曾志強(qiáng)

廣東南方建設(shè)集團(tuán)有限公司廣州分公司 廣東 廣州 510000

水利工程的施工管理是工程建設(shè)過程中至關(guān)重要的一環(huán)，施工管理的質(zhì)量直接關(guān)系到工程的質(zhì)量和進(jìn)度。然而，在傳統(tǒng)的施工管理模式下，存在著協(xié)同不足、信息孤島等問題，這使得施工管理效率低下、成本高昂、質(zhì)量難以保障。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和信息化水平的不斷提升，基于BIM技術(shù)的施工全過程協(xié)同管理已經(jīng)成為了一種有效的解決方案。因此，本文旨在研究基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方法，以提高施工管理效率、降低施工成本、提高工程質(zhì)量，具有重要的理論與實(shí)踐意義。通過案例分析法的驗(yàn)證，本文提出的管理方案具有較好的可行性和推廣價(jià)值，可以為水利工程施工管理提供有益的參考和借鑒。

1 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

1.1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)（Building Information Modeling）是一種以數(shù)字化建筑信息為基礎(chǔ)的、綜合運(yùn)用建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等工程學(xué)科的技術(shù)，其核心是以三維模型為基礎(chǔ)，整合建筑工程各專業(yè)領(lǐng)域的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程全生命周期的可視化、數(shù)字化和協(xié)同化管理。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高建筑工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的效率，降低工程成本，減少工程設(shè)計(jì)和施工中的錯(cuò)誤和沖突。BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，而在水利工程領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注。BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用包括但不限于水庫、水閘、泵站、輸水管道等工程領(lǐng)域[1]。在水利工程領(lǐng)域，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提高設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的效率，降低水利工程建設(shè)成本，同時(shí)也能夠幫助解決施工管理中存在的協(xié)同不足、信息孤島等問題。

1.2 BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用日益廣泛，可以實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)全生命周期的數(shù)字化管理，包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維模型的建立，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行碰撞檢查和協(xié)同設(shè)計(jì)；在施工階段，BIM技術(shù)可以輔助工人進(jìn)行施工模擬、施工過程優(yōu)化等工作；在運(yùn)維階段，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)施的數(shù)據(jù)化管理、維修保養(yǎng)等。此外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)與其他工程軟件的集成，以提高工程管理效率和數(shù)據(jù)的互通性。雖然在水利工程中應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成果，但在實(shí)踐中還需要進(jìn)一步完善和推廣。

1.3 BIM技術(shù)在水利工程中存在的問題

在水利工程中應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，也存在一些問題。首先，BIM技術(shù)需要建立一個(gè)大量的、詳細(xì)的三維模型，需要大量的人力、物力和財(cái)力投入。其次，由于水利工程項(xiàng)目的特殊性，BIM技術(shù)在處理一些復(fù)雜的水文、地質(zhì)條件時(shí)仍然存在一定的困難，對(duì)數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確性的要求較高。此外，由于水利工程通常涉及到多個(gè)參與方，因此在BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，不同參與方之間需要進(jìn)行信息的共享和協(xié)同，但是信息共享機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)尚未得到完善，導(dǎo)致協(xié)同效果不佳。最后，由于BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用還處于起步階段，目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠成熟，需要進(jìn)一步完善和發(fā)展。因此，在使用BIM技術(shù)進(jìn)行水利工程施工全過程協(xié)同管理的過程中，需要認(rèn)真分析和解決這些問題，確保技術(shù)的有效應(yīng)用。

2 基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方案

2.1 協(xié)同管理的概念與原則

協(xié)同管理是指通過協(xié)同合作的方式，整合工程施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的資源，充分發(fā)揮各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到施工全過程高效、協(xié)調(diào)、協(xié)同的目標(biāo)。在水利工程施工過程中，協(xié)同管理是提高施工質(zhì)量和效率的重要手段。基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方案，主要采用以下協(xié)同管理原則：

（1）整合資源，優(yōu)化配合。協(xié)同管理需要整合各方資源，包括設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、供應(yīng)商等，通過協(xié)作，充分利用各方的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化配合，協(xié)調(diào)各方工作流程，提高施工效率。

（2）信息共享，實(shí)現(xiàn)協(xié)同。在協(xié)同管理中，BIM技術(shù)可以幫助各方實(shí)現(xiàn)信息共享，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，各方通過共享信息，可以了解整個(gè)施工過程的情況，做出協(xié)調(diào)和調(diào)整。

（3）明確責(zé)任，分工協(xié)作。協(xié)同管理需要明確各方的責(zé)任和分工，通過分工協(xié)作，實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理。各方需要明確自己的任務(wù)和職責(zé)，同時(shí)要密切協(xié)作，互相支持和幫助，達(dá)到協(xié)同管理的目的。

