王达
山东黄河河务局经济发展管理局 山东省济南市 250000
摘要：当前，水利工程施工技术正朝着信息化和数字化的方向发展，其中最突出的体现就是BIM（建筑信息模型）在施工中的应用。BIM是一种三维施工模拟信息技术，通过对工程建设各方面的数据进行有效提取和采集，并通过专业软件进行加工整合，最终以三维信息模型的形式立体展现出来，从而实现工程建设的可视化管理，有效提升工作效率，促进工程建设管理各方面的优化。水利工程建设中通过建立BIM施工模型，可将施工进度的时间参数与施工3D模型相关联，同时集成质量安全、资源供给、成本变化、场地布置等信息于一体，进行施工过程可视化模拟。
关键词：BIM技术；水利工程；应用
1 BIM的概念及特点
BIM技术是通过一系列软件和数字转化技术，将工程项目中各种信息有机整合成一个整体，并通过多维度、可视化的立体模型展示。BIM模型是一个各类信息综合而成的载体，通过这个载体，参建各方主体可以通过网络平台随时共享资源，并可根据需要，在项目不同阶段对BIM模型进行插入、提取、更新和信息修改。与传统的CAD图相比，BIM模型除了在空间上达到三维外，还引入了时间、造价、安全管理等其他维度的信息。
1.1 贯穿水利工程项目全生命周期
在相同的BIM建模软件和标准要求条件下，一个综合性项目可以在规划阶段、设计阶段、施工阶段，乃至运营维护阶段等各个生命周期，共用同一个 BIM模型，并且参建各方可以在确立的模型的基础上，根据自身任务的不同，结合实际情况进行修改，达到全方位、全过程的设计和模拟。
1.2 立体可视化
BIM技术最大的优势是可以整合相关数据，直接构建建筑物的三维模型，甚至是四维（进度）、五维（进度、造价等）模型，从而实现整体布局到构件、施工过程的全部可视化。参建各方可以通过共享平台，在自己的终端上直观看到建筑物或构件整体成型后的样子，从而方便沟通讨论，避免了在信息传递过程中，拟建建筑物→设计师二维图纸→施工方三维建筑施工→建筑物成品，经历两次二维、三维信息的转换，出现信息传递的偏差。
1.3 模拟碰撞与优化
BIM技术一项最基本的应用就是对施工过程进行多方位、全过程模拟，这其中不但包括建筑物及构件模拟，还包括施工平面布置模拟、施工进度控制模拟，乃至建筑物建成后的管理及检修过程模拟。通过直观的模拟碰撞，提前发现问题，并通过项目管理优化，进而加强对施工过程中成本与工期的控制等。BIM技术的实现，不是单单依靠某一款软件，而是基于同样标准下一系列不同软件协同完成的，从而实现设计、施工、管理和维护等诸多信息的传递和共享。应用相关软件，如现阶段已较为成熟的ＲEVIT等，对项目整体进行建模和设计，可生成模型，输出图像，进行成本核算、能耗分析、设计以及集成不同信息的管理系统等。
2 水利项目施工中BIM技术的应用
2.1 构建施工安全信息建筑模型
水利项目施工中，重大灾害事故预防与风险源头监管是项目施工安全管理的关键。有效应用BIM技术，搜集分析工作结构分解、数据进度安排及模型属性数据配置等相关数据，可为全面控制项目安全隐患提供可靠的依据。完成进度绩效测量节点设置后，应用BIM技术可全面展示相关信息。在此基础上，结合BIM技术模型和现有安全规则标准与实践经验仿真，应用Tekla建筑建模工具，可为不同环境下合理应用的安全规则提供支撑。比如在高边坡施工监控工作中，根据高处作业面及通道等临空边缘设置1.3m以上的安全防护栏，同时根据高边坡开挖施工中的安全监控标准，高边坡作业前清除干净杂物，开挖开口线4.9m外区域设置高度不小于2.1m的防护栏墙。
2.2 构建施工安全评估指标
在水利项目施工前，根据建筑施工行业BIM技术应用评估标准，模拟构建建筑设计评估标准。应用BIM技术时，对于特定水利项目施工对象，统一构建系统化规则，以此为数据模型与实际项目的有效衔接提供保障。基于BIM技术建立施工安全评估指标，旨在应用BIM技术构建概念设计模型，统一评估早期安全风险。因为BIM技术安全评估模型中难免存在一些复杂的构件，所以其要在动态、系统、科学原则的指导下构建安全评估指标体系。在水利项目施工中，人、设备、管理与环境都是较为重要的因素，可以通过 BIM 技术对各项因素进行划分。
