視化的溝通平臺，提高論證的科學性及嚴謹性；②設計階段能夠提高設計的表達能力，促進粗獷式設計向精細化設計轉變，降低溝通成本，輔助科學決策；③施工階段實現項目成本的精細化管理和動態管理，規避施工風險，提高施工效率，降低施工成本；④運行管理階段降低運維成本，提供應急管理和節能減排措施。未來水利發展的目標是智慧水利，而智慧水利的核心是數據，可以預見BIM作為水利工程的數字化表達，將成為構建智慧水利的重要組成部分。

2BIM技術的多階段應用

2.1前期咨詢階段

以長塘泵站工程為例，位于寧波市鄞州區中心區域，距離慶豐橋西側約100m處。工程在前期咨詢過程中發現，現有長塘河右岸為軌道交通6號線紅線范圍，長塘河左岸布置有DN800自來水管，管道于距河道左岸約35m位置。已建長塘閘正對現有長塘河主流，水閘兩側布置有空箱，水閘順水流方向長度基本與上游河道等寬，對于泵站進水，需新開引渠與主泵房相連接。工程周邊環境復雜，涉及規劃、國土、交通、城管、水利等多個部門，工程建設前期遇到2個問題：①各部門之間對于工程建設的理解相差較大，各自工程的空間關系不明確；②各部門無法了解工程建設對各自所管轄范圍可能存在的影響。工程布置方案選擇，一方面影響工程的可行性及工程投資的估算，另一方面方案本身也需要獲得各主管部門的認可。因此設計單位表達工程平面布置及對周邊環境設施的影響，對于主管部門科學決策至關重要。以往類似工程，一般采用彩色平面及二維地形布置來展現工程平面布置方案。該過程往往需要2次以上的協調會議、多部門的單獨介紹，才能讓各部門對工程建設有充分的理解，形成巨大的溝通成本?，F行的二維概化模型既是便捷的計算及設計表達形式，也是設計人員的天然技術屏障，把非技術人員隔絕在外，其中就可能包括非行業內的行政領導及決策層。本工程中BIM技術的應用，是在傳統二維圖紙表達設計成果的基礎上，利用Infraworks軟件構建環境模型，包括橋梁、房屋、道路、河道、堤防、市政管線等模型；利用Revit軟件建立構筑物模型，包括新建泵站、現有水閘、上下游連接段、新建橋梁、上部廠房等構筑物模型。利用Infraworks將環境模型與構筑物模型整合后，形成工程前期的數字沙盤模型，以可視化的形式呈現水利工程、規劃文件、建設地塊信息、地形數據、管網信息、地貌信息等?；诒竟こ痰臄底稚潮P模型，各方獲取各自所需的信息，了解工程建設的影響范圍，選擇符合各方要求的平面布置方案。由此可見，BIM技術的應用在本工程前期咨詢階段，節約工程前期的溝通成本，提高決策質量，體現了其可視化的優勢，多專業的融入也是其協同化工作理念的呈現。

2.2方案設計階段

目前展示設計方案的方式有2種，一種為CAD圖紙，一種為效果圖。傳統的CAD圖紙信息量富集程度低，易受限于圖面及設計人員水平，表達一個簡單的三維體，至少需要3張圖、3個視角，改動的工作量也十分巨大，而且非技術人員往往無法準確理解。效果圖基本是由效果圖公司制作，易受限于效果圖制作人員的技術水平、專業理解及角度，往往無法與真實景象匹配，基本無法展示細節。引入BIM技術采用模型虛擬漫游手段既可保留CAD圖紙的精確性，還能擁有如效果圖般直觀的展示效果。以象山縣下沈港閘改建工程可行性研究階段為例，工程涉及水工、建筑、結構、電氣、自動化、金屬結構、景觀等7大專業，應用Revit軟件構建模型。在Revit中通過共享項目基點，完成全專業模型的整合及拼接。通過Lumion導出類插件，將整合完成后的模型導出為.dae文件，利用Lumion快速渲染軟件讀取.dae文件，設置合理的場景光線信息后，獲得基本接近于真實場景的虛擬漫游環境。根據設計的日常巡查路線錄制過程漫游視頻，即為最真實的可視化設計方案?；诳梢暬脑O計方案及業主運維管理習慣，定制運管設備布置方案、預設房間分隔布置，實現粗獷式設計向精細化設計轉型，功能性設計向人性化設計轉型。運用于仿真漫游中的Revit構筑物模型，通過存儲為.dae、.fbx等中間格式，能夠快速導入Midas、ABAQUS等有限元分析軟件，其模型修改過程較分析計算軟件更為快捷，同時實現模型的多次重復應用，避免分析計算軟件中的重復建模工作。

