【水利科技論文】水利工程建設(shè)與管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用

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1、【水利科技論文】水利工程建設(shè)與管理中的BIM技術(shù)應(yīng)用 摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)已開始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，利用其已成為一種發(fā)展趨勢和趨勢，水利工程也不例外。雖然現(xiàn)階段我國水利行業(yè)的發(fā)展與過去相比有了較大的進(jìn)步和提高，但仍存在一些問題需要去尋找解決的辦法。文章對BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致的分析和思考，并提出了自己的看法，為水利工程的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；水利工程建設(shè)與管理；應(yīng)用研究 1BIM技術(shù)特點(diǎn) 1.1可視化 在傳統(tǒng)的水利工程模型設(shè)計(jì)中，多采用二維平面方案。模型中水利工程的三

2、維效應(yīng)相對較弱。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，其設(shè)計(jì)圖紙可能不具有明顯特征，而BIM技術(shù)下的平面設(shè)計(jì)是三維圖形。BIM數(shù)據(jù)庫的建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)快速收購基本項(xiàng)目信息，并比較項(xiàng)目的計(jì)劃消費(fèi)和資本成本與實(shí)際施工。 1.2協(xié)調(diào) 協(xié)調(diào)是BIM技術(shù)的一個(gè)重要特征，通過業(yè)主、施工方、設(shè)計(jì)方可以相互配合、協(xié)調(diào)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的前期，由于各設(shè)計(jì)單元之間缺乏有效的溝通和交流，在后期施工和施工中可能會出現(xiàn)一些相互影響的問題。此時(shí)，可以利用BIM技術(shù)的協(xié)同作用來有效應(yīng)對，軟件自動檢查并通過協(xié)調(diào)報(bào)告，所有專業(yè)設(shè)計(jì)人員可以發(fā)現(xiàn)問題，確保問題得到提前控制。在后期施工中可以節(jié)省工期和工程成本，提高效率。BI

3、M技術(shù)可實(shí)現(xiàn)不同角色人員協(xié)同工作如圖1所示。 1.3仿真 BIM技術(shù)不僅可以設(shè)計(jì)建筑模型，還可以模擬水利建設(shè)項(xiàng)目的運(yùn)行過程，包括三維屏幕模擬、時(shí)間模擬、成本模擬等。施工管理人員在模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，有效節(jié)約時(shí)間和成本。 2BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用 水利工程BIM技術(shù)應(yīng)用如圖2所示。 2.1施工現(xiàn)場申請規(guī)劃 基于水利工程的特點(diǎn)，相關(guān)人員在施工過程中需要花費(fèi)較多的時(shí)間，可以通過在施工過程利用BIM技術(shù)建立三維模型，提高工作完成效率，為后續(xù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，模型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必須能夠反映具體的構(gòu)建

4、過程。在整個(gè)施工過程中，HIA結(jié)合模型對材料和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的改進(jìn)，利用這種方法使設(shè)計(jì)方案更具針對性和可操作性。另外，在規(guī)劃場地和控制施工時(shí)，要結(jié)合施工的整體效果開展模型模擬工作，并以此作為后續(xù)工作的基礎(chǔ)開展相應(yīng)的材料、設(shè)備、人員配備工作。 2.2施工系統(tǒng)設(shè)計(jì) 施工前，相關(guān)人員必須對BIM模型進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在施工過程中，會有一些煩瑣的環(huán)節(jié)和步驟，因此，通過使用合適的軟件，可以最大限度地提高工作效率，保證水利工程的施工質(zhì)量，使各施工環(huán)節(jié)順利有序地進(jìn)行。此外，相關(guān)施工人員可以利用BIM技術(shù)中的建模功能，使項(xiàng)目的最終效果更加立體。結(jié)合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，初步開展模型試驗(yàn)，提高水利

5、工程最終質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2.3在動態(tài)充填和開挖方面 地形的動態(tài)充填和開挖過程涉及很多環(huán)節(jié)。首先，需要確定由填挖邊坡和壩基組成的設(shè)計(jì)面。其次，需要將設(shè)計(jì)曲面通過定級疊加在原始地形曲面上，得到設(shè)計(jì)曲面與原始曲面。最后，切斷設(shè)計(jì)表面的一部分沿交叉線的原始地形表面，并去除多余斜率的十字路口，表面達(dá)到完美的融合設(shè)計(jì)曲面。 2.4數(shù)字模型方面 數(shù)字地形模型（DTM）是水利水電工程的重要組成部分之一。在水利工程施工現(xiàn)場，在使用BIM技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況建立三維仿真模型，包括生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)和運(yùn)營前的準(zhǔn)備工作，可以為建筑物的布局和建造

