浅谈水利水电工程中BIM技术的应用及拓展

发表时间:2021/3/19   来源:《城镇建设》2020年第36期   作者:洪后兵
[导读] 本文借助蜀山泵站BIM模型的应用过程,探究了BIM技术的在实际应用中的实施价值,以及BIM技术的应用领域,并对水利工程加以介绍,对出现的问题进行改进,提出相应的举措。
        洪后兵
        安徽省引江济淮集团有限公司,安徽 合肥 230000
        摘要 现如今BIM技术在工程建设中发挥着重要的作用,借助工程数据将其转化成为3D模型,便于设计者更加直观的了解工程中出现的问题以及找到问题的原因出处,借助BIM技术应用于水利水电工程中,更好的掌握工程的进展情况,以及相关的质量的把控,有利于我国水利工程的进步与发展,优化水利工程的基础设施建设。本文借助蜀山泵站BIM模型的应用过程,探究了BIM技术的在实际应用中的实施价值,以及BIM技术的应用领域,并对水利工程加以介绍,对出现的问题进行改进,提出相应的举措。
        关键词:水利工程;BIM技术;应用拓展
        引言
        BIM技术在建筑行业中应用时,与过去的建筑技术相比,其优势较大,有着可视化的特点,其信息的使用以及转换传播更加的高效。在水利工程的应用中,高效解决了水利工程量大以及难度大的问题,促使水利工程在实际工作的开展中更方便简易,既能保障水利工程质量,同时对工程质量的安全与施工的效率加以保障。
        一、BIM技术在水利工程中应用价值
        BIM技术的全称为建筑信息模型,将实际建筑结构充分的体现在参数化的模型上,便是BIM技术,现如今在水利工程建设发展中,技术人员借助该技术,对建筑物在所处的理解位置以及相应的结构有所掌握和了解,结合相关资料数据的查阅,从而得到一些更合适的设计参数。BIM技术有几个特点:
        可视性:在建筑行业中,可视性在这一领域中有着非常重要及广泛的应用;例如,普通施工图纸中各组成部分的信息是由线简单表示出来的,但真正的结构是需要专家考虑决定的。对于简单的事物,这种考虑是可以尝试的。然而,建设标准现在相当复杂,新的理念被不断引进,因此光靠人类大脑简单的想象是不现实的。因此,BIM带来的可视性的新理念,让三维图形展示在人们的面前。
        协调性:这是在建筑行业中的关键方面,无论是谁,建筑师、业主和工程师都要互相协调和相互合作。一旦在过程中碰见问题,所有相关人员都会集合起来去寻找失败和问题的原因,以及解决问题的方法,然后做出更好的决定来修复错误。BIM 的协调性可以帮助人们顺利解决这类问题,即BIM可以协调在建设、数据生成和展示的早期阶段产生的问题,而且这并不是 BIM唯一可以协调的问题。
        模拟性:它不仅可以模拟设计好的建筑模型,而且还可以模拟不能在现实世界中的操作的事情或事物。在设计阶段,BIM可以做一些设计所需要的实验。
        优化性:其实设计、建设和运营全过程实际上是优化过程。
        二[我给你列出一些BIM在各领域工程中的应用提供参考,]、水利水电工程中的BIM技术的应用
        (一)蜀山泵站枢纽BIM技术开展案例的概述
        蜀山泵站枢纽位于合肥市高新区派河支流苦驴河城西桥村,是引江济淮工程三级提水泵站枢纽,也是江水入淮和发展江淮航运的重要枢纽工程。在这里,长江水将被抬升12.7米,翻越江淮分水岭,经瓦埠湖、东淝河自流到淮河。主要建设内容为泵站、船闸、泄水闸等,具有输水、通航、泄洪等多种功能。工程概算投资16.045亿元,建设工期51个月。
        蜀山泵站设计流量340立方米/秒(含船闸用水50立方米/秒),设计净扬程12.7米。水泵型号为3480HLQ-40,配套电机型号为TL7500-48,单机功率7500千瓦、叶轮直径3.43米,装机8台套,总装机60000千瓦,是亚洲装机、流量最大的混流泵站,建设规模位居引江济淮八大枢纽之首。蜀山泵站的主要建筑物依次为引水渠、进水闸、前池、泵房、出口控制段、出水渠等。
        该项目投资大,工程量多,结构复杂,因此招标文件首先明确了该项目需要采用BIM技术来复核工程量清单,同时总承包单位BIM模型要竣工时移交业主管理单位,业主管理单位采用BIM模型进行运营期调用。
        (二)BIM模型维护
        BIM的用途决定了BIM模型细节的精度,但仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作。所以,目前业内主要采用“分布式”BIM模型的方法,建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。这些模型根据需要大致可分为:设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。


