摘 要：随着计算机技术在社会各行业中影响力的拓展，对BIM技术的应用与模式构建也已经成为当今水利工程项目施工的重要发展趋势，是水利工程实现时代化创新的必然之举。本文笔者根据工作实践经验对BIM在水利水电工程施工中的应用进行了分析探讨。
关键词：水利水电工程；施工；BIM；应用
1 BIM 技术的应用可行性分析
建筑信息模型，指借助计算机技术，以及相关软件，建立建筑物的仿真模型。利用仿真模型，体现实际建筑物各部分结构的一项技术。与传统的建筑设计技术相比，BIM 技术的可视化水平更高、信息传播速度更快，优势显著。目前，BIM 技术，已被广泛应用到了土建工程的各个领域，且其应用效果及价值，已经得到了证实。水利工程的建设难度较大，将 BIM 技术应用到工程施工方案的设计，以及工程施工管理过程中。施工人员可借助三维模型，充分了解建筑物各本部分结构所处的位置。且能够在系统数据库中，调取相关的设计参数。利用上述信息进行施工，对工程施工难度的降低，具有重要价值。可见，将 BIM 技术应用到水利工程的设计以及施工过程中，具有一定的可行性。
BIM 技术实质上是一项三维施工模拟技术，因为当前的工程施工领域也在不断实现信息化和数字化，BIM 技术就是数字化的重要体现，它主要提取工程建设中的各项数据采集并对其进行加工处理，最终以三维信息模型的形式展现出现，从而实现工程的可视化施工，有效提升工作效率。BIM 技术的价值主要体现在以下几个方面：首先，三维化的项目信息管理可以为施工人员提供直观真实的施工区域画面，让其对工程状况有一个详细的了解；其次，创建 BIM 数据库可以提升施工预算的进度，从而节省一些不必要的人力财力消耗，数据库在采集了相关信息之后，可以自动实现项目计划与实际施工过程中的资源消耗情况和资金花费等多算对比，管理者可以随时了解项目建设是否超出预算，材料是否足够，有效进行成本风险管控；再有，工程管理者可以很方便地得到准确的工程建设数据，制定更加精细和准确的计划，避免资源浪费；此外，三维可视化是BIM技术最直观的亮点，可以及时发现项目建设计划中不合理的地方，并及时更改，减少施工可能会造成的错误或者危险隐患，确保水利工程质量。
2 BIM 技术在水利工程技术中应用
2.1 基于地形 BIM 模型的土方量计算
土方量计算是水利工程施工的重要前提，其数据结果要为工程预算、施工设计和施工现场安排提供参考。由于水利工程建设一般挖填土方量较大，并且地形复杂，所以土方量计算的精度将直接影响工程量，如若使用数字地形模型，不仅可以直观感受施工场地的三维效果，而且能够快速实现土方计算、纵横断面绘制等功能。计算土方量就是要计算施工区域内设计标高和地面实测标高之间的挖填土方体积。BIM 提供的计算方法可以实现与实际地形情况完全吻合的效果，通过设计和绘制曲面模型，两个空间的三维曲面会产生交点并汇成连线，这就是需要开挖或者回填的区域，基于地形 BIM 模型的土方量计算设计和绘制出来的曲面是动态关联的，所以在选择方案的过程中要在模型基础上快速进行实验，准确计算开挖或者回填的量，从而确立最佳的施工方案。
2.2 水利工程枢纽布置 BIM 模型的应用
施工场地的布局与水利工程樞纽布置之间的关系是密不可分的，水利工程枢纽布置的核心就是确定各个建筑物在平面和高程上的位置，这对于寻找最佳临时设施，让现场工作人员和设备之间的运距最小化具有重要意义，有利于节省工程量、方便施工，从而缩短工期。水利枢纽工程布置本身是一项系统性的工程，一般的确定算法是不足以满足工程建设需要的，必须要在全面分析工程状况的条件下，进行方案的比较选择。在这个阶段，要建立各水工建筑物的 BIM 模型，结合地形形成相对完整的项目总体布局，让决策者直观了解各建筑物之间的制约关系，而且给予 BIM 模型，可在空间位置上对于不合理的部分做出及时修正。
3 BIM 技术在水利工程施工管理中应用
本部分以某水利工程为例，对 BIM 技术的应用方法进行了探讨，并对技术的应用效果进行了观察。
3.1 工程概况
