王曼
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摘要：BIM技术最早应用于建筑行业并取得了普遍认可，在水利行业中的应用起步较晚，但发展速度很快，应用前景广阔。在水利行业，BIM技术的应用已不局限于设计阶段，在施工阶段亦已崭露头角。在施工阶段应用BIM技术，有助于提高施工的信息化、智能化水平，从而全面提升施工管理水平和工程质量。目前所查阅到的文献中，BIM技术在水利工程施工阶段的应用尚处萌芽阶段，相比设计阶段明显不足。对BIM在水利工程施工中的应用进行了探讨，并对其前景进行了展望。
关键词：BIM技术;水利工程施工;应用
引言
21世纪，网络技术从2G转变为5G，计算机硬件发生了突破。软件和计算技术可以同时提高，越来越多地用于经济建设领域。随着建筑技术的进步，各种类型的工程项目(更大、更复杂的结构和应力)都产生了新的特性。通过合并二维空间规划来构建整个模型是困难的，这使得二维设计(例如CAD图形)越来越无法在参与方的施工过程中协调通信。为了提高工作效率以实现设计和施工的三维可视化，基于制造行业的PDM和PLM技术开发了建筑行业BIM技术。
1BIM的技术特点
可视化：建筑物得到更加直观的清晰表现，构件之间形成互动性和反馈性，呈现效果图。协调性：在项目施工前期，综合各个专业的设计图纸自动检查，进行碰撞检测，系统识别出存在的问题，对各专业的碰撞问题进行协调，并生成报告。）模拟性：在方案和施工阶段可以进行各种模拟，除了三维模型外，还包括4D模拟、5D模拟。优化性：工程项目的复杂程度较高时，现代建筑物的复杂性大多超过了参与人员本身的能力极限，参与人员的能力无法掌握所有的信息。可出图性：可快速需要的各种生成平、立、剖图纸，生成明细表，及体积、面积等数据。
2BIM技术在水利工程中的应用
2.1施工区域总体布置
利用BIM技术及其三维可视化特点，通过对水工建筑物、场地、施工设备及机械等进行精细化建模，能更加容易地提前发现冲突，优化施工现场布置，方便施工，节省物料，节约用地，提高施工效率，提前避免安全事故的发生。水电站利用BIM技术，在四维时空场景下系统分析设备防碰撞等安全问题，帮助工程师科学、高效地制定了建塔安装运行的实施方案，有效缩短了设备租赁使用周期，为大坝节点目标的顺利实现和大型设备安全运行提供了重要保障。某输水箱涵建造工程利用Ｒevit软件进行3D建模，选用Navisworks软件进行漫游、碰撞检测和仿真模拟，实行了施工区域布置优化。
2.2构建施工安全信息建筑模型
对于水项目而言，应急准备和风险承担对于建设准备阶段的安全管理至关重要。高效应用BIM技术，收集有关分析工作结构、进度时间表和模型属性数据配置的数据，为全面控制项目中的安全风险提供了可靠的基础。完成进度测量节点的设置后，应用BIM技术以全面查看相关信息。结合BIM技术模型和现有的安全规则和实践仿真，使用Tekla体系结构工具支持适合不同环境的安全规则。例如，在监测高边坡施工时，将根据顶部工作面和渠道的临界边缘设置一个大于1.3m的安全围栏。同时，垃圾体的清理将在高级作业之前清理，4.9m剪切线外部面的挡墙小于2.1.3m。
2.3设备与材料管理
BIM具备多种信息，将信息整理导出，可以获得详细的材料表。在施工准备阶段能提供详细的成本估算，便于施工材料、施工设备的购买和配备。
项目管理者可根据施工计划，将材料与设备信息分阶段归类整理，确定清晰的材料设备进场计划，根据现有储备情况，及时纠偏，避免维护、急缺、浪费的情况。例如，电站水轮机金属蜗壳钢结构制造阶段，可采用Dynamo进行建模，将模型导入advancesteel生成对应的钢结构，导出数控机床数据与图纸，精准确定实际工程量，便于材料加工与采购。
2.4在工程项目施工过程中
在工程项目维施工过程中，统筹调度工程的进度、成本、质量与安全管理。在进度管理方面，通过不同颜色来细分标注施工状态，将计划施工进度与实际进度进行对比，生成时间轴，及时调整施工进度并形成记录，提高速度的总体控制。利用BIM技术形成成本控制，通过添加施工日志、工程量月表、项目清单、明细表等信息，实现成本精细化、动态化管理。施工人员、实施时间、新增或更换的配件信息等及时上传到BIM中，形成质量和安全工作的动态记录，提高质量与安全管理时效性、可溯性。基于BIM技术建立的协同工作的平台，有利于各方面人员或团队可协同合作，例如在出现现场变更问题时，一方在授权内做出的变更可同步到其他参与方，具有“一处更改，处处更新”特性，协同施工进度计划，BIM技术模型能够打破CAD时代各专业独自作业、工作流线交错复杂、设计难以更改的壁垒，有效避免了传统2D绘图由于疏忽带来的遗漏，造成实施中不必要的损失，便于物业管理，节约人力、物力、财力，有效提高了管理效率。
2.5构建施工评估算法
该评价算法在水务工程项目安全评价中发挥了重要作用。BP神经网络常用于水文设计安全评价中与AHP相结合。该模型主要基于BP算法的网格模型，其中输入、输出和隐式层设置为通过先前连接的电路依次返回故障信号，并按级改变神经元的值。迭代优化了整体转动关节，给出了优化转动相对于联动权重的实例。在水利工程安全管理评价体系中，通过分析以往数据确定具体指标权重；然后利用水管工程。同时，有关专业人员可以分析整合的测量值，获得神经网络的初步数据。最后，管理相应的神经网络，并根据BIM技术系统分析通过输入相应的评价标准来记录相关的安全措施。在实践中，通过评价指标来改进项目管理，具体数据存储在水利工程案例库中，为最终系统性能分析提供可靠的参考。
2.6工程造价
BIM技术以准确的地形模型、水工建筑物模型、金属结构及机电模型为前提，开挖工程量、枢纽建筑物工程量、金属机构及机电安装工程量等一目了然，为工程结算提供直观的参考数据。例如，新孟河界牌水利枢纽的BIM系统利用BentleyGEOPAK软件在三维地形上进行开挖设计，获取开挖工程量;实现自动化三维配筋并自动生成钢筋表，快速获得材料、规格、数量以及设备型号等工程量汇总信息。
结束语
BIM技术目前仍处于发展阶段，但BIM技术是继CAD技术之后的又一项技术革命，无疑正在改变建筑业的整体趋势。近年来，由于各国出台了广泛的支持政策，BIM技术在水务行业的应用和发展大大加快。对BIM技术的应用提出特殊要求的大型试点项目。在水开发过程中，BIM技术的应用不仅提高了生产率，而且对设备中的流程和阶段提供了更详细、更精确的控制。这完全破坏了迄今为止从建筑业获得的专门知识，加速了水开发技术的发展和进一步发展。
参考文献
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