BIM技术在船闸施工中的应用研究

陈亮

摘  要：本文分析了船闸工程施工特点，对BIM技术特征进行了探讨，从施工工艺模拟与可视化交底技术、施工进度管理、工程量统计与核对等方面对BIM技术在船闸施工中的应用进行了研究，旨在为相关人员提供参考。

关键词：BIM技术;船闸工程;施工项目管理

船闸工程施工具有一定的复杂性，包含不同专业、不同工种之间的交叉工作比较多，施工持续时间长，工程安全管理、质量管理、进度管理等工作难度大，对管理人员的统筹协调能力要求较高。在具体施工过程中，施工人员要与不同部门之间建立良好的联系，才能推动工程项目的进展，保证施工质量。传统模式下，以人力为主的管理方式无法满足船闸工程的发展需求，现阶段在互联网技术、信息技术、计算机技术的支撑下，BIM技术在建筑行业得到了广泛应用，推动了建筑工程的创新发展。

1、船闸工程施工的特点分析

船闸工程是一种大型基础设施建设，结构相对复杂，专业性强，投资规模大，工程持续时间比较长，施工环境复杂，包含不同专业、不同工种、不同部门之间的交叉工作比较多，工程质量管理、安全管理难度大。对设计人员、施工人员的统筹协调能力、专业能力要求较高，项目建设的标准化要求较高。在设计阶段，要保证闸位与总体布置的合理性。闸位的布置受到已建水工、通航建筑物等方面的影响比较大，约束条件比较多，在有些船闸工程中，船闸所处的地理地质环境恶劣，在设计中要重点考虑地震断裂带的分布与走向，提高设计方案的科学性、合理性和安全性，同时要尽量降低船闸工程施工对相邻水利设施产生的影响，满足船闸工程所在区域的防洪设计要求。

2、BIM技术相关概述

建筑信息模型（building information model—ing，BIM）技术是融合现代计算机技术和信息技术发展而来的建筑信息管理技术。在建筑施工管理中的应用，以BIM技术为核心，利用BIM集成平台，可以将机电、土建、钢结构等专业的内容高度集中，融入到BIM建筑模型中，提高建筑设计的统一性和协调性。同时也可以将建筑工程的设计、工艺、进度、安全管理、质量管理、施工材料、劳动力、工程建设成本等工作内容集中到同一平台中。传统的建筑项目管理模式无法实现高度同一的标准化，项目建设周期、成本控制、质量管理和安全管理工作难度大，有些技术图纸的关键点不清晰，有些情况下，施工人员无法准确、全面、形象、直观的理解设计图纸的关键内容。利用BIM集成模型作为载体，可以加强不同参与单位之间的有效联系，通过整合各类数据信息，利用BIM模型形象、直观、可统计、可计算的特点，提高项目技术管理、工程量管理、进度管理、质量管理和安全管理之间的联系，提高建设工程管理效率，降低管理人员的工作量和工作难度。船闸工程结构形式复杂，将BIM技术应用于船闸工程施工中，利用其可视化的优点对重点、要点、难点项目进行可视化交底，进而提高施工设计方案的合理性、针对性，避免因施工人员对设计图纸内容理解不清晰导致二次返工问题的出现。

