BIM技術(shù)在水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

呂林凱

（中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430040）

1 BIM技術(shù)特性

BIM技術(shù)能夠?qū)こ探ㄔO(shè)項(xiàng)目全過(guò)程的效率提升、成本的有效利用以及資源的合理配置等進(jìn)行保障。這一技術(shù)可以收集整理與工程相關(guān)的各種信息，在進(jìn)行工程施工過(guò)程中，從設(shè)計(jì)直到全壽命周期的結(jié)束，BIM技術(shù)都可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行充分整合，由此也可以為施工團(tuán)隊(duì)以及實(shí)際運(yùn)營(yíng)部門(mén)的工作人員提供更加科學(xué)與合理的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)條件。其特性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

1.1 信息集成

BIM技術(shù)有著一個(gè)比較顯著的優(yōu)勢(shì)，那就是可以對(duì)各個(gè)不同層次的信息進(jìn)行收集、處理以及整合。從信息整合的角度來(lái)說(shuō)，其針對(duì)的主要是以下方面：（1）對(duì)工程結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中所有環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；（2）對(duì)工程設(shè)計(jì)中整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程需要的各方面信息進(jìn)行收集與整理。在進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)使用BIM技術(shù)開(kāi)展數(shù)據(jù)模型工序構(gòu)建，需要有關(guān)人員保證構(gòu)建的模型使所有的工序都能合理開(kāi)展，促使整體的數(shù)據(jù)建模可以有序開(kāi)展。進(jìn)行數(shù)據(jù)建模過(guò)程中，主要是發(fā)揮計(jì)算機(jī)三維度的作用，整合各個(gè)環(huán)節(jié)信息，之后開(kāi)展具體的建模相關(guān)工序。在建模工作進(jìn)行的過(guò)程中需要注意，在工程結(jié)構(gòu)施工時(shí)著重選取適宜的工程材料充分投入使用，并且對(duì)建模過(guò)程涉及的工程材料的具體使用方式與方法等相關(guān)問(wèn)題也要引起重視。要有效解決與改善上述問(wèn)題，一定注意在建模的前提條件下開(kāi)展數(shù)據(jù)建模。就我國(guó)有關(guān)各類建模技術(shù)的發(fā)展歷程來(lái)看，可以窺探出我國(guó)工程領(lǐng)域在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著非常顯著的進(jìn)步與突破。

1.2 推動(dòng)工作傳遞

在建模過(guò)程中，BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在對(duì)與這一技術(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞與統(tǒng)一，促使系統(tǒng)的管理逐漸趨向于自動(dòng)化。例如，在進(jìn)行數(shù)據(jù)修改之時(shí)，可以在不對(duì)其他數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的前提下直接調(diào)取需要整改的數(shù)據(jù)，極大保證了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少不必要的工作量和由于修改數(shù)據(jù)而出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。以上優(yōu)勢(shì)可以充分凸顯BIM技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)行的必然性。

2 BIM技術(shù)在水運(yùn)工程中的應(yīng)用

在開(kāi)展水運(yùn)工程的施工時(shí)，BIM技術(shù)的作用十分顯著，對(duì)于提升水運(yùn)工程計(jì)算量精度具有非常重要的作用。我國(guó)的水運(yùn)歷史悠久，但是在有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算等方面存在著一些難以避免的不足與缺陷，因此提升數(shù)據(jù)計(jì)算精度顯得十分急迫。使用BIM技術(shù)，不僅對(duì)于提升計(jì)算正確率發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于提升其工作效率也具有十分重要的積極意義。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，將這一技術(shù)應(yīng)用到水運(yùn)工程中，可以有效促進(jìn)工程實(shí)現(xiàn)與國(guó)際的接軌。使用BIM技術(shù)可以促使工程施工目標(biāo)通過(guò)可視化的方式展現(xiàn)在人們面前。從設(shè)計(jì)人員的角度來(lái)說(shuō)，其主要做的工作就是開(kāi)展基礎(chǔ)的建模，之后將其提交給施工單位。BIM技術(shù)主要是以三維可旋轉(zhuǎn)模型的方式展現(xiàn)出來(lái)，而這一模型對(duì)于施工人員的考察以及研究工作的開(kāi)展提供了非常有利的條件與基礎(chǔ)，對(duì)于后續(xù)精細(xì)化工作的開(kāi)展也具有重要積極作用。另外，在水運(yùn)工程中使用BIM技術(shù)能夠更加高效與高質(zhì)量地進(jìn)行各項(xiàng)檢查類相關(guān)工作。