本工程为水利枢纽建设工程，工程建设的目的，一方面在于改善周围区域的自然环境，一方面在于提高水上交通的畅通性。本工程位于国内某地，项目为单线单级 2000t 船闸，设计水头为 8.40m。为确保水利枢纽中船闸的性能能够有效发挥，应将进水口、船闸室，以及船闸首等多个结构，全部体现在设计图纸中，以供施工人员予以参考。本工程船闸的建设开工时间为 2014 年 5 月，待建设的船闸总长度，为 3.0m，工期为 28 个月。为在确保工程质量能够达标的基础上，使工程能够在工期内顺利完成。本工程考虑一改以往的“二维图纸设计模式”，为“BIM 模型”，以提高工程的使用效率及质量。
3.2 应用方案
3.2.1 图纸设计
工程施工的过程，均需严格按照图纸而进行。因此，一旦图纸出现错误，或部分参数标注不明，则工程工期及施工质量，必然会受到一定的影响。对此，本工程将 BIM 技术应用到了图纸设计过程中，有效解决了上述问题。图纸设计过程中，BIM 技术的应用方法如下：（1）调取工程勘察所得到的资料，作为图纸设计的主要参考指标。（2）将工程的各项参数，以及工程勘察资料，输入至 BIM系统中。利用系统的功能，建立船闸的三维模型。（3）为避免模型各构件之间发生碰撞，对工程的质量造成影响。可利用 BIM 技术，进行碰撞检查。确保无碰撞问题后，既可应用该图纸进行施工。
3.2.2 施工规划
为避免工程无法在工期内完成，本工程将 BIM 技术应用到了施工规划的过程中。通过运行模型的途径，对当前施工方案下工程的工期进行了观察。BIM 技术在施工规划中的应用方法如下：（1）利用 BIM 的模型功能，结合建好的 3D 模型，制作“施工动画”。（2）检查施工动画是否存在参数方面的异常，确保动画能够最大程度模拟实际的施工流程。（3）运行动画，观察工程的工期。动画运行完成后，如发现工程的实际施工时间，无超过工期的风险。则表明最初所设计的施工方案，能够满足工程要求。此时，根据最初方案的规划情况展开施工既可。
3.3 工程管理
将 BIM 技术应用到工程管理过程中，能够及时发现工程施工过程中存在的问题（如：工期延误、参数误差等）。进而及时采取措施，使问题得到解决，提高工程的施工质量。本工程中，BIM 技术在工程管理中的应用方法如下：（1）工程施工过程中，每完成一个环节，有关人员既需将该环节记录到 BIM 系统数据库当中，供管理人员所用。（2）工程管理人员应每日对 BIM 系统中新的数据进行观察及分析，判断工程的施工速度以及质量，是否与设计相符。如发现存在施工速度过慢的问题，则需在未来进一步提高施工速度，避免工程出现超工期的风险。
3.4 应用效果
工程施工完成后，通过对工程质量及工期等情况的观察发现：（1）本工程实际工期为 23 个月，处于工期要求范围内。表明，BIM 技术的应用，有效提高了施工效率。（2）本工程施工人员按照 BIM 模型进行施工，难度显著下降。（3）本工程预计施工成本为 18.5 亿元，施工结算发现，工程实际施工成本为 16.2亿元。表明，BIM 技术的应用，有效降低了水利工程的施工成本。（4）工程投入使用至今，未见任何病害发生，表明 BIM 技术有助于提高水利工程的施工质量。
4 结束语
伴随着计算机在社会各行各业的普及应用，构建更加完善的 BIM 技术应用模式成为了当前水利工程项目建设的工作目标，这对于实现水利工程的现代化，提升创新性发挥着重要作用。因此，水利工程管理者和建设者要在认真分析现实情况的基础上，不断探寻水利工程各个建设阶段 BIM 技术的应用之道，让 BIM 技术能够实现提升水利工程质量和效率的有效手段。
参考文献：
[1] 袁志英，章建刚.水利水电工程施工安全管理中 BIM 技术的应用[J].江西建材 ，2015（1）：129.
[2] 吴亚丹.水利水电工程施工安全管理中 BIM 技术的应用研究 [J].科技致富向导 ， 2015（10）.
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