基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程

马兴国

摘要：BIM技术是一种模拟工程的三位模型技术，其在水利工程施工管理中的应用当前尚为成熟，不过其具有诸多优势和特点，能够提高水利工程施工的质量和效率，同时更加便于施工管理。因此本文通过分析BIM技术在水利工程中的应用，并阐述其特点和管理模式，分析BIM技术在水利工程施工中的应用流程，以期为相关施工管理提供借鉴和参考。

关键词：BIM  水利工程   管理模式   应用流程

BIM技术即是建筑信息模型技术，是利用数字化技术对工程进行虚拟的三维模型，其通过建立与现实情况相近或者一致的信息数据库，比如建筑构件信息。结构几何信息以及状态信息等，提高建筑工程的信息集成化程度，为工程信息交换和共享提供平台。在水利工程施工管理中引入BIM技术对其施工和管理活动具有积极意义，能够更好的探索信息空间与物理空间无缝融合下协同式施工的方法及方案，提高施工信息交互和共享效率，解决传统施工管理存在的问题，促使图纸审核、施工方案得到优化，降低施工成本，实现精细化管理。

一、BIM技术在水利工程中的应用

BIM技术主要借助相关主流软件来为水利工程提供设计和运行等服务，通过三维系统、地质三维系统以及测绘三维系統、施工三维系统等结合水机专业、碰撞检查专业、坝工专业、水道专业等，能够更好的保障水利工程勘察、测绘、设计、施工活动的科学性。当前在水利工程中应用BIM技术的初期发展阶段中，一般是工程管理人员在不同的施工阶段利用BIM技术开展协作管理，从施工准备到工程竣工，BIM技术贯穿全程，并基于传统的施工模式建立BIM模型以辅助施工管理，能够发挥BIM的技术优势够促使水利工程管理模式符合实际施工现状[1]。

二、BIM技术在水利工程施工中的特点

（一）具有可视化特点

与水利工程传统的三维设计图纸和模型相比，BIM技术能够实现可视化的4D施工信息模型，从而能够更加直观、准确的模拟施工过程，能够及时的对水利施工信息进行查询和拓展。这种特点的形成主要是根据水利工程实体数据利用BIM平台生成具有较高仿真度的建筑模型，并且添加各种施工信息参数可以直观了解水利工程的施工效果。在管理层面上即可以召开技术讨论会议，对相关施工方案和管理方式进行科学决策，选择最佳施工方案。在很大程度上提高了水利工程施工管理以及施工信息交互的效率。同时BIM可视化还能够以报表或者效果图的形成呈现出现，能够辅助水利工程在设计、施工、运营期间的沟通和决策活动，为水利工程施工管理提供极大的便利性[2]。

（二）具有模拟性特点

BIM在水利工程施工中的核心作用是能够具有前瞻性和预见性的模拟施工材料、设备以及工序、成本、安全隐患等，对于水利工程的各个建设环节来说能够发挥优化处理的功能，从而根据模拟来对实际进行优化调整，能够保障水利工程施工正常、有序的开展。比如在水利工程设计环节中，利用BIM可以进行节能模拟、热量模拟以及紧急疏散模拟等、在施工阶段可以在三维模型的基础上对施工组织提供指导、对施工成本控制提供有效建议等，在工程施工运营中则能够对紧急突发情况进行模拟处理，从而有助于制定高效的紧急处理方案，保障水利工程施工的安全性和有序性[3]。

（三）具有协调性特点

由于在水利工程建设过程中，参与工程建设的各个主体需要保持沟通和交流，才能够实现协调配合，保障工程施工的有序性。然而在实际情况下，水利工程施工的环节繁琐，而且人员结构比较复杂，协调工作具有很大的难度，浪费大量的时间。同时也部分协调工作会对工程的质量和工期进度以及参建主体的利益产生一定的影响。应用BIM则能够在水利工程开工之前就将各个专业的碰撞问题进行协调优化，借助模型的直观性合理分配施工任务和管理责任，有效的解决了传统工程协调工作的困境，并且能够尽可能的减少协调工作量，保障工程进度和质量不受影响。

三、BIM水利工程施工管理模式

水利工程与其他建筑工程存在较大的差别，其设计选型一般都比较特殊，而且设计图纸相对繁多，需要专业的水利设计人员才能够对其三维形态进行解析。同时水利工程的设计图纸修改较为复杂。协同难度较大，可能就会造成设计周期过长的情况。因此在水利工程中引进BIM技术和专业团队能够针对整个施工过程进行三维模拟，通过施工管理与BIM相结合能够优化水利工程管理模式，有效的辅助施工作业的开展。对水利工程施工进行合理的阶段规划，对施工前、施工中以及工程竣工进行合理分工协作安排，提高协作能力和实际施工质量。在施工过程中工程管理人员结合BIM技术优化各个施工作业环节的衔接，从编制项目管理计划一直到竣工决算明确分工职责，应用BIM管理模式实现了“模拟-反馈-实施”的管理机制，促使水利工程的质量管理、进度管理以及成本管理得到有效控制，提高了水利工程的经济效益和社会效益。

