基于BIM技術的水利水電工程建設研究

彭小虎

（撫州市撫豐水電建筑有限公司，江西 撫州 344000）

基于BIM技術的水利水電工程建設研究

彭小虎

（撫州市撫豐水電建筑有限公司，江西 撫州 344000）

現今我國的水利水電工程已經有了迅速的發展與成熟，但是其中的問題卻也不容忽視，這些問題不僅危害著水利水電工程的本身，還會對社會產生很大的影響。而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一種通過取得項目中的相關信息數據，以此為基礎建立出建筑的模型，并通過數字信息依據真實的建筑構建出真實的信息。其具備的信息完善性、一致性、平衡性及模擬性等特點，能夠很好地彌補現今水利水電工程的不足之處。文章探討基于BIM技術下的水利水電工程建設的優勢性研究。

BIM技術；建筑信息模型；水利水電；工程建設

現代社會已經全面進入了信息化時代，信息化技術的誕生與發展改變了人們的生活方式與習慣，成為了全球性的發展趨勢。而在水利水電方面，信息化的研究也迅速開展，信息化技術的運用是水利水電行業進入現代化建設的重要特征。仿真技術是伴隨著計算機技術發展形成的一種新型技術，現已成為復雜工程中必不可少的重要手段，能夠為工程的設計和管理提供更加有效的分析、研究、評價和決策方式。水利水電工程作為一項復雜的工程項目，其各個工作的之間相互聯系且相互制約，繁雜的關系使得其仿真系統具有較大的數據及圖形信心，簡單的圖表及模型并不能滿足其對精確度和可信度的表達，所以追尋新的技術，并使其與現有的仿真技術相結合是當代水利水電工程的必然選擇。

1　BIM的涵義與優勢

BIM技術是一種三維的施工模擬技術，能夠通過收集到的信息數據，完成數字化處理的工作。如建筑中的建材、設備、價格及施工進度等工程的數據信息模型，都能用BIM及其相關的信息數據化表現出來，通俗來說，BIM技術就是建筑工程中的數字技術運用。BIM技術主要用來化解建筑工程軟件中的運行問題，讓技術人員可以在處理完建筑信息后，結合其它的環節來維持軟件的運轉。BIM是一種具有設計、建造及管理等功能的數字化方式，不只能夠支持系統的內部集成管理環境，還能提高整體施工進度的效率，避免風險的產生。其特殊的優勢就是具有能夠獨立建立工程數據信息的功能，還能夠通過三維的可視化環境以及辦公自動化的功能，來迅速地處理PKPM系統中存在的信息化問題，不僅能夠提高數據信息在系統中的重復使用率，還能真正實現數據信息間的交流與共享。

2　BIM技術的價值體現

在水利水電工程的建設過程中，應用BIM技術可實現項目管理的信息化，其能通過三維渲染，給施工人員提供更為直觀與真實的視覺沖擊，以便于施工人員對水利水電工程的大概有一個具體的了解。其次，BIM數據庫的創建，能夠有效提高施工預算的精準度，促進施工管理效率的提高。并且，BIM技術的使用能夠讓相關管理者快速準確的獲得工程建設數據，在為施工單位制定出精細化的施工計劃與施工材料的同時，大大減少了人力、物力、財力的浪費，避免了資源的過度消耗。另外，BIM數據庫的構建還能在任一時點上實現工程基礎信息的快速獲取，并通過對項目計劃與實際施工中的消耗量、資金費用進行多算對比，從而能準確了解到水利水電項目的構建是否超過預算，消耗量是否超標，最終實現對項目成本風險的有效管控。最后，三維可視化是BIM技術最為直觀的特點，利用BIM技術的這一特點，可以將在水利水電工程的施工前期對整個項目進行碰撞檢查，及時發現工程項目中的不足之處，并采取合適的措施，減少在水利水電工程施工階段可能存在錯誤損失或返工的可能性，從而確保工程的優化性，促進水利水電工程施工質量的提高。

