BIM技术在水利工程中的应用

1、BIM技术在水利工程中的应用摘要BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。本文简单介绍了BIM及BIM在水利水电工程建设中的应用及其展望。1、绪绪论1.11 BIIM的概述述BIMM的全拼拼是Buiildiing Infformmatiion Moddeliing，即：建筑信信息模型型。BIM是以三三维数字字技术为为基础，集集成了建建筑工程程项目各各种相关关信息

2、的的工程数数据模型型，BIM是对工工程项目目设施实实体与功功能特性性的数字字化表达达。一个个完善的的信息模模型，能能够连接接建筑项项目生命命期不同同阶段的的数据、过过程和资资源，是是对工程程对象的的完整描描述，可可被建设设项目各各参与方方普遍使使用。BIM具有单单一工程程数据源源，可解解决分布布式、异异构工程程数据之之间的一一致性和和全局共共享问题题，支持持建设项项目生命命期中动动态的工工程信息息创建、管管理和共共享。建建筑信息息模型同同时又是是一种应应用于设设计、建建造、管管理的数数字化方方法，这这种方法法支持建建筑工程程的集成成管理环环境，可可以使建建筑工程程在其整整个进程程中显著著提高效

3、效率和大大量减少少风险。1.22 BIIM的来源源19775年，“BIM之父”乔治亚亚理工大大学的Chuunk Easstmaan教授创创建了BIM理念至至今，BIM技术的的研究经经历了三三大阶段段：萌芽芽阶段、产产生阶段段和发展展阶段。BIM理念的的启蒙，受受到了19773年全球球石油危危机的影影响，美美国全行行业需要要考虑提提高行业业效益的的问题，19775年“BIM之父”Easstmaan教授在在其研究究的课题题“Buiildiing Deiion Sysstemm”中提出“a ccompputeer-bbaseed ddeioon oof aa buuilddingg”，以便便于实现现

4、建筑工工程的可可视化和和量化分分析，提提高工程程建设效效率1.33 BIIM的特点点BIMM的特点点：1)可视化;2)协调性;3)模拟性;4)优化性;5)可出图图性。1.33.1基于BIM的工程程设计实现三三维设计计。能够够根据3D模型自自动生成成各种图图形和文文档，而而且始终终与模型型逻辑相相关，当当模型发发生变化化时，与与之关联联的图形形和文档档将自动动更新;设计过过程中所所创建的的对象存存在着内内建的逻逻辑关联联关系，当当某个对对象发生生变化时时，与之之关联的的对象随随之变化化。实现不不同专业业设计之之间的信信息共享享。各专专业CAD系统可可从信息息模型中中获取所所需的设设计参数数和相关

5、关信息，不不需要重重复录入入数据，避避免数据据冗余、歧歧义和错错误。实现各各专业之之间的协协同设计计。某个个专业设设计的对对象被修修改，其其他专业业设计中中的该对对象会随随之更新新。实现虚虚拟设计计和智能能设计。实实现设计计碰撞检检测、能能耗分析析、成本本预测等等。1.33.2基于BIM的施工工及管理理实现集集成项目目交付IPDD(Innteggratted Proojecct DDeliiverry)管理。把把项目主主要参与与方在设设计阶段段就集合合在一起起，着眼眼于项目目的全生生命期，利利用BIM技术进进行虚拟拟设计、建建造、维维护及管管理。实现动动态、集集成和可可视化的的4D施工管管理。

6、将将建筑物物及施工工现场3D模型与与施工进进度相链链接，并并与施工工资源和和场地布布置信息息集成一一体，建建立4D施工信信息模型型。实现现建设项项目施工工阶段工工程进度度、人力力、材料料、设备备、成本本和场地地布置的的动态集集成管理理及施工工过程的的可视化化模拟。实现项项目各参参与方协协同工作作。项目目各参与与方信息息共享，基基于网络络实现文文档、图图档和视视档的提提交、审审核、审审批及利利用。项项目各参参与方通通过网络络协同工工作，进进行工程程洽商、协协调，实实现施工工质量、安安全、成成本和进进度的管管理和监监控。实现虚虚拟施工工。在计计算机上上执行建建造过程程，虚拟拟模型可可在实际际建造之

