基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程

基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程

郭玉晶

山东宝鼎建设有限公司  山东 滨州  256600

摘要：近年来，水利水电工程在基础规模不断扩大，结构形式更加复杂，依靠CAD技术开展工程施工建设已难以满足工程建设使用需求。此外，水利水电工程施工受影响因素较多，容易出现工程安全事故，需要对整体建设的优化与调整，满足水利水电工程建设的使用。而通过使用BIM技术，依靠项目设计参数进行工程模拟建设，实现项目信息的整合处理，便于工程项目管理人员时刻了解工程建设的进度，针对性地做好工程建设的协调工作，提升整体工程建设的质量效率。

关键词：BIM；水利工程；施工管理模式

一、BIM技术特点

通过数字转换技术和一系列功能软件，BIM技术能够有机整个工程项目的各种信息，并以可视化、多维度、多功能立体模型实现展示。BIM模型能够结合项目参建主体和不同阶段实际要求，综合各类信息实现资源的实时共享，快速有效的更新、修改、插入、提取项目信息。BIM模型相对于传统的CAD图，既能实现三维空间表达又能引入安全管理、造价、时间等其它微度信息。

1.模拟碰撞与优化。实现水利工程多方位、全过程模拟是BIM模型的基本功能，主要包括建筑物或构件、平面布置、施工进度以及后期修建管理等模拟。通过直观的模拟碰撞和优化项目管理等，实现问题的及早发现和施工成本、工期、质量的科学控制。

2.立体可视化。在系统整合项目信息的基础上，结合施工特点构建能够全部可视化的三维或四维BIM模型。各参建主体利用共享平台登录系统终端，可以直观地看到建筑物或构件成型后的形态，通过及时有效的沟通大大降低信息传递误差率，减少在二维和三维转化过程中拟建建筑物或成品、二维图纸、三维建筑施工等信息传递环节。

3.贯穿项目全生命周期。在建模软件和应用标准保持不变的情况下，规划设计、建设施工、运营维护等全生命周期内可以使用同一BIM模型，各参建主体按照目标要求和具体情况可以适当的修改模型，以此实现全方位、全历程的模拟设计。

BIM技术的实现是以一系列操作软件在相应标准下协同完成的，由此达到维护、管理、施工、设计等多信息共享和传递，该过程并非一款软件所能实现的。采用REVIT等软件建立模型，经一系列转化处理和可视化设计输出图像，从而实现项目信息集成、成本核算、设计模拟、能耗计算等。

