張?zhí)? 楊明珠 秦云輝

摘 要：水利工程作為民生工程，其工程質(zhì)量受多方面的重視。BIM技術(shù)的發(fā)展和使用為水利工程提供了便利，使整個水利工程建設(shè)效率和質(zhì)量都得到了提高。本文分析了BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)勢和限制，展望了BIM技術(shù)在水利工程領(lǐng)域的廣闊發(fā)展前景，為BIM技術(shù)的推廣提供借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);水利工程;應(yīng)用

中圖分類號：TV541文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）29-0091-02

Abstract： As a people's livelihood project， the quality of water conservancy projects has received many attentions. The development and use of BIM technology has provided convenience for water conservancy projects and improved the efficiency and quality of the entire water conservancy project. This paper analyzed the application status， advantages and limitations of BIM technology in water conservancy projects， looked forward to the broad development prospects of BIM technology in water conservancy projects， and provided reference for the promotion of BIM technology.

Keywords： BIM technology;hydraulic engineering;application

隨著我國水利行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)代水利工程施工難度、信息溝通量、工程量和復雜程度不斷增長。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的出現(xiàn)為這些問題的解決提供了新思路和新方法。BIM不是一個軟件而是一種理念，能滲透到工程的整個生命周期，進一步減少成本和容錯率，提高整個水利工程建設(shè)效率和質(zhì)量。BIM技術(shù)使水利信息化逐漸得到完善，設(shè)計理念和方案可行度更高[1]。BIM技術(shù)在我國水利工程中的應(yīng)用還處于初級階段，還有很大的使用空間，人們需要進一步研究和發(fā)掘，發(fā)揮BIM技術(shù)的最大價值，加快水利行業(yè)的快速發(fā)展。

1 BIM技術(shù)在我國水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在水利水電行業(yè)中，BIM技術(shù)應(yīng)用起步較晚，普及和應(yīng)用的程度比較低。在我國，BIM技術(shù)大都應(yīng)用于大型設(shè)計院，其基本上都成立了BIM研究團隊，而一些小型設(shè)計院也開始嘗試BIM技術(shù)與傳統(tǒng)二維設(shè)計相結(jié)合的設(shè)計方式?！笆濉币?guī)劃明確要求加快推進水利工程建設(shè)的信息化，到2020年，所有參與設(shè)計、建設(shè)的建筑工程項目企業(yè)必須具有應(yīng)用BIM技術(shù)的能力。2017年，水利水電BIM聯(lián)盟在中國水利水電勘測設(shè)計協(xié)會的領(lǐng)導下組織編制了《水利水電 BIM標準體系》，有力地促進了BIM的發(fā)展應(yīng)用。BIM技術(shù)在我國水利行業(yè)主要應(yīng)用于工程項目設(shè)計階段，只有一部分項目使用BIM技術(shù)，其主要應(yīng)用在規(guī)模龐大、地形復雜、施工技術(shù)難度大的水利工程項目中[2]，如向家壩水電站、糯扎渡水電站、白鶴灘水電站、錦屏二級水電站、溪洛渡水電站等工程。每個水利工程都有其唯一性，在有關(guān)工作人員和專家的努力下，BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用發(fā)展有了顯著的進步。

2 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可視化

BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖこ膛c設(shè)計參數(shù)相結(jié)合，形成一個三維立體的信息模型。三維模型將復雜的水利工程項目直觀化，可以有效地彌補二維圖紙的缺陷，三維模型可以為制圖者與識圖者提供更直觀的視覺效果，讓設(shè)計者用更高效的方法傳遞設(shè)計思路與意圖。在傳統(tǒng)的二維平面圖中，部分參數(shù)和管理的認識不足會導致返工，而BIM技術(shù)可以大大減少這種現(xiàn)象。BIM技術(shù)具有可視化的特點，可以充分利用設(shè)計模型和行為模型一體化的工程內(nèi)容，為工程項目建設(shè)提供更加方便的實踐溝通工具。

2.2 協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性對于水利工程項目來說是重中之重。水利項目結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)計專業(yè)廣。傳統(tǒng)的設(shè)計是各個專業(yè)獨立設(shè)計，缺乏專業(yè)間的交流，經(jīng)常出現(xiàn)問題，因此會影響設(shè)計周期，耽誤工期。而BIM模型包含各個專業(yè)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，讓設(shè)計師能在一個數(shù)據(jù)環(huán)境下作業(yè)，設(shè)計師可以將本專業(yè)的設(shè)計成果及理念展現(xiàn)在模型中，讓其他專業(yè)的設(shè)計師參考，發(fā)現(xiàn)問題，及時協(xié)商。BIM的協(xié)調(diào)性使得各個專業(yè)的人可以做到事前商量，大大提高了工作效率。

