基于BIM的水利水电工程全生命周期管理研究

基于 BIM的水利水电工程全生命周期管理研究

傅俊波

浙江东洲建设咨询有限公司 浙江省 宁波市 315400

摘要：从水利水电工程的整个生命周期来看,主要包括工程设计,施工,运维,竣工四个阶段,其中除了竣工阶段用到BIM技术的地方不多,其他三个阶段在很多地方都会用到BIM技术.那么,这就说明BIM技术是水利水电工程展开施工的有效计算,管理,分析工具,既可以提升每个阶段的施工效率,又可以为施工企业提升工程效益。

关键词：BIM技术；水利工程；全生命周期管理

1  BIM技术概述

　　BIM（Building Information Modeling）从字面上理解是对建筑模型和信息的管理技术，这项技术在建筑领域的应用十分广泛，为当前许多建筑提供了完善的管理技术，凭借BIM能够实现对建筑全生命周期的管理，在建筑的工程设计、造价管理、施工工艺、材料选择、场地规划上提供了更加优化的策略，使建筑工程得到了全方位的提升。同样，这项技术在水利工程设计中也有很大的发挥空间，能够提高水利工程的设计质量，并可以在施工过程中对重要信息进行合理分析，总结并完善当前的设计理念，在遇到问题时也可以通过BIM模型来进行演示，查找问题出现的原因并科学采取针对性的措施，进一步优化设计，确保水利工程设计能够较完美地指导施工。

　　BIM是一种新型的模型构造技术，能够将项目内所有重要信息集成在一个模型上，利用计算机技术使模型的可视化程度提高，与传统平面模型不同，这种3D模型能够很好的展示出项目内部结构之间的关系，并可以在模型上进行修改和管理，实现与设计方案的互动，使设计方案得到进一步优化。BIM与传统CAD等软件有着本质上的不同，它不仅提供了施工工艺、材料选择、工程构造等基本信息，更可以凭借其灵活、细致、丰富的信息渠道和模型演算实现对水利工程设计的信息化、自动化、智能化处理，并在水利工程设计中扮演重要的角色，为水利项目管理提供准确的信息支持，进一步提升水利工程的科学性、合理性。

2应用BIM技术在水利水电工程设计中

2.1设计方案

        针对BIM方案的设计，需要对水利水电工程的前期阶段以及投标工程建立模型，建立模型可以运用卫星或者无人机可以快速实现现场情况，选择更优质的水利水电设计方案。其次，佩戴VR眼镜来浏览水利水电效果，可以感受到最真实且最有立体感的水利水电效果。

2.2协同设计

针对水利水电工程设计过程，工作人员可以依照专业对其进行分工且统一，并将其归纳到系统内进行协同设计，进一步将设计信息流转为效率进行提升。

2.3参数化建模

        参数化建模对于水利水电工程的设计过程来说非常重要。可以运用三维技术来将水利水电上面以及下面的结构进行更标准化的建立，该模型可以很好将参数化逐条进行分项建设。利用原始的测量数据和线路设计资料，再用BIM 技术进行参数化建模，从而达到自动化以及批量化跟水利水电有关的快速建立模型。

2.4碰撞检查

针对水利水电工程进行设计时，跟水利水电有关的各个构架进行检查显得尤为重要，并且也是确保施工质量的重要前提。在设计的时候应该要对钢筋，就是所说的用碰撞方法进行检查；针对水利水电各个部位进行设计落实过程中，需要对其进行碰撞，从而知晓与其对应的设计是否合理，确保设计能够更好地为施工提供有利条件，方便后期水利水电结构在运作过程中质量过关。

2.5 将BIM与计算分析软件结合

        若在设计水利水电工程中，运用最传统的设计方式，就会造成图纸与设计形成的模型处于分散状态，然而，在运用上面提到的参数化建模就会生成三维模型，从而就可以将水利水电每个构建中的三维模型引入到分析软件内，形成自动分析计算形式，实现了全球设计以及计算解析的高效建立。在水利水电工程每一个部件设计过程中，可以运用BIM 技术，把每个局部的构建导入有限元计算，系统性的计算分析，从计算中所获得到的结果，三维模型可以进一步进行修订，从而还可以将所构建的模型进行改善，再加上可以跟分析计算进行统一融合，就会形成水利水电工程有关构建模型设计的生动化以及立体化，进而展现出来，这样所建立的信息更加精准。