3 BIM技術(shù)在水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 勘察環(huán)節(jié)的應(yīng)用

在水運(yùn)工程勘察環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛且重要。傳統(tǒng)的勘測(cè)就是對(duì)各方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，但是這種記錄方式不太直觀，并且也不能將勘測(cè)的實(shí)際情況客觀地反映出來(lái)，因此需要額外進(jìn)行分析，在這種情況下，會(huì)拖慢工程的進(jìn)度。但是將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，錄入勘測(cè)后的數(shù)據(jù)之后可以逐漸形成一個(gè)比較全面的地質(zhì)圖，使用這一地質(zhì)圖可以幫助下屬的團(tuán)隊(duì)對(duì)各方面的情況進(jìn)行客觀與全面的分析與觀察，幫助設(shè)計(jì)人員合理地制訂施工計(jì)劃，引導(dǎo)水運(yùn)工程更加順利地進(jìn)行，合理縮短建設(shè)工期。

3.2 地形測(cè)繪環(huán)節(jié)的應(yīng)用

使用BIM技術(shù)進(jìn)行地形測(cè)繪時(shí)，主要應(yīng)用三維成圖技術(shù)，該技術(shù)是對(duì)以往比較傳統(tǒng)的測(cè)繪方法的一種改進(jìn)。以往在進(jìn)行地形測(cè)繪時(shí)主要使用到的手段是人工處理方式，將得到的一些數(shù)據(jù)使用手繪的方式展現(xiàn)在平面的地形圖中。但是這種地圖不能將施工的地形明確與客觀地展現(xiàn)出來(lái)。應(yīng)用BIM技術(shù)之后，不管是GPS還是GIS技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)，都可以發(fā)揮BIM技術(shù)的作用來(lái)進(jìn)行全方位三維圖的繪制，將地形更加真實(shí)與客觀地展現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于后期施工工作的順利開(kāi)展發(fā)揮著重要的積極作用。

3.3 場(chǎng)地設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

這里所說(shuō)的場(chǎng)地主要指的是水運(yùn)相關(guān)項(xiàng)目在實(shí)際建造的過(guò)程中所使用到的基坑開(kāi)挖工程區(qū)域、陸域形成區(qū)域等不同環(huán)節(jié)的位置，此類位置涉及的相關(guān)環(huán)節(jié)主要包括疏浚、開(kāi)挖以及回填等。在進(jìn)行場(chǎng)地相關(guān)設(shè)計(jì)工作之前，工作人員一定要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，進(jìn)而制定合理與科學(xué)的測(cè)量模型，以為設(shè)計(jì)與施工人員提供有利的工作條件與基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。使用BIM技術(shù)開(kāi)展數(shù)據(jù)的分析，可以逐漸實(shí)現(xiàn)水運(yùn)項(xiàng)目疏浚工程，建造多種涉及水域場(chǎng)地、開(kāi)發(fā)與回填等工作的基坑開(kāi)發(fā)類的工程。在開(kāi)展水運(yùn)工程設(shè)計(jì)相關(guān)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員還可以將地震信息類的信息充分利用起來(lái)，繼而逐步實(shí)現(xiàn)收集坡度、土質(zhì)分類等相關(guān)參數(shù)的目的。

3.4 水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

水運(yùn)工程設(shè)計(jì)的主要成果是水工結(jié)構(gòu)圖紙，不同項(xiàng)目中的水工設(shè)計(jì)圖紙的種類比較復(fù)雜，需要使用到的人工用量也比較大，由此也出現(xiàn)了設(shè)計(jì)效率較低的問(wèn)題。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式中，設(shè)計(jì)與圖紙的參數(shù)處于分離的狀態(tài)，多圖紙間的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系出錯(cuò)的概率較高。與此同時(shí)，過(guò)去的設(shè)計(jì)方式難免或多或少會(huì)受到人為先驗(yàn)性經(jīng)驗(yàn)的干涉，從而在很大程度上增加有關(guān)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理的難度系數(shù)。BIM技術(shù)主要體現(xiàn)的是三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)工程不同專業(yè)設(shè)計(jì)一體化的過(guò)程充分體現(xiàn)出來(lái)，避免出現(xiàn)較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)相關(guān)工作，繼而逐漸完成專業(yè)數(shù)據(jù)成果的共同使用，設(shè)計(jì)人員的工作效率可以得到有效提升，工作方面出現(xiàn)誤差的概率也會(huì)隨之降低。使用BIM技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)水工與其他專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。在完成水工結(jié)構(gòu)總圖建造之后，可以由三維模型產(chǎn)生二維圖紙，將二維圖紙的平、立、剖面以及任意視角的局部樣圖提取出來(lái)；依據(jù)不同的構(gòu)件類型，將需要使用的線性、線寬與填充方式等在剖面進(jìn)行表達(dá)，能夠培養(yǎng)二、三維同步一體的工作模式，實(shí)現(xiàn)二維圖紙與三維模型之間的智能聯(lián)動(dòng)。