3、BIM技术在船闸施工中的应用

3.1施工工艺模拟与可视化交底技术研究

船闸工程结构形式复杂，利用BIM技术的可视化性能可以对项目的重点、难点内容进行可视化交底，以三维立体模拟的形式更加直观的展现出设计工作的要点内容，保证施工设计图纸能为项目的建设提供全面的支撑，避免出现设计图纸与实际施工情况不符的问题。此外，利用BIM技术可以构建三维立体模型，建立起集成建筑工程项目各种相关信息的模型，在工程准备阶段和设计阶段对实际施工情况进行高度模拟，通过碰撞实验深入分析不同专业的交叉工作，优化和创新设计方案，在设计阶段发现施工过程中可能出现的问题和难题，避免因施工一段时间之后发现设计方案不合理的地方，出现二次返工问题，增加没必要的施工成本，浪费施工材料、人力、物力的同时还会影响工期和施工质量。对于一些设计较为复杂的工艺，可以利用BIM技术构建三维可视化模型，展现出具体的施工工艺，以视觉化的形式指导施工现场的作业，协调不同专业的工序，减少人、机械待工问题的出现。结合现阶段船闸工程的实际施工情况来看，复杂的结构节点比较多，复杂节点位置处的异形结构会增加施工过程中模板设计和工序的难度，在传统施工模式下，在该环节施工时候需要人为在现场指导施工人员开展模板的制作与安装工作。利用BIM技术构建三维可视化模型，可以在设计阶段对复杂节点进行深化设计，在施工过程中按照模拟流程对实际施工状态进行对照，结合相关技术文件和质量要求、施工进度要求形成相应文件并制作相关交底的三维模型和三维施工交底动画。有助于提前展示出船闸工程的施工难点、要点和关键点内容，将复杂的施工工艺和流程变得更加简单、可理解，这种工作模式可以避免施工人员和管理人员因对设计图纸、规范理解不同产生的施工错误。

3.2施工进度管理

施工进度管理是船闸工程的重要工作内容，在进度管理中，要根据具体工程项目的实际情况制定BIM技术施工进度控制协作流程，对不同专业、不同工艺特征进行整合，分析影响施工进度的主要因素，对材料供给、人力分配、工序安排、机械设备等方面的因素进行整合，以BIM技术为核心，通过相应的调整，构建工作分解结构（work breakdown structure，WBS）和施工进度计划相关联的内在关系，进而完成工程构件模型和施工进度计划相关联的动态链接。在船闸工程施工开始之后，通过录入实际施工进度，与原计划进行对比，通过对各类进度数据进行全面对比、分析之后，对实际施工进行调整，利用构建的BIM 三维可视化模型对施工过程进行模拟，实施查询施工动态信息。在船闸工程中应用基于BIM技术可视化模型，再与传统施工进度控制模式相互结合，在进度信息反馈、可视化模拟分析和动态控制等方面具有突出的优势。从信息反馈的角度来看，船闸工程进度的控制要依賴于及时、有效的信息，利用信息采集系统和反馈系统让管理人员在一定时间内了解项目开展的具体情况，现阶段常用的船闸工程信息采集主要通过日报的方式收集各类信息。

3.3工程量统计与核对

利用BIM技术构建算量模型可以准确计算工程量，船闸工程中的很多施工环节应用的是异形构件，结合BIM技术构建算量模型可以详细记录这些构件的规格、尺寸和具体的参数信息，利用系统里的具体算法和公式，可以将模型切割分块不断细化，以提高计算结果的准确性和完整性。工程量的计算是船闸工程的重点工作内容，该项工作与施工计划调整、施工质量控制、施工工艺选擇等工作内容息息相关，BIM技术工程量计算中的应用也可以将工程造价人员所构建的基本模型时间信息、工程成本等关键内容进行有机结合，多种因素集合的方式有助于施工单位控制工程成本，也能有效解决因工程量计算不准确导致的工程纠纷、工程造价失控、材料浪费等问题。在计算工程量时，首先要根据船闸工程的具体特征构建BIM算量模型，船闸工程中很多构件都是不规则的，要根据这种不规则的特点构建相互独立的模型，这在一定程度上会加大算量软件的选择和应用难度，要根据施工要求、工程特点选择与之对应的算量软件才能提高工程量计算的准确度。

4、结语

综上所述，船闸工程施工项目复杂，对标准化要求较高，施工节奏紧凑，包含的参建单位比较多，所涉及的信息数据量大、信息种类多、信息数据更新速度快。要想保证施工进度、施工安全和施工质量，必须要提高管理模式，传统的工程管理手段无法满足船闸工程的发展要求。在此背景下，建设单位要结合工程特征和建筑行业的发展趋势，加强新技术的应用，将BIM技术应用于船闸工程施工中，结合BIM技术和相关计算机软件构建相应的三维模型可以加强不同部门之间的有效协调，推动工程项目进展。

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