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摘要：BIM的中文全称为建筑信息化模型，可以将各个施工环节的工程信息，在三维模型中展示出来，为施工方案的制定提供了可靠依据，减少了设计误差现象，同时还能加强各个施工单位之间的联系与合作，进而实现更加理想的施工效果。所以，本文对BIM技术在水利工程中的应用进行研究。
关键词：BIM技术；水利工程；优势；应用
1 BIM技术在水利工程中的应用优势
在水利工程中应用BIM技术具有重要的现实意义，其优势主要体现在以下几方面：①利用BIM技术构建的三维模型，能够为施工单位提供良好的协同合作平台，不仅可以实现工程信息的快速传递和高度共享，而且还加强了造价控制力度，有利于工程成本的节约。②BIM技术具有可视化特点，可以通过动态模拟的方式，将施工过程以动画形式展示出来，及时发现其中存在的问题，并对施工方案做出合理调整，提高其科学性及可操作性，减少了工程变更现象。③BIM技术贯穿于水利工程整个建设过程，包括项目决策、项目设计、项目施工、后期维护等环节，BIM技术在任何环节都可以起到辅助作用，减少工程问题的出现。以工程招投标为例，在对工程量进行分析统计时，可以利用BIM模型所提供的较为全面的数据，列出具体的工程量清单，为招投标提供可靠依据。这些都是BIM技术在水利工程中所体现出的价值和优势，值得推广和应用。
2 BIM技术在水利工程中的具体应用
三维建模是应用BIM技术的关键，主要从地形建模和建筑建模两方面进行考虑，确保水利工程建设的顺利、高效开展。
2.1 在地形模型中的应用
水利工程的施工布置情况，可以通过地形模型将其显示出来，为施工计划的制定及各项作业的开展提供可靠依据。借助BIM技术构建地形模型时，一般分3步完成。①先通过实际勘察和测量，采集地形数据并进行分类处理，以河道地形等高线为例，得到具体数据后要进行检查，如果发现存在较大误差，应通过再次测量进行纠正，确保模型中的数据与工程实际数据的一致性。②利用所得等高线创建曲面，为了将地势地形的变化情况显示出来，在对曲面进行描述时可以采用三角网形式。为提高地形模型的精准度，还需对曲面高程进行严格检查，修改其中的错误数据或者误差数据。③修正好地形等高线和曲面高程后，为确保与三维模型与实际地形的一致性，还需要再次检查各项数据，确定没有问题后才可在BIM软件中生成对应的地形模型。
2.2 在建筑模型中的应用
建筑物是组成水利工程的重要部分，具体包括坝体、闸门、工作室等，这些建筑物的施工质量将会直接影响到整个水利工程质量，所以必须利用BIM技术进行建模，加强对建筑施工的控制力度。现阶段我国关于水利工程建筑物BIM建模方面的研究较少，尚未形成统一、规范的标准，在应用时可借鉴建筑BIM建模方式，针对水利工程中的建筑物建立三维模型，主要分五步进行。①根据水利工程建设要求、具体用途、规模大小等因素，确定其模型等级和精度，以此作为基准，结合施工设计完成模型的构建。②认真查阅水利工程资料，了解其基本情况，明确各个施工要点，对工程信息进行采集和整理，并将各项数据清楚标注在CAD图纸上。③水利工程各个建筑物特点各不相同，构件形状、大小等存在较大差异，无法互换通用，一般都需要进行单独设计。在建立BIM模型时，可以以族作为最小单位，根据施工设计将所有构件拼装组合到一起，在不同专业及工种施工人员的通力合作下，用BIM模型将建筑物展示出来。④完成建筑模型的构建后，需要通过图形管理对模型进行上色，并确定最为合适的线型，同时还要进行信息管理，将模型形状、大小、坐标等几何信息加以描述，将设备参数、成本价格等非几何信息表示出来。⑤根据水利工程建筑模型构建标准，对其质量进行检查，并判断各个构件所在位置是否正确，彼此之间的连接是否合理，与设计图纸比较不能出现偏差。经检查没有发现模型建筑出现质量问题，即可以此作为参照和标准，设计施工方案并开展施工管理等工作。
