BIM技術在水電站工程中的應用優勢分析

喻言

摘要：BIM技術是工程信息化發展的重要方向，將其運用于水電站工程中可有效解決設計計算工作量大、施工技術復雜、不同部門協調難度大等問題，有效提高施工環境、進度以及成本管理效率、水平。本文首先對BIM技術概念進行了簡要分析，其后詳細探討了BIM技術在水電站工程中的應用優勢，最后圍繞工程案例展開分析，以期可供參考。

Abstract： BIM technology is an important direction for the development of engineering informatization. Its application in hydropower projects can effectively solve the problems of large design and calculation workload， complex construction technology and difficult coordination between different departments， and effectively improve the construction environment， schedule， cost management efficiency and level. This article briefly analyzes the concept of BIM technology， then discusses the advantages of BIM technology in hydropower projects in detail， and finally analyzes engineering cases for reference.

關鍵詞：BIM技術;水電站;應用優勢;工程案例

Key words： BIM technology;hydropower station;application advantage;engineering case

中圖分類號：TV736? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0203-02

0? 引言

我國是一個水資源豐富的國家，基于清潔能源發展要求，我國水電站修建規模不斷擴大，結合最新統計數據來看，2019年我國水力發電量增至13019億千瓦時，占全國發電量的17.8%。從我國水電站修建情況來看，其往往投資規模大、設計施工要求高、管理難度大，對此本文從BIM技術的運用角度出發展開分析，通過BIM技術輔助水電站設計、施工與管理，有效減少設計誤差、協調各施工單位之間的協作，保證水電站工程順利實施。

1? BIM技術概念

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱 BIM，主要是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫，不僅包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息，還包含了非構件對象（如空間、運動行為）的狀態信息。

近些年，我國工程建設領域中一直大力推廣BIM技術的運用，尤其是對于水電站工程而言，其規模大、投資高、施工條件復雜，傳統的設計、施工與管理方法的運用，往往難以滿足水電項目高效、精確作業需求，而通過BIM技術的運用可實現多維數字化管理，以三維模型為核心，通過數據集成、仿真模擬，實現項目全過程監測與管理。對此，加強BIM 技術在水電站工程中的應用研究具有重要意義。

2? BIM技術在水電站工程中的應用優勢

在水電站工程中，通過對 BIM技術進行有效應用，可以起到非常好的效果，其主要優勢可以在如圖1幾點體現。

2.1 規劃階段

BIM技術在水電站工程規劃階段的運用優勢在于，可以提供現場狀況建模、成本估算、空間規劃、場地分析等功能，通過構建三維可視化模型，輔助實施空間規劃、場地布置方案的比選;利用BIM技術可在規劃階段自動生成工程量，并進行工程概算，由此明確水電站項目成本信息，為項目決策提供可靠依據。

2.2 設計階段

BIM技術在水電站工程設計階段的運用優勢主要體現在所有的設計成果均可通過三維可視化的方式展現，具體如圖2所示。通過BIM技術的運用，可改變水電站工程傳統設計流程，實現各專業協同涉及，減少設計中的錯誤，提高設計效率;BIM軟件還可進行性能分析、結構分析、工程算量，實現三維渲染出圖，設計成果朝著信息化、智能化的方向發展。

2.3 施工階段

水電站工程施工工程量大、技術要求高，管理相對較為復雜，施工參與各方極易因此信息溝通不暢出現“信息孤島”的情況，導致各種質量、安全、進度問題的出現。借助BIM技術的應用，可實現對水電站工程各階段信息的集成，方便各個參建單位查詢、監控，有效加強各方的信息溝通，提高工程信息化管理程度，在成本、質量、安全、進度管理等方面效果均較好。

2.4 運維階段

對于水電站工程而言，運維也是一個重要的階段，直接關系到項目的社會、經濟效益。BIM技術在運維階段的運用優勢，主要體現在BIM系統與運營維護系統的結合方面，BIM包含水電站工程設計、施工階段所有信息，可通過與RFID技術的幾何，實現對水電站建筑物內構件、設備的監控，及時發現水電站運行質量、安全隱患，保證其運行穩定性、可靠性。

3? 工程案例

3.1 工程概況

本項目為Ⅰ等大（1）型水電站工程，以發電為主，兼顧防洪，并具有改善上游河段通航條件等作用。電站總裝機容量10200MW，水庫正常蓄水位975m，總庫容74.08億m3。工程勘測階段采用地質BIM技術，極大地提高了工作效率、豐富了地質工作手段，助力水電站米級精準勘察。

3.2 BIM應用亮點

①打通了勘察全過程地質BIM技術。此水電經實踐研究結合需求，自主開發了數字化采集系統、數據庫管理系統、三維地質建模系統、GIS綜合管理平臺等軟件，打通了地質勘察全過程BIM技術。

②頂層設計海量數據的采集和存儲、維護、交互形式。數字化采集系統主要包括無人機航測、傾斜攝影、地質實景編錄、鉆孔APP、地質測繪系統APP等，高效采集數據實時傳輸至數據庫;數據庫管理系統頂層設計數據存儲模式和數據流轉交互形式，各環節地質信息數字化存儲;一次錄入多種應用，存儲基礎資料實時維護，既能出圖，也可進行地質綜合分析。

③提出了三維地質建模不同地質體針對性解決方案。水電站工程區地質條件復雜，傳統三維地質建模方法難以解決所有難題;開發的三維地質建模系統，研究了各地質體針對性的三維建模解決方案。

④探索自動智能建模技術。通過算法自動識別尖滅和透鏡體，建立土層模型，該建模方法在水電站庫區移民工程安置房項目應用較多，建模效率高且保證精度，大大節省了工期。

⑤完善的質量控制體系和成果校審機制。信息入庫時詳細校核記錄地質信息與地質過程，進行過程質量控制;通過各級不同方法對模型進行進行校審;完整的地質BIM成果校驗機制和過程控制機制，保證了水電站地質BIM成果質量。

⑥全地質屬性數據交互協同應用。開發了地質BIM成果與CATIA、3DE數據接口;傳遞幾何屬性和地質屬性，實現了全地質屬性不丟失與設計專業進行數據交互，設計人員不僅可以利用三維地質模型進行設計，還可以查看相關地質信息，作為三維協同設計的基礎信息資料。

⑦成果大量應用于勘測設計階段。通過地質BIM成果進行壩線方案比選，優化導流洞布設方案，細化防滲帷幕方案;進行施工開挖模擬、計算工程量、指導施工;利用地質BIM成果在軟件中劃分網格，輸出進行三維數值模擬。

4? 結語

綜上所述，BIM技術對于整個工程技術行業來說是一場新的變革，目前國內基本實現了BIM設計、BIM施工、BIM運維，貫穿工程項目全過程。水電站工程項目復雜、投入多、設計施工難度大，通過BIM技術的運用可體現建設過程中各個階段的數據、資源，而通過這些信息項目的各參與方可以更加輕松的去對整個項目進行實時的解讀，有利于其對項目進行全面把控，真正實現項目的高效、有序落地。

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