7、之前对工工程项目目的功能能及可建建造性等等潜在问问题进行行预测，包包括施工工方法实实验、施施工过程程模拟及及施工方方案优化化等。2、BBIM在水利利工程中中的应用用2.11 BIIM在水电电工程施施工总布布置设计计中的应应用BIMM是一个个设施(建设项项目)物理和和功能特特性的数数字表达达;是一个个共享的的知识资资源，是是一个分分享有关关这个设设施的信信息，为为该设施施从建设设到拆除除的全生生命周期期中的所所有决策策提供可可靠依据据的过程程;在项目目的不同同阶段，不不同利益益相关方方通过在在BIM中插入入、提取取、更新新和修改改信息，以以支持和和反映其其各自职职责的协协同作业业。2.11.1总

8、体规规划AuttoCAAD CCiviil 33D强大地地形处理理功能，可可帮助实实现工程程三维枢枢纽方案案布置以以及立体体施工规规划，结结合AIM快速直直观的建建模和分分析功能能，则可可轻松、快快速帮助助布设施施工场地地规划，有有效传递递设计意意图，并并进行多多方案比比选。2.11.2枢纽布布置建模模枢纽布布置、厂厂房机电电等需由由水工、机机电、金金属结构构等专业业按照相相关规定定建立基基本模型型与施工工总布置置进行联联合布置置。(1)基础开开挖处理理结合AAutooCADD Ciivill 3DD建立的的三角网网数字地地面模型型，在坝坝基开挖挖中建立立开挖设设计曲面面，可帮帮助生成成准确施

9、施工图和和工程量量。(2)土建结结构水工专专业利用用Auttodeesk Revvit Arcchittectturee进行大大坝及厂厂房三维维体型建建模，实实现坝体体参数化化设计，协协同施工工组织实实现总体体方案布布置。(3)机电及及金属结结构机电及及金属结结构专业业在土建建BIM模型的的基础上上，利用用Auttodeesk Revvit MEPP和Auttodeesk Revvit Arcchittectturee同时进进行设计计工作，完完成各自自专业的的设计，在在三维施施工总布布置中则则可以起起到细化化应用的的目的。2.11.3施工导导流导流建建筑物如如围堰、导导流隧洞洞及闸阀阀设施等等

10、及相关关布置由由导截流流专业按按照规定定进行三三维建模模设计，AuttoCAAD CCiviil 33D帮助建建立准确确的导流流设计方方案，AIM利用AuttoCAAD CCiviil 33D数据进进行可视视化布置置设计，可可实现数数据关联联与信息息管理。2.11.4场内交交通在AuutoCCAD Civvil 3D强大的的地形处处理能力力以及道道路、边边坡等设设计功能能的支撑撑下，通通过装配配模型可可快速动动态生成成道路挖挖填曲面面，可准准确计算算道路工工程量，通通过AIM可进行行概念化化直观表表达。2.11.5渣场与与料场布布置在AuutoCCAD Civvil 3D中，以以数字地地面模型

11、型为参照照，可快快速实现现渣场、料料场三维维设计，并并准确计计算工程程量，且且通过AIM实现直直观表达达及智能能信息管管理。2.11.6施工工工厂施工工工厂模型型包含场场地模型型和工厂厂三维模模型，Auttodeesk Invventtor帮助参参数化定定义造型型复杂施施工机械械设备，联联合AuttoCAAD CCiviil 33D可实现现准确的的施工设设施部署署，AIM则帮助助三维布布置与信信息表达达。2.11.7营地布布置施工营营地布置置主要包包含营地地场地模模型和营营地建筑筑模型，其其中营地地建筑模模型可通通过AuttoCAAD CCiviil 33D进行二二维规划划，然后后导入AIM进

12、行三三维信息息化和可可视化建建模，可可快速实实现施工工生产区区、生活活区等的的布置，有有效传递递设计意意图。2.11.8施工总总布置设设计集成成BIMM信息化化建模过过程中将将设计信信息与设设计文件件进行同同步关联联，可实实现整体体设计模模型的碰碰撞检查查、综合合校审、漫漫游浏览览与动画画输出。其其中，AIM将信息息化与可可视化进进行完美美整合，可可以不仅仅提高了了设计效效率和设设计质量量，而且且大大减减少的不不同专业业之间协协同和交交流的成成本。2.11.9施工总总布置面面貌在进行行施工总总布置三三维一体体信息化化设计中中，通过过BIM模型的的信息化化集成，可可实现工工程整体体模型的的全面信

