BIM是一個建設項目物理和功能特性的數字表達，是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。本文簡單介紹了BIM及BIM技術在水利水電工程建設中的應用及其展望。

　　關鍵詞:BIM碰撞檢測;協同施工

　　0引言

　　在眾多的大型工程項目中，水利水電工程是較為為復雜與困難的一類，作為一個需要極高安全性的項目，我們需要不斷、反復地對整體工程進行考核與檢測，這才能最終建成一個可靠的工程項目。水利水電工程具有地形條件復雜、設計選型獨特、涉及專業廣等特點，存在圖紙信息繁冗、工程樞紐布置復雜、土方量計算不精確等問題。通過BIM技術的介入，可完整實現工程仿真信息的數字化孿生，多專業規劃設計的碰撞檢測，及完成工程的樞紐布置、土方量計算，多專業協同施工等任務。通過BIM技術的應用從而為水利水電工程的數字化多角度協同設計施工提供了更為科學的數據反饋，為工程驗算提供了一個準確的指導。

　　1BIM概述

　　BIM的全拼是BuildingInformationModeling，即：建筑信息模型。BIM是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，BIM是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。一個完善的信息模型，能夠連接建筑項目生命期不同階段的數據、過程和資源，是對工程對象的完整描述，可被建設項目各參與方普遍使用。BIM具有單一工程數據源，可解決分布式、異構工程數據之間的一致性和全局共享問題，支持建設項目生命期中動態的工程信息創建、管理和共享。建筑信息模型同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。

　　2BIM在水利水電工程施工設計中的應用

　　水利水電工程施工總布置設計過程中任務繁雜，專業跨度廣泛，需要多方面協同調度。借助BIM可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖的特性實現三維設計。根據BIM三維模型自動生成各種圖形和文檔，而且始終與模型邏輯相關，當模型發生變化時，與之關聯的圖形和文檔將自動更新；設計過程中所創建的對象存在著內建的邏輯關聯關系，當某個對象發生變化時，與之關聯的對象隨之變化。實現不同專業設計之間的信息共享。各專業CAD系統可從信息模型中獲取所需的設計參數和相關信息，不需要重復錄入數據，避免數據冗余、歧義和錯誤。以BIM技術為溝通載體，實現各專業之間的協同設計。某個專業設計的對象被修改，其他專業設計中的該對象會隨之更新。借助BIM設計軟件，實現虛擬設計和智能設計。實現設計碰撞檢測、能耗分析、成本預測等。BIM技術具備強大地形處理功能，可幫助實現工程三維樞紐方案布置以及立體施工規劃，結合AIM快速直觀的建模和分析功能，則可輕松、快速幫助布設施工場地規劃，有效傳遞設計意圖，并進行多方案比選。通過樞紐布置建模，對樞紐布置、廠房機電等需由水工、機電、金屬結構等專業按照相關規定建立基本模型與施工總布置進行聯合布置。在基礎開挖設計規劃階段，建立三角網數字地面模型，在壩基開挖中建立開挖設計曲面，可幫助生成準確施工圖和工程量。面向土建結構水工專業進行大壩及廠房三維體型建模，實現壩體參數化設計，協同施工組織實現總體方案布置。面向機電及金屬結構專業在土建BIM模型的基礎上，利用MEP和Architecture同時進行設計工作，完成各自專業的設計，在三維施工總布置中則可以起到細化應用的目的。面向施工導流方面，對導流建筑物如圍堰、導流隧洞及閘閥設施等及相關布置由導截流專業按照規定進行三維建模設計，幫助建立準確的導流設計方案，對項目場景中的多源三維數據進行可視化布置設計，可實現數據關聯與信息管理。在BIM設計軟件對道路、邊坡等設計功能的支撐下，通過裝配模型可快速動態生成道路挖填曲面，可準確計算道路工程量，進行概念化直觀表達。以數字地面模型為參照，可快速實現渣場、料場三維設計，并準確計算工程量，實現直觀表達及智能信息管理。建立場地模型和工廠三維模型，參數化定義造型復雜施工機械設備，實現準確的施工設施部署。施工營地布置主要包含營地場地模型和營地建筑模型，其中營地建筑模型可通過AutoCAD進行二維規劃，然后導入BIM設計軟件進行三維信息化和可視化建模，可快速實現施工生產區、生活區等的布置，有效傳遞設計意圖。施工總布置設計集成是總體設計過程中最為繁瑣的階段，通過BIM信息化建模將設計信息與設計文件進行同步關聯，可實現整體設計模型的碰撞檢查、綜合校審、漫游瀏覽與動畫輸出。通過BIM技術將信息化與可視化進行完美整合，不僅提高了設計效率和設計質量，而且大大減少的不同專業之間協同和交流的成本。在進行施工總布置三維一體信息化設計中，通過BIM模型的信息化集成，可實現工程整體模型的全面信息化和可視化，通過漫游功能可從壩體到整個施工區，快速全面了解項目建設的整體和細部面貌，并可輸出高清效果展示圖片及漫游制作視頻文件。

