淺談BIM技術在水電站工程中的應用

卓勝豪

中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司 浙江 杭州 311122

1 BIM技術概述

BIM技術是一種全壽命周期管理的信息化技術，多用于工程項目當中，對于工程的規(guī)劃設計、采購施工及運營等多個環(huán)節(jié)都大有裨益，不僅能夠為項目建設的參與方提供信息交流的平臺，同時也能為決策者在管理中提供決策依據(jù)。從BIM的本質上而言，BIM是一種數(shù)字表達形式和表達過程，是對建筑項目的物理特征、功能特征等進行數(shù)字表達，能夠實現(xiàn)信息共享的平臺，服務于項目從無到有的全過程，在設計到實現(xiàn)、應用的整個過程中都有重要的應用。對于不同的項目階段而言，會有不同的工作人員利用BIM進行數(shù)據(jù)的提取和共享，并以此來支持決策者的管理措施，實現(xiàn)協(xié)調作業(yè)。具體到水電站工程當中，通過對BIM技術的應用，能夠更方便地實現(xiàn)工程協(xié)同設計、施工過程一體化以及運營期的智能化管理[1]。

2 BIM技術在水電站工程施工過程中的應用

BIM技術在水電站工程施工過程中的應用體現(xiàn)在多個方面，本文主要從施工安全以及可視化仿真施工兩個角度進行了簡要的分析。

2.1 BIM技術與施工安全

安全性對于任何領域而言都十分重要，對于水電站工程施工來講更是如此。傳統(tǒng)的施工技術在保證施工安全方面起到了一定價值，但具體施工過程中的安全事故卻仍然時有發(fā)生，在這一前提下，BIM技術應運而生，并以其巨大的優(yōu)勢得到了工程施工領域的重視。在BIM技術下，對施工安全的控制主要通過虛擬的安全控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，這一系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠實現(xiàn)對施工過程的實時監(jiān)控，并及時地對安全隱患進行反饋，不僅節(jié)約了人力資源，同時也提高了安全控制的精確度。需要注意的是，BIM技術在提高施工安全方面的價值并不僅僅局限于施工過程中，在施工完成之后，同樣需要在固定的時間內對工程安全方面的問題進行檢查，這是提高工程質量、延長其使用壽命的一個主要措施[2]。

2.2 基于BIM技術的可視化仿真施工

相對于傳統(tǒng)技術而言，可視化是BIM技術的一個主要應用優(yōu)勢，在水電站工程施工過程中，基于BIM技術的可視化仿真施工已經(jīng)成為主流趨勢。可視化仿真施工需要在應用AutoCAD等軟件的基礎上實現(xiàn)，而通過相應軟件的應用，工程將會以整體的形式體現(xiàn)在工作人員眼前，這對于工作人員從全局出發(fā)控制施工能夠起到極大的促進作用。水電站工程的可視化仿真施工需要依靠具體的施工模型來完成，施工模型的構建主要體現(xiàn)為以下方面：首先，數(shù)字化地形模型的構建是展開施工的基礎。在正式開始施工前，工作人員需要對施工當?shù)氐牡匦芜M行考察，并通過可視化仿真過程將其以三維模型的形式體現(xiàn)出來，從而為施工過程提供參考。其次，地形動態(tài)填挖對于工程施工而言也較為重要，其主要作用在于實現(xiàn)地形填挖的科學化，從而為工程施工提供更加便利的條件。再次，使用時間的延長會導致混凝土壩實體出現(xiàn)形態(tài)方面的變動，鑒于這一問題，工作人員必須嚴格構建混凝土壩實體動態(tài)模型。最后，土石壩實體的構建也屬于可視化仿真施工的一個主要部分，因此也必須利用BIM技術對其進行詳細的構建[3]。

2.3 在動態(tài)填挖方面

地形的動態(tài)填挖有很多的環(huán)節(jié)，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。

2.4 在實體建模方面

土石壩的壩底通常是不規(guī)則的曲面，所以其三維實體模型的建立需要用到Rhillo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(tài)及功能的不同分出不同的區(qū)域，然后運用Rhillo軟件會指出土石壩的分區(qū)實體模型。為了可視化仿真系統(tǒng)中的土石壩施工過程動態(tài)化演示功能的實現(xiàn)，分區(qū)間的填筑料數(shù)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(tǒng)中的土石壩模型[4]。

2.5 在數(shù)字模型方面

水利水電工程的重要組成部分之一就是數(shù)字地形模型（DTM），DTM采用了Ci、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(tài)填挖的受體。地形表面一般使用不規(guī)則的三角網(wǎng)格（TIN）進行表達，TIN是指運用分散的地形點按照一定的規(guī)律構成的一種不相交的三角形網(wǎng)，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[5]。

3 結束語

綜上所述，鑒于水電站工程施工的復雜性與專業(yè)性，為提高施工質量，應用具有一定程度的先進性的技術十分必要。BIM技術以其巨大的優(yōu)勢成為當前工程施工中應用的一項主要技術，在此過程中，施工安全以及可視化仿真施工屬于兩項不可忽視的內容，對此，有關人員一定要充分認識到BIM技術的具體應用細節(jié)即過程，以使其能夠為水電站工程質量帶來更大的支持。