3 BIM技术在水利工程中的应用案例
为了解BIM技术的具体应用，此次研究以某水利工程为例，对其应用过程及应用效果进行了总结。
3.1 项目概况
某水利工程总施工量较大，建筑物众多，主要包括坝体、泄洪系统、发电系统等，坝基高程为208m，平均坝高约为52m，最高处为58m，坝底宽度和坝顶宽度分别为59m和9m，坝顶全长205m。为确保工程质量，并在规定工期内完成工程项目建设，施工单位决定采用BIM技术构建工程模型，然后进行施工设计和施工管理。
3.2 BIM技术的应用
土方量的计算和混凝土工程量的提取，是该水利工程中应用BIM技术的关键所在。①在计算土方量时，先根据图纸信息了解基本地形情况，在BIM软件中经处理后生成地形曲面和设计曲面，构成填挖土方量的体积曲面，如图1所示。然后再将其剖切图表示处理，以此作为依据，对工程土方量进行计算，得到较为准确的数值，挖方量和填方量分别为5285.6m3和5286.3m3，净填方量为0.7m3，与实际结果相差5.5m3，误差精度满足工程需要。②对于混凝土工程量的提取，分三步完成，具体为构建参数化族库、建立工程模型、提取工程量，能够利用BIM模型所标注的各项参数，高效、准确的完成工程量的统计，同时还避免了重复计算问题。以非溢流坝段为例在BIM模型中所提取的混凝土工程量具体如表1所示。③还借助BIM软件对工程进度进行了动态模拟，结合Project、P3、P6等软件，以动画形式将施工过程呈现出来，利用BIM技术的可视化特点，找出施工演练过程中出现的问题，对施工方案做出了优化和改进，提高了可操作性。比如对于碾压混凝土的浇筑，需要在汛期之间完成，防止出现工期延误现象，对该项施工作为进行可视化模拟，加强了对施工进度的控制，确保能够在汛期到来之前，将碾压混凝土浇筑完毕。
表1 非溢流坝段混凝土工程量
3.3 应用效果
在该水利工程中应用BIM技术后，取得了较为理想的效果。首先，在建立BIM模型之前，为了解工程概况，需要对图纸进行详细分析，在这个过程中可以发现其中存在的问题和不足，并对设计图纸进行优化处理。其次，在BIM模型中，能够根据施工要求，快速、方便的调整建筑物位置，确保建筑物分布的合理性。另外，能够进行碰撞检查，发现不同专业和工种之间的施工矛盾，并对施工方案和施工计划做出调整，确保施工的顺利进行。并且，还可以通过动态模拟施工进度，及时发现施工过程中可能遇到的问题，并制定有效应对策略，避免造成工期的延误。
结束语：
对于水利工程建设来讲，BIM技术的应用在提高工程质量、降低工程成本、加快施工效率等方面，都发挥了重要作用，有效保证了水利工程功能的良好性，与传统图纸设计方式相比有着巨大的优势，已经成为了水利工程未来发展的必然趋势。在实际应用过程中，应做好水利工程的勘察工作，根据工程特点及建设需求，选择合适的BIM软件，并科学搭建BIM技术平台，进而才能更好的服务于水利工程建设，促进我国水利事业的发展和进步。
参考文献：
［1］张超.BIM技术在水利工程设计中的应用初探［J］.江苏水利，2015
［2］韩笑.BIM技术在水利工程中的应用浅［J］.工程技术：引文版，2017
［3］李丽.关于BIM技术在水利工程中的应用分析与认识［J］.农家参谋，2017
论文作者:胡思斯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：水利工程论文; 模型论文; 技术论文; 地形论文; 工程论文; 曲面论文; 建筑物论文; 《防护工程》2018年第33期论文;