2.6协助设计工具

        设计的尺寸可以运用BIM 技术来进行测量，测量得到的数据录入到有限元软件内，针对设计采取自动化解析作用，从而形成辅助设计的工具。

2.7 BIM技术数据库

水利水电工程中有相对应的族库，将其进行累积，在此基础上，把数据库的内容进行扩充，其中包括不同的尺寸以及结构类型等有关信息，将其与水利水电工程设计结合在一起，设计过程中可以对其进行随时调整工作，从而优化与相对应的模型对比结果。

3水利水电工程施工阶段运用BIM 技术

3.1 施工进度管理

众所周知，水利水电施工环境过于复杂，工程项目的施工周期也很长，水利水电的构件比较多，体积很大，施工结构复杂，然而，运用BIM 技术可以很好的将工序模拟出来。工作人员可以利用BIM 模型的三维场景，将其特点还原出来，很好的将水利水电工程模型进行施工工序化，将其建立成模型展现出来，构建好的工程模型，能够跟施工计划的内容进行数据性的匹配和联系，进而可以很好的控制住施工进度。利用BIM 模型建立工序模拟形式，从而可以将有关施工人员对水利水电工程中会遇到的施工困难，快速找出来，并且还能够将重点问题进行管理监控，针对施工方案，可以提前进行有关工序，有利于水利水电工程在现场进行指导时，可以更好地确保工程施工质量以及进度。

3.2 计量支付管理

        BIM 技术应用在水利水电施工过程中可以迅速生成工程量。把跟水利水电工程有关的工程量、相应的报价，以及跟其有关的数据全部引入到BIM 中，可以将该水利水电施工中的工程量自动生成。所形成的数据会随着输入数据的改变而自动进行修改，其中也包含人工费用以及好利和成本调整价格等，这样有效确保工作措施以及准确性。计算支付管理可以结合施工进度，使其可以进行统一管理工作，并且跟施工进度还是可以对应上，针对月支付计量，可以自动形成报告，自动核算，有效为把握工程款项以及实际施工进度的工程量相符性，进而将工程款项的超波波的出现的问题避免掉

4水利水电工程运维阶段运用BIM 技术

水利水电工程运维阶段可以运用BIM 技术，有效地收集信息以及网络计划，根据实际场景再次表现出来，提供更有效的维护方案，针对会出现的安全事故，可以很好的将信息的自动测算以及内容进行反馈，针对水利水电运维管理方面提供最优方案。在这期间水利水电工程的运维阶段，占到整个水利水电工程全生命周期最长的耗时，在此阶段，水利水电工程以及管理方面等工作量非常大。建设整个水利水电工程阶段所要用的时间不会比运维阶段用的时间少。根据初步估算，因为阶段的工程成本非常大，比例都占到墙量，占项目生命周期的75%左右，所以针对水利水电工程运维阶段进行有效管理工作。水利水电工程由于其结构庞大、施工环境复杂，在运营维护阶段需要越来越多的信息和参与者。这种不断的扩展和变化，增加了水利水电工程运营维护阶段的管理难度，引入BIM技术可以自动计算工程量，在运营维护阶段获得更准确的信息，从而保证水利水电工程运营维护效率的提高。

结束语：综上所述，水利工程是重要的基础设施，在保障国家水安全方面发挥着重要作用。为充分发挥水利工程应有的效益，应重视全生命周期管理理念的落实，积极推进BIM技术的运用，构建完善的管理系统，为项目设计、施工、运营管理等提供可靠支撑，切实保证工程顺利完工、正常运营，发挥相应的发电及水资源协调等功能。

        参考文献：

        [1]魏超.水利水电工程基础处理施工特点及技术应用[J].河南水利与南水北调,2019,48(12):37-38.

        [2]段正伟.刍议高校水利水电工程人才培育策略研究[J].劳动保障世界,2019(36):53+56.

        [3]张晓, 蔡瑞瑞. BIM技术在水利水电工程全生命周期中的应用[J]. 市政技术, 2019(4):93-94.