二、水利工程施工特点

1.影响因素多

水利工程绝大多数建于大江大河和崇山峻岭上，水文气象、地形地貌、地质条件等自然因素对施工建设的影响较大。

2.设计部门多

水利工程建设涉及生态环境、工程技术、城乡规划、经济发展、社会政治、财政金融、居民生活等经济社会各方面，牵涉到的行业和部门较多，这也是水利工程的典型特征。

3.施工条件较复杂

大多数水工建筑物都会受到水的渗透力、冲刷力、推力、浮力等作用，且水利工程运行大多处于水文地质、气候条件等因素无法准确把握的情况下，工程运行和施工条件整体复杂。

4.质量要求高

水利工程的施工条件复杂且附属工程多，加之一旦失事将会带来难以估计的经济损失，所以具有更高的施工质量要求。

5.政府参与多

水利工程建设周期长，资金投入规模大，工程建设具有重大的经济和社会意义，对当地以及国家都具有深远的影响，所以水利工程建设大多属于政府投资行为。

三、BIM技术在水利水电工程施工中的应用分析
　　1.施工模型的建立及临建规划
　　在水利水电工程建设施工前，由设计单位为工程项目提供完整的BIM建设模型，施工单位可依据施工模型对施工现场进行详细勘察，了解施工现场周围环境，并将相关信息资料在BIM模型中进行体现，形成原始的建设地形。施工单位可依据数据模型对整体工程建设重点部位进行划分，使相应的辅助基础建设与整体工程建设保持一致，提升整体工程空间的使用效率，使整个施工现场建设更加高效有序。
　　2.深化设计与施工方案模拟
　　水利工程建设项目施工的关键包括坝体、阀门以及工作室等内容。第一，使用BIM建模在深化设计阶段，要将各种标准规范进行完善，依据水利工程建设使用的实际用途，使整体模型构建更具备有针对性。第二，为了确保水利工程模型的建模质量，需要对相关施工材料进行查阅，明确相关材质的性能结构对于特殊情况的施工材料，需要在设计图纸中进行精确标明，并将相关信息进行收集和整理。第三，水利工程施工建设周期较长，应采取单独设计的策略，依照施工设计的实际需求将构建模型进行拼装，以确保BIM建模的准确性。第四，在BIM模型建设处理完成后，做好形状、大小、坐标等信息的描述工作，确保BIM建筑模型。构图与设计图纸保持一致，避免出现误差。第五，对设计模型进行仔细核查，在确保模型参数无误后，方可进行施工方案的设计。
　　3.施工质量管理
　　BIM技术的使用，便于施工管理人员对施工过程中的问题进行记录，通过数据传输的方式，反馈与BIM数据模型，帮助施工管理人员尽早掌握施工的实际情况，了解问题发生对整体工程质量造成的影响，对后期工程施工建设造成的连锁隐患，以便于工程技术人员及时进行问题排查。在材料管理过程中，可依靠BIM技术进行施工阶段的材料用量计算，便于采购部门制定采购计划，明确采购条件以及采购上限，有利于采购部门依据市场价格波动，做好材料采购、进场、运输等工作，避免建筑材料的二次搬运，挤压库存等情况的发生。若因施工质量问题所导致采购材料的变更，可依据BIM施工技术要求进行调整，提升采购部门的反应时间，保障后期工程建设的有序开展。

　　4.施工进度管理
　　在整体水利工程施工建设阶段，影响水利工程进度的因素较多，涉及面较广。在此情况下，对于施工进度的管理，通常采用简化合并、经验估算的方法，若将BIM施工技术与传统水利工程施工进度管理工作方式结合，立足于BIM技术的3D模型与进度信息管控，形成4D管理模式。即依照工程进度和工序要求，在规定时间内，直观地体现出施工进度计划与现场施工实际，为管理人员优化方案，调整各个部门的施工安排，调集工程资源进行施工进度赶工等方面有着重要的意义，确保了整体施工进度管理，处于可控高效的状态。
　　5.施工成本管理
　　BIM技术在工程应用较为成熟，对于水利工程建设而言，由于其施工结构复杂，使用BIM技术进行成本管理工作带来了一定的困难。但随着BIM技术的发展应用，其功能得到了不断地优化，在水利工程施工过程中，通过采用工程计量的方式，使得BIM成本管控的优势得以体现。由于BIM技术拥有庞大的信息数据库，使用3D空间与进度控制技术，可实现对工程建设数据信息的实时收集，依靠BIM系统对数据信息进行汇集、分析、研判，快速计算出工程施工成本和预算工程的动态查询以及相关项目的统计工作，始终确保工程施工预算处于可控范围之内，通过精准的管理方式减少物资消耗情况，以降低工程建设的成本。
　　结束语

近年来，随着水利部门的大力推广和一系列支持政策的出台，BIM技术被越来越多的应用于水利工程领域。近期大批重点工程试点对应用BIM技术给出了具体要求，将BIM技术应用于水利工程中既能明显提升工作效率，又能更加精确、细致地控制各个施工阶段和过程，彻底转变以往企业不重技术、只重经验的现象，更好更快的促进水利施工技术的完善和发展。

参考文献

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作者简介：郭玉晶(1987.10-)，女，汉族，山东滨州，大学本科，工程师，研究方向：水利工程施工。