韋武昌，蔣志鵬

(1.賀州學(xué)院，廣西 賀州542899;2.廣西壯族自治區(qū)通信產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司桂林分公司，廣西 桂林541004)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程持續(xù)加快，水利工程在農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)保護(hù)、水資源高效利用和防洪蓄水等方面扮演著重要角色，其現(xiàn)場(chǎng)施工管理直接關(guān)乎水利工程的整體質(zhì)量和安全可靠性，因此，構(gòu)建科學(xué)的水利工程施工管理模式是當(dāng)前研究重點(diǎn)。建筑信息模型(Building Infomnation Model，BIM)是新時(shí)期數(shù)字化技術(shù)的產(chǎn)物，主要原理在于利用數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建水利虛擬工程的三維模型，在此基礎(chǔ)上，建立與現(xiàn)場(chǎng)情況相符或真實(shí)的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，比如施工管理信息、施工進(jìn)度信息、施工材料信息及施工安全管理信息等諸多內(nèi)容。具體而言，基于BIM技術(shù)所構(gòu)建的水利工程信息庫(kù)主要包括建筑物構(gòu)件信息、幾何模型(以三維模型為主)及狀態(tài)信息，同時(shí)，還可以完成非構(gòu)件建筑的狀態(tài)信息，比如施工管理狀態(tài)[1]。因此，基于BIM 技術(shù)視角下構(gòu)建高效的水利工程施工管理模式迫在眉睫。

眾所周知，水利工程現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、地質(zhì)條件較差，設(shè)計(jì)圖紙較為繁多，導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)施工具有明顯差異性。在此現(xiàn)狀背景下，在水利工程領(lǐng)域BIM 技術(shù)作為其建筑信息的模型建構(gòu)載體，可有效實(shí)現(xiàn)水利工程可視化設(shè)計(jì)和狀態(tài)信息整合，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。鑒于此，文章以水利工程施工管理模式研究為切入點(diǎn)，重點(diǎn)聚焦BIM 技術(shù)在施工管理全過程的突出優(yōu)勢(shì)，并以此為契機(jī)，提出適用于水利工程的施工管理模式。

1 BIM 在水利工程施工管理中應(yīng)用的必要性

1.1 可視化需求

現(xiàn)階段，相比于以往水利工程施工設(shè)計(jì)圖紙，BIM 技術(shù)在水利工程施工管理中的應(yīng)用，使得可視化施工信息模型更加直觀、有效和系統(tǒng)，能夠精確反映出水利工程施工管理全過程，同時(shí)，可動(dòng)態(tài)地對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)度信息、施工信息、安全信息進(jìn)行查詢及信息拓展。此外，借助BIM技術(shù)可將水利工程實(shí)際數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為仿真度極高的虛擬模型，施工前、中、后各階段信息要素涵蓋其中，技術(shù)人員可結(jié)合虛擬模型進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙優(yōu)化、技術(shù)討論等，極大程度上促進(jìn)水利工程施工管理的信息交流效率和管理質(zhì)量。鑒于此，BIM 技術(shù)可視化已然成為一種趨勢(shì)，在兼具報(bào)表、效果圖和模型構(gòu)建基礎(chǔ)上，項(xiàng)目在前期設(shè)計(jì)階段、中期施工階段、后期運(yùn)營(yíng)階段的信息交流、決策也可依靠BIM 技術(shù)的可視化特征進(jìn)行。

1.2 模擬性需求

BIM 模型的核心理念就是能夠預(yù)測(cè)并模擬出水利項(xiàng)目所需的施工材料、機(jī)械設(shè)備、工序流程和生產(chǎn)成本以及不確定因素，從而對(duì)施工過程各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化完成，形成“模擬-優(yōu)化-模擬”的閉環(huán)過程，最終目的在于確定最優(yōu)的施工管理方案。在施工前期階段，通過BIM 技術(shù)的熱量模擬、節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、場(chǎng)地布置模擬等功能為項(xiàng)目前期準(zhǔn)備工作創(chuàng)造有利條件。在施工中期階段，BIM 技術(shù)可在三維虛擬模型和發(fā)展時(shí)間的基礎(chǔ)上進(jìn)行4D 模擬，從施工管理模式和組織形式角度進(jìn)行施工模擬，為指導(dǎo)具體的實(shí)際施工提供更加科學(xué)合理的措施。需說明，隨著信息化技術(shù)不斷更新迭代，可在BIM 技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行5D 模擬，主要目的在于施工成本的控制[2]。在投入生產(chǎn)實(shí)踐階段，可對(duì)一些突發(fā)性緊急情況進(jìn)行模擬，做到提前預(yù)防緊急情況的出現(xiàn)。