6、提供場所。地形表面通常用不規(guī)則三角形網(wǎng)格（TIN）表示，TIN是由分散的地形點(diǎn)按一定規(guī)律形成的不相交的三角形網(wǎng)絡(luò)，通過平面接近地表可以充分顯示地形出現(xiàn)起伏。 2.5基于BIM技術(shù)的可視化模擬施工 基于二維模型本身的缺點(diǎn)，在面對更復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)，由于技術(shù)的限制，無法很好地完成相應(yīng)的任務(wù)。然而，僅靠三維模型并不能獲得最準(zhǔn)確、最可靠的施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)。通過使用這種策略，可以最大限度地滿足實(shí)際需要，并根據(jù)具體情況做出改變。應(yīng)用AutoCAD和其他軟件，該項(xiàng)目將反映整體形式，可以極大地促進(jìn)員工控制建設(shè)從總體的角度來看效果。水利工程的可視化模擬施工需要依靠具體的施工模型來完成。該

7、構(gòu)建模型主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，數(shù)字地形模型的構(gòu)建基礎(chǔ)。在正式開始施工前，工作人員應(yīng)檢查施工現(xiàn)場的局部地形，并通過可視化模擬過程將其以3D模型的形式反映出來，以便為施工過程提供參考。第二，動態(tài)地貌的充填和開挖在工程建設(shè)中也更為重要。其主要功能是實(shí)現(xiàn)科學(xué)的地形填埋和開挖，為工程建設(shè)提供更方便的條件。第三，服務(wù)時(shí)間的延長將導(dǎo)致混凝土大壩固體形式的改變。為了解決這個(gè)問題，必須嚴(yán)格建立混凝土壩的動力模型。第四，土石方DAMS的構(gòu)建也是可視化模擬構(gòu)建的重要部分，因此必須使用BIM技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)建。 3BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)管理中的應(yīng)用研究 3.1在水利工程決策階

8、段的應(yīng)用 初步的項(xiàng)目審批和可行性分析是水利工程決策階段的主要內(nèi)容。在水利工程初稿中，業(yè)主需要初步確定工程的功能定位和投資定位，并確保工程部、財(cái)務(wù)部、設(shè)計(jì)部和工程部充分及時(shí)的溝通。在此過程中，如果調(diào)整一個(gè)部門的數(shù)據(jù)，其他部門的工作也會受到影響，項(xiàng)目決策的關(guān)鍵是一個(gè)順暢的溝通平臺。在現(xiàn)階段，BIM技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)工程信息的共享，確保部門之間信息的一致性，并使各部門能夠及時(shí)掌握項(xiàng)目的最新信息并盡快做出決策。在項(xiàng)目可行性分析中，應(yīng)明確水利工程建設(shè)的規(guī)模和規(guī)劃，并對水利工程取得的社會效益進(jìn)行分析。但是，由于缺乏準(zhǔn)確的參考圖紙，預(yù)算編制和會計(jì)工作存在較大困難，BIM技術(shù)可以更好地了解項(xiàng)目和工

9、程材料的周圍環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的成本估算和利潤判斷。 3.2在水利工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用 水利工程設(shè)計(jì)是水利工程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)主要基于CAD，而二維CAD工程圖紙是工程設(shè)計(jì)的主要形式。使用BIM技術(shù)在水利工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段可以快速構(gòu)建模型，真正了解水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的總體情況，有利于合理優(yōu)化和水利工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)的精確定位。在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤、疏漏、碰撞等問題，原因是設(shè)計(jì)溝通平臺不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)人員之間的溝通溝通不及時(shí)、不充分，給水利工程建設(shè)帶來安全隱患。但是在這個(gè)階段使用BIM，可以通過三維優(yōu)勢了解規(guī)劃結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正規(guī)

10、劃設(shè)計(jì)中的問題，有助于消除規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的隱患。 3.3BIM技術(shù)的價(jià)值 在水利工程建設(shè)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的信息化。依靠二維模型來設(shè)計(jì)圖紙無法達(dá)到預(yù)期的效果，會導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)的頻繁變化，導(dǎo)致各種資源的投入和成本大幅度增加，使用三維模型可以解決上述問題。BIM技術(shù)可以在保留現(xiàn)有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用三維模型為水利工程下游地區(qū)提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，可以有效地保證技術(shù)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)，在為施工單位制定精細(xì)的施工方案和施工材料的同時(shí)，減少了人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，避免了資源的浪費(fèi)。此外，BIM數(shù)據(jù)庫的建設(shè)可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)快速收購基本項(xiàng)目信息，并比較項(xiàng)目的計(jì)劃消費(fèi)和資

11、本成本與實(shí)際施工，準(zhǔn)確地了解水利工程的建設(shè)是否超過預(yù)算是否超過標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的有效管理和控制。最后，三維可視化是BIM技術(shù)最直觀的特征。在整個(gè)水利工程的施工階段，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)在工程中使用的缺點(diǎn)和不足，減少水利工程施工階段出現(xiàn)誤差損失或返工的可能性，從而保證工程的優(yōu)化，促進(jìn)水利工程施工質(zhì)量的提高。 4結(jié)語 綜上所述，BIM技術(shù)作為新時(shí)代技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)有效地將三維模型應(yīng)用到水利工程的設(shè)計(jì)、施工和管理中，提高工程建設(shè)的質(zhì)量和效率。 參考文獻(xiàn) [1]袁志英，章建剛.水利工程施工安全管理中BIM技術(shù)的應(yīng)

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