3.5 總圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用

（1）管網(wǎng)綜合。分析總設(shè)計(jì)圖與合網(wǎng)管專業(yè)的規(guī)范要求以及相關(guān)布置原則，能夠?qū)芫W(wǎng)綜合設(shè)計(jì)功效開(kāi)展合理有效的整合。但是也要注意，在實(shí)際操作的過(guò)程中相關(guān)施工人員要對(duì)行業(yè)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)遵守，同時(shí)依據(jù)管線排布的實(shí)際要求開(kāi)展更加詳盡的操作工序。為了將管線布置間的沖突性控制在可控的范圍之內(nèi)，從工作人員的角度來(lái)說(shuō)，在開(kāi)展有關(guān)管網(wǎng)綜合性的相關(guān)操作之前，需要進(jìn)行碰撞性檢查，檢查的實(shí)際內(nèi)容主要是管線與管線之間、管線與結(jié)構(gòu)間的碰撞以及無(wú)法滿足安全距離要求的軟碰撞。管網(wǎng)之間的綜合性操作能夠促使所有的操作過(guò)程都具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)特征，大體包括高效性、專業(yè)性與便捷性等。另外，管線布置的工作需要保證綜合配套，促使管網(wǎng)設(shè)計(jì)的相關(guān)成果逐漸趨向于標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而逐漸達(dá)到縮小占地面積的目的。

（2）水域、陸域布置。在開(kāi)展工程總體設(shè)計(jì)時(shí)，BIM技術(shù)可以建立水域與陸域范圍中的三維場(chǎng)地模型。在完成此類范圍場(chǎng)地模型構(gòu)建之后，統(tǒng)計(jì)與查詢相關(guān)信息之后，逐步設(shè)計(jì)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的圖紙以及工程量。對(duì)于設(shè)計(jì)與施工人員來(lái)說(shuō)，想要深入地了解水域或者陸域范圍內(nèi)的三維地質(zhì)模型，一定注意導(dǎo)入前期收集的各方面資料，之后再讀取地質(zhì)信息。

4 BIM技術(shù)在水運(yùn)工程施工中的應(yīng)用

BIM技術(shù)不僅代表的是一種簡(jiǎn)單的工程軟件設(shè)計(jì)，具體來(lái)說(shuō)它是集中了工程設(shè)計(jì)、造價(jià)與施工管理等多種綜合性因素的多元軟件。其自身包含的綜合化的效應(yīng)以及效用，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)各種水運(yùn)工程需求，直到如今已經(jīng)被相對(duì)廣泛地應(yīng)用到了具體的實(shí)踐操作中。

在水運(yùn)工程施工中使用BIM技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)以往傳統(tǒng)成本控制工作的改善，促使其不斷改善為可調(diào)控式的動(dòng)態(tài)成本的相關(guān)控制工作。在以往的傳統(tǒng)技術(shù)條件下，一般圖像都是以二維施工圖的形式呈現(xiàn)的，但是這種圖像呈現(xiàn)形式在很大程度上存在著一定的問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)此類問(wèn)題的改善與解決，一定要將BIM技術(shù)的效用充分利用起來(lái)，促使工程造價(jià)逐漸趨向于動(dòng)態(tài)化的發(fā)展方向。舉例說(shuō)明，由于受到各種惡劣天氣的影響，多數(shù)建筑物的原材料都會(huì)出現(xiàn)變質(zhì)與失效等現(xiàn)象，在此情況下一定要對(duì)原材料進(jìn)行重新購(gòu)置，但是這種動(dòng)態(tài)性的支出一般情況下都很難通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)。而對(duì)于BIM技術(shù)來(lái)說(shuō)，可以及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更新與反饋。在以往的傳統(tǒng)水運(yùn)工程中，圖像的不完善會(huì)促使施工過(guò)程出現(xiàn)許多很難避免的失誤，而對(duì)其進(jìn)行財(cái)力成本與時(shí)間等方面的彌補(bǔ)也很難進(jìn)行下去。但是發(fā)揮BIM技術(shù)的效用，可以促使相關(guān)內(nèi)容通過(guò)動(dòng)態(tài)化的形式呈現(xiàn)出來(lái)，并且在實(shí)現(xiàn)資源共享的前提下，促使各個(gè)施工人員都能夠更有效率地發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)其的設(shè)計(jì)與調(diào)整，繼而保證工程中避免出現(xiàn)諸多不必要的財(cái)政支出。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在水運(yùn)工程中使用BIM技術(shù)，能夠有效提升工程的集成化程度，同時(shí)這也是水運(yùn)工程行業(yè)轉(zhuǎn)型與升級(jí)的重要條件。要對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，繼而為水運(yùn)工程建設(shè)提供有力發(fā)展條件。