2.3 BIM在进度管理中的应用
BIM技术通过Ｒevit软件来建立水利工程项目对应的模型，首先把全部工程构件根据施工时的实际尺寸、空间信息以及材料的性能参数进行模拟组合，形成基础的三维模型，然后把具体的工程项目进度和工程量信息导入到这个基础模型，有效地实现关联，针对模型里的每一个构件都设置对应的时间参数，创建模型空间划分以及空间进度的内在联系，模拟施工过程并对施工进度进行监控、对比和优化，最终形成基于BIM模型的进度控制体系。BIM模型基本涵盖了工程项目在整个生命周期管理过程当中所需要的全部信息，所以根据这个模型就能够有效地模拟分析工程项目的整个施工过程，实现进度的可视化管理。利用BIM系统的Luban I Works模块可实时添加构件生产、施工状态信息，并依据这些数据进行统计分析，及时反映项目现场施工进度，对项目现场进度进行管理，提高项目部对现场进度的管控，分析阶段施工所需工期，对比总结是否存在提高效率的可能性，合理安排下阶段施工所需材料及资金。水利工程涉及专业多，施工面广，一个工程部位往往涉及多个专业的施工图纸，传统的施工图纸为平面模式，不利于工程技术人员快速读图识图。应用BIM技术，能够将平面施工图纸转化为三维立体施工图，实现各个专业施工图的整合，更利于工程技术人员对施工图纸查看和分析，只需通过观察模型，就可以直观了解不同施工阶段的进度计划，有效避免在施工过程中因专业协调不当而导致进度的滞后。
2.4 构建施工评估算法
水利项目施工中，评估算法对项目安全评价工作发挥着一定的指导作用。水利项目施工安全评估中，BP神经网络纵向与AHP相结合的评估算法是比较常用的。其主要是根据BP算法网络模型情况，设置输入层、输出层与隐含层，通过以往连接的回路将误差信号逐层返回并逐层修改神经元权值。迭代优化整个环节，获得连接权值相关的铮调整优化后的样本。水利项目施工安全管理评估系统中，通过分析以往数据明确具体指标体系权重；再根据水利项目部分研究样本。与此同时，相关专业技术人员可分析整合相关评价指标，获得神经网络最初样本信息。最后，管理相应神经网络，根据BIM技术系统检测情况，输入相关评测指标评分数值，在此基础上获得相关安全管理措施。在实际施工中，通过评估指标加强项目安全管理，在水利项目案例库中储存记录具体数据，以此为分析最终系统评测效能提供可靠的参考。
3 结语
目前BIM技术在水利行业还处于探索阶段，但BIM技术作为继CAD技术后的又一次技术革命，改变整个建筑行业发展现状的趋势是毋庸置疑的。近年来，随着国家大力推广及一系列支持政策的出台，BIM技术在水利行业的应用和发展有了极大推进。大批重点工程开始试点，对BIM技术的应用提出了具体要求。在水利工程施工中，BIM技术的应用不但能有效提高工作效率，还可以更细致、更精确控制施工中各个过程和阶段，彻底打破以前施工企业只重经验、不重技术的现象，推进水利工程施工技术更快更好的发展和完善。
参考文献：
[1]李俊.BIM技术在水利工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2018,46(11):142-144.
[2]陶丽佳,冷俊杰. 水利工程BIM应用探索与实践[C]. 浙江省水利学会、浙江省水利信息管理中心、浙江省水利科技推广与发展中心.浙江省水利学会2018年学术年会论文集.浙江省水利学会、浙江省水利信息管理中心、浙江省水利科技推广与发展中心:浙江省科学技术协会,2018:111-116.
[3]景翠翠.BIM技术在水利工程中的运用[J].现代物业(中旬刊),2018(09):75.