　　3BIM技術在水利水電工程造價中的應用

　　水利水電工程牽扯面廣，投資大，專業性強，建筑結構形式復雜多樣，尤其是水庫、水電站、泵站、地下管廊工程，水工結構復雜、機電設備多、管線密集，傳統的二維圖紙設計方法，無法直觀的從圖紙上展示設計的實際效果，造成各專業之間打架碰撞，導致設計變更、工程量漏記或重計、投資浪費等現象出現。采用基于BIM技術的三維設計和協同設計技術為有效的解決上述問題提供了機遇。通過基于BIM技術的設計軟件，建立設計、施工、造價人員的協同工作平臺，設計人員可以在不改變原來設計習慣的情況下，通過二維方法繪圖，自動生成三維建筑模型，并為下游各專業提供含有BIM信息的布置條件圖，增加專業溝通，實現了工程信息的緊密連接。由于水利水電工程造價具有大額性、個別性、動態性、層次性、兼容性的特點，BIM技術在水利建設項目造價管理信息化方面有著傳統技術不可比擬的優勢：一是大大提高了造價工作的效率和準確性，通過BIM技術建立三維模型自動識別各類構件，快速抽調計算工程量，及時捕捉動態變化的結構設計，有效避免漏項和錯算，提高清單計價工作的準確性；二是利用BIM技術的模型碰撞檢查工具優化方案、消除工藝管線沖突，造價工程師可以與設計人員協同工作，從造價控制的角度對工藝和方案進行比選優化，可有效控制設計變更，降低工程投資。BIM技術的出現，使工程造價管理與信息技術高度融合，必將引發工程造價的一次革命性變革。目前，國內部分水利水電勘測設計單位已引進三維設計平臺，并利用BIM技術實現了協同設計，在提高水利工程造價的準確性和及時性方面進行了有益探索，值得借鑒。

　　4BIM技術在水利水電工程中的優勢

　　4.1設計方優勢

　　當下水利水電設計行業最終交付的設計成果大多為2D圖紙。因此，生產流程的組織與管理均圍繞著2D圖紙的形成來進行。而BIM技術具備的3D設計能力能夠精確表達建筑的幾何特征，相對于2D繪圖，3D設計不存在幾何表達障礙．對任意復雜的建筑造型均能準確表現。盡管3D是BIM設計的基礎，但不是其全部。通過進一步將非幾何信息集成到3D構件中，如材料特征、物理特征、力學參數、設計屬性、價格參數、廠商信息等，使得建筑構件成為智能實體，3D模型升級為BIM模型。BIM模型可以通過圖形運算并考慮專業出圖規則自動獲得2D圖紙，并可以提取出其它的文檔，如工程量統計表等，還可以將模型用于建筑能耗分析、日照分析、結構分析、照明分析、聲學分析、客流物流分析等諸多方面。依托BIM軟件進行三維建模,可以準確生成壩工程各部分剖面圖,減少了傳統二維設計中繪制剖面圖的工作量,提高了設計工作效率。同時，BIM技術可實現聯動化設計。傳統二維設計時,由于工作人員疏忽,容易導致錯誤。BIM建模之后,所有視圖、剖面以及三維圖具備聯動功能,一處更改之后,其他自動更新,方便設計修改。其次，BIM技術能輕松面對多專業協調。水利水電工程設計中各專業的最新設計成果實時反映在同一BIM上,錯誤碰撞、交叉千擾的問題顯而易見。最后，BIM技術能實現標準化設計。傳統的二維設計對工程設計人員空間想象力的要求很高,標準不統一。應用BIM,可以有效避免一些由于工程設計人員空間想象不正確而導致的錯誤。

　　4.2施工方優勢

　　借助BIM技術可實現多維施工分析。通過BM系列軟件建模,進行三維施工工況演示,與施工進度結合進行四維模擬建設,通過與概預算結合進行五維成本核算分析。對于讀圖的施工人員,通過三維BIM,將大大提高讀圖效率和準確度。BIM可有效支撐施工管理過程,針對技術探討和簡單協同進行可視化操作,自動計算工程量,有效減少工藝沖突。

　　4.3運營方優勢

　　BIM可有效地集成設計、施工各個環節的信息,減少傳統的施工竣工圖整理的冗雜過程和避免竣工資料歸檔的人為錯誤,提高效率,優化管理。實現以BIM模型為中心載體將多源運營信息集成起來。通過BIM,對資產及空間進行優質、高效的管理,可視化進程與監控系統有機結合,節省人力、物力。建筑運營過程中出現的病險加固和改造,可以直接通過BIM分析處理,減少工作量。

　　5結束語

　　水利工程地形地質條件復雜、水工結構多樣，而BIM具有可視化、多專業協同、高仿真模擬、方便工程優化等特點。BIM是基于全生命周期管理的數據庫，在工程建設管理領域具有強大的優勢。結合目前水利工程建設領域應用BIM的現狀，未來通過政府政策層面的標準化先行、項目參與方層面的協同共享、軟件開發企業的技術公關、項目參與企業的軟件二次開發嵌入、BIM從業人員的深入培訓等多種有效手段，充分發揮BIM在水利工程建設中的應用價值之后，水利工程建設領域的信息化建設必將邁上一個新的臺階。

　　參考文獻

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　　作者:徐駿