3　BIM技術在各方面的應用

3.1在數字模型方面

水利水電工程的重要組成部分之一就是數字地形模型（DTM），DTM采用了Civil3D軟件進行建模，能夠為建筑物的布置和施工提供活動場所，是地形動態填挖的受體。地形表面一般使用不規則的三角網格（TIN）進行表達，TIN是指運用分散的地形點按照一定的規律構成的一種不相交的三角形網，其以平面逼近曲面的方式，能夠充分地展示出地形的高低起伏變化。

3.2在動態填挖方面

地形的動態填挖有很多的環節，首先需要確認由填挖邊坡和大壩地面構成的設計曲面，其次就需要把設計曲面以放坡的方式疊加到原始的地形曲面，取得設計曲面和原始曲面的交線，最后再沿著原始地形曲面的相交線切除填挖設計曲面中的部分，并除去填挖曲面交線的多余邊坡，以達到最完美的設計曲面與原始曲面的融合。

3.3在動態實體模型方面

施工過程是不斷變化的，混凝土壩的形態會由于施工時間的變化而不停變化，所以大壩的模型需要建立成動態模型。大壩模型的建立必須把其三維的實體模型分成很多的澆筑塊，每個澆筑塊的施工時間、方量及澆注機械等相關屬性都不同。首先關于混凝土壩的實體建模就是使用的CAD技術，把二維的壩體設計圖分割成眾多的壩段，彼此間相互獨立又相互聯系，然后得出壩體間各部分的空間形態數據信息，并通過Auto CAD軟件通過鼠標直接繪制出三維的實體圖樣，然后運用布爾運算補充、切割及縮放等功能制作出壩段的實體模型，最終構建出完美的大壩三維實體模型。其次就是需要把壩體進行分塊，因為Auto CAD軟件中的混凝土壩仿真技術的實現，CAD能夠融入到施工仿真系統中去，其二次功能的開發能夠實現壩體澆筑過程的計算和壩體澆筑塊的剖析自動同步。

3.4在實體建模方面

土石壩的壩底通常是不規則的曲面，所以其三維實體模型的建立需要用到Rhino軟件。第一步就是需要針對不同的填筑材料及各部分的結構、形態及功能的不同分出不同的區域，然后運用Rhino軟件會指出土石壩的分區實體模型。為了可視化仿真系統中的土石壩施工過程動態化演示功能的實現，分區間的填筑料數量和施工進程都需要按照計劃分割成眾多的填筑層，才能得到真正可視化仿真系統中的土石壩模型。

3.5在實體建模方面

首先在地物方面，如圍堰、溢洪道及隧洞等地物實體，都可以依照其獨有的特點，運用CAD、參數化實體及特征實體等建模技術實現。如果是施工過程的動態演示。就可以按照所需的不同把模型分割成眾多的組成部分進行建模。其次在機械設備方面，施工過程中有一些構造較為復雜的輔助施工設施，都可以運用3D Max軟件進行實體建模，然后再導入Navisworks，進行最后的貼圖渲染工作。

4　結束語

伴隨著計算機技術的發展，計算機的軟硬件及圖形處理能力都有了大幅度的增強，計算機仿真技術已由數字仿真發展成為了可視化仿真。隨著社會的進步，人們對于可視化仿真的要求也越來越高，正是基于這樣的環境背景，產生了BIM新技術，并得到了受眾的廣泛關注。其不僅能夠為用戶直觀的仿真參數和結果，還能實現多角度及多層次的可視化仿真平臺，讓人們真正實現人際互動，對水利水電施工的組織、設計和管理的水平有極大的提高作用。

［1］苗倩.BIM技術在水利水電工程可視化仿真中的應用［J］.水電能源科學，2012，（10）：139-142.

［2］趙昂.BIM技術在計算機輔助建筑設計中的應用初探［D］.重慶大學，2006.

［3］盧琬玫.BIM技術及其在建筑設計中的應用研究［D］.天津大學，2014.

［4］秦麗芳.BIM技術在水電工程施工安全管理中的研究［D］.華中科技大學，2013.

N945.12

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1671-3818（2016）09-0176-02