13、信息化和和可视化化，而且且通过AIM的漫游游功能可可从坝体体到整个个施工区区，快速速全面了了解项目目建设的的整体和和细部面面貌，并并可输出出高清效效果展示示图片及及漫游制制作视频频文件。2.22 HYPERLINK /BIMjsjl/BIIM技术在水水利工程程造价中中的应用用水利工工程牵扯扯面广，投投资大，专专业性强强，建筑筑结构形形式复杂杂多样，尤尤其是水水库、水水电站、泵泵站工程程，水工工结构复复杂、机机电设备备多、管管线密集集，传统统的二维维图纸设设计方法法，无法法直观的的从图纸纸上展示示设计的的实际效效果，造造成各专专业之间间打架碰碰撞，导导致设计计变更、工工程量漏漏记或重重计、投投资

14、浪费费等现象象出现。采用基基于BIM技术的的三维设设计和协协同设计计技术为为有效的的解决上上述问题题提供了了机遇。通通过基于于BIM技术的的设计软软件，建建立设计计、施工工、造价价人员的的协同工工作平台台，设计计人员可可以在不不改变原原来设计计习惯的的情况下下，通过过二维方方法绘图图，自动动生成三三维建筑筑模型，并并为下游游各专业业提供含含有BIM信息的的布置条条件图，增增加专业业沟通，实实现了工工程信息息的紧密密连接。由于水水利工程程造价具具有大额额性、个个别性、动动态性、层层次性、兼兼容性的的特点，BIM技术在在水利建建设项目目造价管管理信息息化方面面有着传传统技术术不可比比拟的优优势：一

15、一是大大大提高了了造价工工作的效效率和准准确性，通通过BIM技术建建立三维维模型自自动识别别各类构构件，快快速抽调调计算工工程量，及及时捕捉捉动态变变化的结结构设计计，有效效避免漏漏项和错错算，提提高清单单计价工工作的准准确性;二是利利用BIM技术的的模型碰碰撞检查查工具优优化方案案、消除除工艺管管线冲突突，造价价工程师师可以与与设计人人员协同同工作，从从造价控控制的角角度对工工艺和方方案进行行比选优优化，可可有效控控制设计计变更，降降低工程程投资。BIMM技术的的出现，使使工程造造价管理理与信息息技术高高度融合合，必将将引发工工程造价价的一次次革命性性变革。目目前，国国内部分分水利水水电勘测

16、测设计单单位已引引进三维维设计平平台，并并利用BIM技术实实现了协协同设计计，在提提高水利利工程造造价的准准确性和和及时性性方面进进行了有有益探索索，值得得借鉴。2.33 BIIM在水利利建设中中应用实实例2.33.1南水北北调中线线工程在南水水北调工工程中，长长江勘测测规划设设计研究究院(简称长长江设计计院)将建筑筑信息模模型BIM的理念念引入其其承建的的南水北北调中线线工程的的勘察设设计工作作中，并并且由于于AuttoCAAD CCiviil 33D良好的的标准化化、一致致性和协协调性，最最终确定定该软件件为最佳佳解决方方案。利利用Civvil 3D快速的的完成勘勘察测绘绘、土方方开挖、场

17、场地规划划和道路路建设等等的三维维建模、设设计和分分析等工工作，提提高设计计效率，简简化设计计流程。其其三维可可视化模模型细节节精确，使使工程三三维里立立围观一一目了然然。基于于BIM理念的的解决方方案帮助助南水北北调项目目的工程程师和施施工人员员，在真真正的施施工之前前，以数数字化的的方式看看到施工工过程，甚甚至整个个使用周周期中的的各个阶阶段。该该解决方方案在项项目各参参与方之之间实现现信息共共享，从从而有效效避免了了可能产产生的设设计与施施工、结结构与材材料之间间的矛盾盾，避免免了人力力、资本本和资源源等不必必要的浪浪费。2.33.2云南金金沙江阿阿海水电电站中国水水电顾问问集团昆昆明勘