1.3 協(xié)調(diào)性需求

在水利工程具體建設(shè)過程中，參與方主要有前期勘察設(shè)計(jì)單位、項(xiàng)目主管單位(業(yè)主方)、施工單位、監(jiān)理單位、項(xiàng)目管理單位等參與主體，結(jié)合實(shí)際，需進(jìn)行相互溝通、協(xié)調(diào)和配合，只有這樣方可確保水利工程項(xiàng)目有序開展。但從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，施工過程中由于環(huán)節(jié)諸多且繁瑣，導(dǎo)致各參與主體的相互協(xié)調(diào)存在一定問題，尤其是在協(xié)調(diào)工作中責(zé)任和利益的劃分對(duì)工程項(xiàng)目的工期和質(zhì)量必定會(huì)產(chǎn)生不良影響?；诖?，BIM 模型可在水利過程建設(shè)前積極協(xié)調(diào)各矛盾問題，并將協(xié)調(diào)信息及時(shí)儲(chǔ)存在BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)，技術(shù)人員可利用這一顯著優(yōu)勢(shì)盡可能避免以上問題，減少協(xié)調(diào)工作量。

1.4 集成化需求

BIM 模型最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠整合大量的建筑信息數(shù)據(jù)，同時(shí)，在水利項(xiàng)目施工過程中出現(xiàn)的新信息數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，使得BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)更加豐富。在此基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)水利工程項(xiàng)目施工的進(jìn)度、成本、安全、質(zhì)量等方面信息的集成化，采取此種創(chuàng)新模式，使得施工管理模式更加精細(xì)化和科學(xué)化。具體而言，可動(dòng)態(tài)全程記錄施工管理的詳細(xì)數(shù)據(jù)，以便相關(guān)人員對(duì)水利項(xiàng)目施工工程進(jìn)行針對(duì)性檢查。

2 基于BIM 的水利工程施工管理模式構(gòu)建

2.1 基于BIM 模型的水利工程施工管理模式的總體思路

現(xiàn)階段，水利工程施工過程相比于其他類別建筑施工過程有所差異，其設(shè)計(jì)圖紙較為獨(dú)特且繁多，僅通過專業(yè)人員的詳細(xì)剖析才能了解建筑物三維形態(tài)，同時(shí)，圖紙修改過程周期較長(zhǎng)，協(xié)同過程復(fù)雜，因此，部分建筑過程的施工管理模式并不適用于水利工程。針對(duì)水利工程施工周期長(zhǎng)、工序復(fù)雜、協(xié)調(diào)難度大等問題，作者建議應(yīng)積極引入專業(yè)化BIM 技術(shù)團(tuán)隊(duì)，且水利工程施工管理全過程均有BIM 技術(shù)團(tuán)隊(duì)和管理人員協(xié)調(diào)開展，并以此為契機(jī)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況構(gòu)建工程管理BIM 模型。具體而言，借助所構(gòu)建的BIM 模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工管理優(yōu)化和輔助作業(yè)，對(duì)水利工程的施工前期準(zhǔn)備階段、施工中期階段(施工、竣工)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的工序流程進(jìn)行科學(xué)布局、合理規(guī)劃，確保BIM 模型更加有針對(duì)性地應(yīng)用到施工管理全過程。與此同時(shí)，采取此種方式的實(shí)踐，確保各施工管理環(huán)節(jié)的有效銜接，提高BIM 的應(yīng)用水平，形成局部集成示范，對(duì)類似的水利工程的施工管理模式具有很好的引導(dǎo)作用。本研究所構(gòu)建的基于BIM 模型的水利工程施工應(yīng)用模式主要借鑒徐鈺德等[3]學(xué)者的研究思路，具體應(yīng)用模式見圖1。核心目的在于在水利工程施工管理過程中要確保管理人員和BIM 團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)合作和無縫銜接，從項(xiàng)目前期管理計(jì)劃到中期施工階段，再到竣工結(jié)算明確分工職責(zé)，進(jìn)一步優(yōu)化完善施工管理的各環(huán)節(jié)，形成“模擬-反饋-實(shí)施”管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)成本、質(zhì)量、安全、進(jìn)度等諸多內(nèi)容可視化管理。