（4）風(fēng)險(xiǎn)管理，實(shí)現(xiàn)安全施工。協(xié)同管理需要重視風(fēng)險(xiǎn)管理，通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，實(shí)現(xiàn)安全施工。各方需要了解風(fēng)險(xiǎn)的來源和可能造成的影響，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，確保施工的安全和順利進(jìn)行。

2.2 基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理流程

為了實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理，本文提出了一套流程，包括以下步驟：

第一步，項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要確定項(xiàng)目管理目標(biāo)和要求，建立BIM模型和管理平臺(tái)。同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要收集項(xiàng)目信息，包括設(shè)計(jì)文件、施工文件、供應(yīng)商信息等。

第二步，設(shè)計(jì)階段，BIM模型用于協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方案和優(yōu)化方案。施工管理團(tuán)隊(duì)需利用BIM模型對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行模擬和分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，提出優(yōu)化建議，以便后續(xù)的施工。

第三步，采購階段，BIM模型用于優(yōu)化物料采購和供應(yīng)鏈管理。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要與供應(yīng)商進(jìn)行溝通，確認(rèn)材料的供應(yīng)周期、數(shù)量和質(zhì)量，并將這些信息添加到BIM模型中。

第四步，施工階段，BIM模型用于指導(dǎo)和監(jiān)督施工過程。施工管理團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)BIM模型中的信息和數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工現(xiàn)場的人員，保證施工按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，并及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃。

第五步，驗(yàn)收階段，BIM模型用于管理和記錄施工過程中的問題和缺陷。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要利用BIM模型進(jìn)行問題跟蹤和整改，并將驗(yàn)收結(jié)果反饋到BIM模型中。

第六步，竣工階段，BIM模型用于記錄整個(gè)項(xiàng)目的歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要對(duì)BIM模型進(jìn)行歸檔和存檔，以便后續(xù)的項(xiàng)目管理和維護(hù)。

以上流程的實(shí)施需要具備完善的技術(shù)支持和管理制度，同時(shí)也需要項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)的積極參與和溝通配合。通過實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理流程，可以提高工程施工的效率和質(zhì)量，減少項(xiàng)目管理的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理技術(shù)手段

首先，在信息管理方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場各種信息的整合、更新和共享，包括施工圖紙、質(zhì)量檢查記錄、物資清單、施工進(jìn)度等[2]。通過BIM技術(shù)，可以將這些信息整合在一個(gè)平臺(tái)上，方便相關(guān)人員查看和更新，避免了信息孤島和重復(fù)錄入的情況，提高了信息的精準(zhǔn)度和實(shí)時(shí)性。其次，在協(xié)同設(shè)計(jì)方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建模、模擬、優(yōu)化和評(píng)估，從而保證設(shè)計(jì)的合理性和優(yōu)化性。不僅可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下設(shè)計(jì)方案難以理解和溝通的問題，同時(shí)可以將設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工情況進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化，減少設(shè)計(jì)與施工之間的矛盾和糾紛。再次，在協(xié)同施工方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維可視化施工計(jì)劃的制定、施工進(jìn)度的監(jiān)控和調(diào)整、質(zhì)量和安全管理等方面。通過BIM技術(shù)的施工模擬，可以預(yù)測(cè)施工過程中的沖突和協(xié)調(diào)問題，提前發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，避免了施工風(fēng)險(xiǎn)和誤差，提高了施工效率和質(zhì)量。最后，在協(xié)同驗(yàn)收方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工驗(yàn)收數(shù)據(jù)的管理、共享和更新，包括施工圖紙、驗(yàn)收記錄、安全檢查等方面。同時(shí)，可以通過BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)可視化和分析，對(duì)施工質(zhì)量和安全情況進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)估，提高了驗(yàn)收的準(zhǔn)確性和全面性。

3 基于案例分析的驗(yàn)證與實(shí)現(xiàn)

3.1 工程概述

廣州市白云區(qū)江高鎮(zhèn)崗東排澇站改建工程，范圍地處南亞熱帶，屬典型的季風(fēng)海洋氣候。由于背山面海，海洋性氣候特別顯著，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、夏季長、霜期短等氣候特征。屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，多年平均降雨量1650mm，變化范圍在1620-1680mm之間，變差系數(shù)為0.21，多年平均河川徑流量為30.49億m3。年內(nèi)降雨分配不均，雨量集中在4-9月，約占全年雨量的80.3%，降雨強(qiáng)度大，易發(fā)生洪澇災(zāi)害；10月至次年3月雨量稀少，常出現(xiàn)春旱。項(xiàng)目主要任務(wù)是對(duì)原有的排澇站進(jìn)行升級(jí)改造，提高排澇站的排水能力和安全性，項(xiàng)目總投資為3000萬元，建設(shè)周期為18個(gè)月。在該項(xiàng)目中，采用了基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方案，包括設(shè)計(jì)方案的BIM模型構(gòu)建、施工計(jì)劃的制定與優(yōu)化、施工現(xiàn)場的協(xié)同管理等環(huán)節(jié)。其中，BIM技術(shù)在施工計(jì)劃制定和施工現(xiàn)場管理環(huán)節(jié)的應(yīng)用較為突出，為工程的快速推進(jìn)和高效管理提供了有力保障。