        蜀山枢纽的BIM模型由总包项目部成立BIM项目小组,由项目经理任组长,总工任副组长,专业建模人员搭建模型,各部门人员负责各专业资料分析,并对模型参数化数据校核。通过成立小组固定人员,不断对项目实际情况数据进行修正,使得模型更匹配现场实际情况。
        (三)场地分析[场地分析这一条可以根据蜀山泵站原始地貌结合现在的实际情况加以阐述。]
        场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素,是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。在规划阶段,场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素,往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。
        (四)工程量统计
        蜀山泵站的土建工程有大量异型结构不便于采用公式计算混凝土工程量,因此招标中要求施工单位采取BIM技术复核工程量。通过对工程量复核,发现工程量清单中部分工程量不符,尤其是发现工程量清单中控制段和站身段存在分区错位,土石方和混凝土工程量存在较大误差,通过BIM参数化的数据,不断修正各部位的工程量数据,更准确接近实际。
        (五)管线综合[管线综合这一条可能不太适合蜀山泵站,毕竟管线这部分少,主要房建上,可以不要这条。]
        利用BIM技术,通过搭建各专业的BIM模型,设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突,从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可能遇到的碰撞冲突,显著减少由此产生的变更申请单,更大大提高了施工现场的生产效率,降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
        (六)施工进度模拟[进度模拟集团公司的BIM平台就有这功能,可以加上]
        通过将BIM与施工进度计划相链接,将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D(3D+Time)模型中,可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度,优化使用施工资源以及科学地进行场地布置,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制,以缩短工期、降低成本、提高质量。
        (七)维护计划[蜀山泵站竣工以后涉及到的维护]
        在建筑物使用寿命期间,建筑物结构设施(如墙、楼板、屋顶等)和设备设施(如设备、管道等)都需要不断得到维护。一个成功的维护方案将提高建筑物性能,降低能耗和修理费用,进而降低总体维护成本。
        三、BIM技术在水利水电工程中的发展建议
        (一)建设统一的BIM模型标准
        目前市场上有大量的BIM建模软件,BIM操作平台兼容性成为最大的问题。现在的项目越来越大,需要各专业的的分工越来越多,土建、机电、管线、应力和热力分析等采用不同软件则不能很好的兼容,因此,行业部门需要统一标准,各个软件建立一个统一的数据转换接口,以利于数据的流通使用。
        (二)强化对BIM技术的应用
        BIM作为新兴的技术,推动着现代工程建设的发展,该技术的发展较为迅速,使得没有没广大的群众认知,该技术在未来发展的方向也是不能确定的,该技术在水利水电工程中要强化应用,让更多的施工人员对该项技术有正确应用,针对该项技术可以适当的开展相关的培训,在水利水电工程中发挥出更多的价值。
        结语
        BIM技术在水利水电工程的发展中,迎来了新的发展契机,在水利水电工程中常常存在信息交流困难、设计效率不高、技术复杂的问题,应用该技术后可以高效的处理以上的问题,并且优化了传统方法的不足之处,为水利水电工程的发展提供了好的发展。
        参考文献
        [1]王京浦. BIM 技术在水利水电工程施工安全管理中的实践思考[J].工程技术研究,2019,4(03):163-164.
        [2]段英凯. BIM 技术在实现水利水电工程中金属结构精准安装中的应用[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2018,31(S2):178-18
        [3]孙少楠,张慧君. BIM技术在水利 工程中的应用研究[J].工程管理学报.2016. 34( 2) : 103 - 107.
       
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