四、BIM水利工程施工应用流程

由于水利工程的施工技术相对复杂，对施工人员和工艺都有较高的要求。为了保障水利工程的施工质量，需要利用BIM技术对其进行辅助管理。首先则是利用BIM技术对水利工程中的重要施工环节进行放样，能够有效的指导施工人员开展科学作业，可以实现在保障工程质量的基础上尽可能的缩短工期，减少返工作业。同时也能够为施工交底提供丰富的数据支持，有利于后期的运营管理。其次是要利用BIM对水利工程建筑以及地形进行建模，保障对关键施工节点的质量控制，从而使总体施工布局更加合理优化。比如可以精确的计算出水利工程的挖方量、填方量、施工成本等。所以在水利工程施工中要实施以下流程。

（一）在水利工程模拟BIM系统下实施的流程

模拟BIM系统一般是将BIM技术应用在施工准备阶段，利用其模型构建的功能将施工进度计划进行可视化和优化。并且在项目管理以及实际施工需求的基础上，通过创建4DBIM模型、施工过程模拟、施工安全管理等流程提高水利工程管理质量。其中BIM技术应用人员要对设计的水利工程进行WSB分解并进行编码，添加设计模型缺失的相关技术信息以及施工经济信息等，要确保施工模型的完整性，再结合施工进度计划，提取施工起止时间、施工顺序等信息内容，构建合理的4DBIM模型;然后以构建的施工模型作为基础开展施工过程模拟，如果发现设计问题则要及时与设计单位沟通，修改缺陷部分。如发现施工过程存在问题，如施工工序安排不合理、施工设备使用冲突、施工空间不足等，则要立即与施工单位和工程技术部门沟通，修改施工方案，再进行模拟验证，直到模拟符合施工标准;最后是要利用BIM进行施工安全管理，借助BIM的可视化特点将水利工程施工中存在施工要求高、施工过程复杂的关键环节进行三维动画演示，同时要根据演示中发现的隐患和重要操作工艺要求进行施工培训和技术改进。并且也可以利用BIM模型对水利工程中容易出现质量问题的部分进行标记，辅助管理人员重点监督隐患部分，提高安全管理水平。

（二）水利工程实施BIM系统下的实施流程

在水利工程施工的具体过程中，要利用实时BIM系统更新施工进度，因此管理人员要根据实时BIM模型与实际施工进行对比，及时调整施工计划。实施的流程步骤主要有构建BIM实时模型、开展辅助进度管理、成本管理、生成竣工模型。首先则是要通过激光扫描或者照相测量等技术收集水利工程的施工现场构件主要信息，整理相关参数和数据，添加到实时BIM施工模型中，参照实时采集的构件位置信息等经过系统处理转换得到实时施工模型;其次是通过构建的三维施工模型可以直观的了解到实际的施工进度，相关管理人员则可以根据实时模型显示的工程量与实际进行参照对比，更为准确的掌握水利工程施工进度请款;此外通过在BIM模型中输入工程投入资金、相关资源等信息们可以对比工程预算，实现对水利工程的成本情况进行严格掌握，并及时预测和调整资金投入;最后在水利工程竣工后，可以按照工程的实际施工质量修改实时模型，保障其能够准确的反映水利工程的正确信息，为后期营运提供支持。除此之外管理人员要将不必要的信息进行删除，保留建筑设备等重要信息，从而为竣工决算提供依据，生成实时竣工图纸，便于后期管理。

五、结语

综上所述，水利工程施工管理结合BIM技术能够发挥独特优势，通过应用模拟BIM系统和实时BIM系统两大平台能够对施工数据进行全面、准确的收集，为施工计划以及决策管理提供科学支持，实现全方位的工程管理。因此基于BIM的水利工程施工管理对整体工程建设具有积极意义和重要价值，推动水利工程的良好建设，提高社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]徐钰德，王铭岩，杨叶娟.基于BIM的水利工程施工管理模式及应用流程[J].人民黄河，2019，（08）：138-143.

[2]李建.基于BIM技术在水利工程中的运用研究[J].黑龙江水利科技，2019，（05）：171-173.

[3]李国喜.采用科学的管理模式 保障水利工程施工质量[J].吉林农业，2018，（24）：66.

（作者单位：山东省调水工程运行维护中心寿光管理站）