2.3 模擬性

數(shù)據(jù)與可視化模型結(jié)合，通過可視化模型，數(shù)據(jù)與現(xiàn)實世界被連接在一起。BIM技術(shù)通過虛擬的三維模型和集成數(shù)據(jù)進行工程的設(shè)計、建造和運營維護。集成在模型上的數(shù)據(jù)是核心，但要產(chǎn)生價值，人們需要可視化的載體，即三維模型，一切從模型出發(fā)來反映工程實際問題，保證數(shù)據(jù)與模型的同步一致性，最終使用數(shù)據(jù)來解決實際問題。通過協(xié)同平臺進行的施工模擬及演示，預測后期施工可能發(fā)生的問題和變更，BIM模型可在建筑物建造前期對各專業(yè)的碰撞問題進行協(xié)調(diào)，提供協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，保持模型的統(tǒng)一性。

2.4 優(yōu)化性

水利工程建筑物的復雜程度大多超過參與人員的能力極限，而優(yōu)化通常受信息復雜程度和時間的制約。BIM模型提供了建筑物的實際信息，包括幾何信息、物理信息和規(guī)則信息，還提供了建筑物變化以后的實際存在，幫助設(shè)計人員打破常規(guī)思維。整個設(shè)計、施工、運營的過程就是一個不斷優(yōu)化的過程。

2.5 可出圖性

經(jīng)過優(yōu)化、協(xié)調(diào)和改進，BIM建立的三維模型可以繪制出三維平面圖以及剖面圖、立面圖等各構(gòu)件的二維圖紙，便于施工和施工模擬。BIM模型進行數(shù)據(jù)更改后，對應(yīng)的圖紙尺寸會發(fā)生改變，大大減少了變更產(chǎn)生的工作量，提高了工作效率。

3 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用限制

3.1 模型不通用

水利工程模型大、結(jié)構(gòu)復雜，對系統(tǒng)平臺配置要求高。水利項目并不能直接建模，一般先自建模型的構(gòu)建族，然后根據(jù)項目軸網(wǎng)和標高確定構(gòu)件位置，自行拼裝成模型。設(shè)計單位的模型族庫不會與其他單位共享，模型建立需要大量時間，時間成本過高，不同三維軟件相通性不大，水利建模比房建要復雜得多。

3.2 時間、經(jīng)濟成本高

我國目前使用的BIM軟件大部分從國外引進，適用性有待提高，且軟件對系統(tǒng)平臺配置提出較高的要求，技術(shù)引用成本也高。水利工程項目模型相對復雜，模型建立煩瑣，三維軟件設(shè)計費要高于二維設(shè)計，設(shè)計節(jié)奏慢，同等時間做的項目少，時間成本高，設(shè)計成本增加。很多設(shè)計人員沒有充分掌握BIM技術(shù)，無法擺脫對傳統(tǒng)水利工程設(shè)計施工的依賴，并不能將BIM技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮到最大，BIM技術(shù)無法在短期內(nèi)產(chǎn)生經(jīng)濟效益，短期投資回報率低[2]。

4 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計階段

設(shè)計階段，BIM技術(shù)側(cè)重于精準建立和完善三維模型[2]。BIM技術(shù)用三維承載信息的模型取代二維圖紙，能生成立面圖紙和二維剖面圖紙，重點細化關(guān)鍵點的圖紙。三維設(shè)計軟件可以詳細地統(tǒng)計材料用量，這些數(shù)據(jù)在設(shè)計完成后可以一鍵生成，有工程量就可以出造價。施工模擬可以為后期施工和管理環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)問題時，及時更改模型信息，同時更改施工圖紙和工程量，減少設(shè)計變更，提高了水利設(shè)計人員的工作效率。

4.2 施工階段

水利工程技術(shù)要求高、涉及環(huán)節(jié)多、施工工藝復雜，一般難以保證工程質(zhì)量。為有效指導現(xiàn)場工人科學有序地施工，有必要運用BIM技術(shù)對項目關(guān)鍵節(jié)點進行施工放樣。BIM技術(shù)可以使施工人員及時了解水利工程的整體概況、施工工藝、構(gòu)造形式及工程進度等[2]。施工前期，利用BIM模型信息，做施工進度預測，提前發(fā)現(xiàn)施工中潛在的問題，要及時解決問題，降低因施工返修與整改造成的經(jīng)濟損失，可以根據(jù)模擬合理規(guī)劃施工細節(jié)。同時，要盡可能縮短工期、減少返工和提高工程質(zhì)量，為水利工程的后期運營管理和施工交底提供保障。

5 結(jié)語

水利工程具有規(guī)模大、多方參與、多專業(yè)協(xié)同、施工技術(shù)難度大、生命周期長等特點[2]。BIM作為一種全新的設(shè)計方式，在水利工程設(shè)計中取得了豐碩的成果，發(fā)揮了三維建模和全過程管理的優(yōu)勢。盡管BIM技術(shù)限制與優(yōu)勢共存，但隨著經(jīng)驗的積累，BIM技術(shù)仍能發(fā)揮強大的優(yōu)勢，提高水電行業(yè)設(shè)計效率，減少設(shè)計錯誤，提升設(shè)計質(zhì)量。

參考文獻：

[1]張學森，黃琳琳.BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2018（13）：151-152.

[2]李建.基于BIM技術(shù)在水利工程中的運用研究[J].黑龍江水利科技，2019（5）：171-173.