圖1 基于BIM 模型的水利工程施工應(yīng)用模式

2.2 建立BIM 模型視角下水利工程施工信息化管理平臺(tái)

基于BIM 模型視角下，水利工程施工信息化管理平臺(tái)是完整、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建水利工程施工信息化管理平臺(tái)，使得工程建筑構(gòu)件參數(shù)化和規(guī)范化，從而實(shí)現(xiàn)水利工程施工管理信息化和技術(shù)信息化。

對(duì)于管理信息化而言，眾所周知，水利工程施工管理過程是一項(xiàng)多方參與主體的協(xié)調(diào)工作。在實(shí)踐過程中，需借助BIM 模型實(shí)現(xiàn)施工管理信息共享和數(shù)據(jù)交換。從某種意義上講，水利工程施工管理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，若各參與主體各自為政，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)“信息孤島”和“信息斷層”等弊端，一定程度上在施工管理全過程周期內(nèi)信息數(shù)據(jù)流失嚴(yán)重，信息共享管理水平較低，因此，建立BIM 模型視角下水利工程施工信息化管理平臺(tái)迫在眉睫。BIM 模型所包含的信息要素可實(shí)現(xiàn)水利工程資源可視化、集成化、虛擬化管理，為工程建設(shè)過程中的信息交換、集成化管理創(chuàng)造有利條件。

對(duì)于技術(shù)信息化而言，水利工程施工管理過程復(fù)雜、施工強(qiáng)度高、工程量大。現(xiàn)階段，我國(guó)水利工程施工管理技術(shù)信息化程度普遍較低。而BIM 模型作為一種將建筑物物理和功能特性進(jìn)行數(shù)據(jù)整合的信息庫(kù)，其在水利工程前期工程設(shè)計(jì)、施工管理等過程中能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集、分析和整合，因此，若想實(shí)現(xiàn)基于BIM 模型的水利工程施工信息化管理平臺(tái)的建立，一方面應(yīng)重點(diǎn)聚焦虛擬的三維可視化模型，同時(shí)也應(yīng)該包括可視化的施工任務(wù)和施工順序。具體而言，這些信息要素的整合對(duì)于施工管理和工作任務(wù)安排以及施工進(jìn)度計(jì)劃的確定將起到至關(guān)重要的作用，與此同時(shí)，BIM 模型應(yīng)包括水利工程建筑物自身定量信息以及關(guān)聯(lián)的成本數(shù)據(jù)庫(kù)，這無疑對(duì)水利工程前期成本控制和進(jìn)度把控極其有利，因此，精細(xì)度級(jí)別越高的BIM 模型，水利工程項(xiàng)目的成本估算越精確。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展，水利工程建設(shè)逐漸成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，因此，如何進(jìn)行構(gòu)建高效的施工管理模式是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)水利工程施工管理模式取得了階段性成果，但也同時(shí)面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，比如施工信息化管理程度低、參與方不協(xié)同，同時(shí)，BIM 模型的研究與應(yīng)用主要集中在水利工程項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)階段，并其施工管理較少且尚不成熟。鑒于此，應(yīng)立足于現(xiàn)狀，結(jié)合可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性及集成化需求，堅(jiān)持以優(yōu)化完善水利工程施工管理模式為根本出發(fā)點(diǎn)，分析了BIM 技術(shù)在水利工程施工管理中應(yīng)用的顯著特點(diǎn)和明顯優(yōu)勢(shì)，在傳統(tǒng)水利工程管理模式基礎(chǔ)上，引入BIM 技術(shù)團(tuán)隊(duì)，提出了適用于水利工程施工管理的應(yīng)用模式，并以此為契機(jī)，建立基于BIM 模型視角下水利工程施工信息化管理平臺(tái)，進(jìn)而為區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供更為強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。