2.3施工圖設計階段

以某閘站工程為例，由于建筑專業與結構專業溝通不到位，廠房內的聯系主梁布置于管理房中控室落地窗外，橫梁頂高高于中控室樓面1.6m，橫梁本身高度為800cm，施工完成后，管理人員無法通過窗戶觀察廠房內的情況?，F場發現問題后，利用Revit構建工程模型，比較多種改造方案，確保改造方案滿足中控室凈空要求和必要的觀察功能。目前省內施工圖審查主要側重于資質的符合性、施工圖與初設成果的一致性、設計成果安全性、規范性。專業之間的協調性、凈空是否滿足功能需求并不作為必要的檢查項目。在施工圖階段應用BIM技術的碰撞功能，可有效解決這些問題。由Revit構建各專業施工圖階段的模型，在Navisworks軟件中對各專業模型進行碰撞分析，以此調整各專業結構布置，避免專業碰撞發生在施工階段，從而減少設計變更；通過漫游結合實時測量，對建筑物進行凈空檢查，確保各房間設備布置后滿足凈空高度要求。此外，基于Revit模型，通過剖切工具及出圖模塊剖切工程的任意部位，標注后即可實現施工圖階段的剖面圖的繪制。由三維模型可以渲染獲取軸測圖，制圖質量較手繪或CAD制圖更高；模型與圖紙為一體，模型修改圖紙相應自動調整；復雜結構部位可減少繪制時間，可快速獲取任意截面。

2.4施工階段

目前的傳統施工進度安排方法大多為“工序+日期”、簡易橫道圖等，其準確性低、可控性差。運用BIM技術進行施工進度模擬，將二維施工進度計劃與BIM模型進行整合，形成4D進度模擬，便于項目管理人員清晰了解整個工程進度安排，發現每個環節的重點、難點，制定并完善進度計劃，合理安排人力、材料、機械。施工圖階段構建的BIM模型具有結構體的完整幾何信息，軟件可通過布爾運算獲取結構體的體積、表面積等幾何信息，通過設置可編輯參數，標記結構的分部分項信息，幾何信息與分部分項信息組合掛接，由材質提取明細表，自動生成工程量表?；趯С龅墓こ塘勘韱危梢酝ㄟ^Excel中的VBA二次開發插件，計算工程所需的人、材、機，關聯施工進度與工程量，指導施工單位合理安排。同時，也可以利用BIM對施工方案進行模擬。以漾山路江閘站改造工程為例，該工程是將單向排澇泵站改為灌溉排澇雙向泵站，利用BIM構建工程現有結構的模型，體現工程需要改造的結構部位，利用BIM軟件自帶的階段化模擬期，整合改造過程中的各階段的模型，附加建造過程、施工工序、施工工藝等信息，利用視頻編輯軟件，進行施工過程的可視化模擬。因此，施工方案的BIM模擬，相較于傳統的施工進度安排方法，成果直觀、設計思想明確清晰，易于溝通表達。另外，還可利用BIM技術更好地實現文明標準化工地布置。利用文明標準化工地標準構建族，構建不同階段的施工場地模型，在工地正式建設布置前預演場地布置，合理優化施工進場道路、材料堆放布置、施工機械布置，安全措施設置等。相較于傳統的CAD布置，利用場地布置與現場地形更為貼近，空間關系更加直觀。

3結語

BIM技術作為新興的工程數字化技術，根據工程各階段的側重點不同，其應用重點也不同。前期咨詢階段，可利用BIM技術的可視化和協調性，輔助業主進行科學決策；設計階段，利用BIM模型的可優化性、模擬性，促進粗獷式設計向精細化設計轉變，二維設計向三維正向設計轉變；施工階段，可利用BIM模型的參數性、模擬性，控制施工期成本，合理安排施工工序。實際應用過程中發現BIM軟件與傳統設計軟件有較大的差別，存在著較大的學習成本，但其價值也十分明顯，值得在水利工程建設中運用推廣。