3.2 基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理實(shí)現(xiàn)

在本項(xiàng)目中，首先利用BIM技術(shù)對(duì)原有排澇站進(jìn)行建模，并對(duì)模型進(jìn)行了優(yōu)化和完善。在施工計(jì)劃制定環(huán)節(jié)，根據(jù)模型構(gòu)建的施工信息，運(yùn)用3D可視化技術(shù)，結(jié)合相關(guān)施工管理軟件，實(shí)現(xiàn)了施工計(jì)劃的制定和優(yōu)化。通過對(duì)施工計(jì)劃的不斷調(diào)整和優(yōu)化，有效避免了施工過程中的沖突和誤差，并確保了施工的順利進(jìn)行。具體如表1所示。

表1 BIM技術(shù)在施工計(jì)劃制定和優(yōu)化中的應(yīng)用情況

表1展示了BIM技術(shù)在施工計(jì)劃制定和優(yōu)化中的應(yīng)用情況，通過BIM模型構(gòu)建和優(yōu)化，施工信息得到了完整地整合和歸納，使得施工計(jì)劃制定時(shí)，可以更準(zhǔn)確地反映施工實(shí)際情況，減少了計(jì)劃中的沖突和誤差。而3D可視化技術(shù)則提供了直觀的施工計(jì)劃展示和交流方式，使得各參與方能夠更加清晰地了解施工計(jì)劃，進(jìn)一步減少了計(jì)劃調(diào)整和優(yōu)化的時(shí)間和成本。施工管理軟件則提供了靈活的計(jì)劃優(yōu)化方法，可以根據(jù)實(shí)際施工情況不斷調(diào)整計(jì)劃，提高施工效率。

在施工現(xiàn)場管理環(huán)節(jié)，將BIM模型與施工現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和管理，將各個(gè)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，以便及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，提高施工效率和質(zhì)量。通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場各方的協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方之間的信息共享和交流，促進(jìn)了工程的順利推進(jìn)。具體如表2所示。

表2 BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場管理中的應(yīng)用情況

表2展示了BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場管理中的應(yīng)用情況。通過BIM模型與施工現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和管理，可以將各個(gè)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，提高施工效率和質(zhì)量[3]。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

通過對(duì)廣州市白云區(qū)江高鎮(zhèn)崗東排澇站改建工程的實(shí)際應(yīng)用，基于BIM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方案在該項(xiàng)目中得到了有效驗(yàn)證。采用該方案，不僅加快了工程進(jìn)度，提高了施工效率和質(zhì)量，還避免了因施工過程中的沖突和誤差造成的額外成本。尤其是在施工現(xiàn)場管理環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)發(fā)揮了重要作用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場各方的協(xié)同管理，促進(jìn)了信息共享和交流，進(jìn)一步提高了施工效率和質(zhì)量。

在BIM模型構(gòu)建階段，需要在模型構(gòu)建前對(duì)原有設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)的質(zhì)量檢查和精細(xì)化處理，以提高模型的精度和完整性。此外，需要專業(yè)的BIM技術(shù)人員負(fù)責(zé)模型構(gòu)建和管理工作，以確保模型的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。在施工現(xiàn)場管理環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和管理，并將各個(gè)施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，以便及時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃，提高施工效率和質(zhì)量。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，在BIM模型構(gòu)建階段，由于原有設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量和精細(xì)化程度不同，對(duì)于一些老舊工程，往往需要耗費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行圖紙的處理和轉(zhuǎn)換，增加了建模成本和時(shí)間成本。此外，由于現(xiàn)場施工環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，BIM模型需要及時(shí)更新和調(diào)整，以保證模型的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。因此，需要配備專業(yè)的BIM技術(shù)人員，并及時(shí)更新BIM模型，以適應(yīng)施工實(shí)際情況的變化。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)可以有效解決水利工程施工中存在的信息孤島和協(xié)同不足等問題，提高施工效率和質(zhì)量，降低施工成本?；贐IM技術(shù)的水利工程施工全過程協(xié)同管理方案的實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)施工過程中各方的有效溝通和協(xié)同，從而有效減少誤差和風(fēng)險(xiǎn)。在未來的研究中，可以進(jìn)一步研究BIM技術(shù)在水利工程施工全過程中的應(yīng)用，尤其是在施工監(jiān)理和質(zhì)量控制方面的應(yīng)用，以提高水利工程的建設(shè)質(zhì)量和效率。同時(shí)，也可以考慮將BIM技術(shù)應(yīng)用于水利工程的運(yùn)維管理中，以進(jìn)一步提升水利工程的維護(hù)水平和可持續(xù)性。