18、测测设计研研究院在在水电设设计中也也引入了了BIM的概念念。在云云南金沙沙江阿海海水电站站的设计计过程中中，其水水工专业业部分利利用Auttodeesk Revvit Arcchittectturee完成大大坝及厂厂房的三三维形体体建模;利用Auttodeesk Revvit MEPP软件平平台，机机电专业业(包括水水力机械械、通风风、电气气一次、电电气二次次、金属属结构等等)建立完完备的机机电设备备三维族族库，最最终完成成整个水水电站的的BIM设计工工作。BIM设计同同时提供供了多种种高质量量的施工工设计产产品，如如工程施施工图，PDF三维模模型等。最最后利用用Auttodeesk Navv

19、iswworkks软件平平台制作作漫游视视频文件件。3、BBIM的应用用前景展展望3.11协同设设计与BIM技术的的融合目前我我们所说说的协同同设计，很很大程度度上是指指基于网网络的一一种设计计沟通交交流手段段，以及及设计流流程的组组织管理理形式。而BIM(建筑信息化模型)的出现，则从另一角度带来了设计方法的革命，BIM技术与协同设计技术将成为互相依赖、密不可分的整体。协同是BIM的核心概念，同一构件元素，只需输入一次，各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说，协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑，大幅提升协同设计的技术含量。因此

20、，未来的协同设计，将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段，它将与BIM融合，成为设计手段本身的一部分。借助于BIM的技术优势，协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期，需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与，因此具备了更广泛的意义，从而带来综合效率的大幅提升。3.22从二维维设计到到三维BIM设计当前，2D图纸是是我国建建筑设计计行业最最终交付付的设计计成果，这这是目前前的行业业惯例。因因此，生生产流程程的组织织与管理理均围绕绕着2D图纸的的形成来来进行(客观地地说，这这是阻碍碍BIM技术广广泛应用用的一个个重要原原因)。3D设设计能够够精确表表达建筑筑的几何何特征，相相对

21、于2D绘图，3D设计不不存在几几何表达达障碍.对任意意复杂的的建筑造造型均能能准确表表现。尽尽管3D是BIM设计的的基础，但但不是其其全部。通通过进一一步将非非几何信信息集成成到3D构件中中，如材材料特征征、物理理特征、力力学参数数、设计计属性、价价格参数数、厂商商信息等等，使得得建筑构构件成为为智能实实体，3D模型升升级为BIM模型。BIM模型可可以通过过图形运运算并考考虑专业业出图规规则自动动获得2D图纸，并并可以提提取出其其它的文文档，如如工程量量统计表表等，还还可以将将模型用用于建筑筑能耗分分析、日日照分析析、结构构分析、照照明分析析、声学学分析、客客流物流流分析等等诸多方方面。3.3

22、3 BIIM技术在在水利水水电工程程中的强强大优势势3.33.1设计方方优势(1)可视化化交流：依托 HYPERLINK /cjwt/201603256741.htmlBBIM软件进行行三维建建模，可可以准确确生成坝坝工程各各部分剖剖面图，减减少了传传统二维维设计中中绘制剖剖面图的的工作量量，提高高了设计计工作效效率。(2)联动化化设计：传统二二维设计计时，由由于工作作人员疏疏忽，容容易导致致错误。BIM建模之之后，所所有视图图、剖面面以及三三维图具具备联动动功能，一一处更改改之后，其其他自动动更新，方方便设计计修改。(3)多专业业协调：水电站站设计中中各专业业的最新新设计成成果实时时反映在在

23、同一BIM上，错错误碰撞撞、交叉叉干扰的的问题显显而易见见。(4)标准化化设计：传统的的二维设设计对工程程设计人人员空间间想象力力的要求求很高，标标准不统统一。应应用BIM，可以以有效避避免一些些由于工工程设计计人员空空间想象象不正确确而导致致的错误误3.33.2施工方方优势(1)多维施施工分析析：通过过BIM系列软软件建模模，进行行三维施施工工况况演示，与与施工进进度结合合进行四四维模拟拟建设，通通过与概概预算结结合进行行五维成成本核算算分析。(2)读图效效率辅助助：对于于读图的的施工人人员，通通过三维维BIM，将大大大提高高读图效效率和准准确度。(3)施工现现场管理理：BIM可有效效支撑施施工管理理过程，针针对技术术探讨和和简单协协同进行行可视化化操作，自自动计算算工程量量，有效效减少工工艺冲突突。3.33.3运营方方优势(1)运营信信息集成成：BIM可有效效地集成成设计、施施工各个个环节的的信息，减减少传