浅谈BIM技术在水电站工程中的应用

卓胜豪

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江 杭州 311122

1 BIM技术概述

BIM技术是一种全寿命周期管理的信息化技术，多用于工程项目当中，对于工程的规划设计、采购施工及运营等多个环节都大有裨益，不仅能够为项目建设的参与方提供信息交流的平台，同时也能为决策者在管理中提供决策依据。从BIM的本质上而言，BIM是一种数字表达形式和表达过程，是对建筑项目的物理特征、功能特征等进行數字表达，能够实现信息共享的平台，服务于项目从无到有的全过程，在设计到实现、应用的整个过程中都有重要的应用。对于不同的项目阶段而言，会有不同的工作人员利用BIM进行数据的提取和共享，并以此来支持决策者的管理措施，实现协调作业。具体到水电站工程当中，通过对BIM技术的应用，能够更方便地实现工程协同设计、施工过程一体化以及运营期的智能化管理[1]。

2 BIM技术在水电站工程施工过程中的应用

BIM技术在水电站工程施工过程中的应用体现在多个方面，本文主要从施工安全以及可视化仿真施工两个角度进行了简要的分析。

2.1 BIM技术与施工安全

安全性对于任何领域而言都十分重要，对于水电站工程施工来讲更是如此。传统的施工技术在保证施工安全方面起到了一定价值，但具体施工过程中的安全事故却仍然时有发生，在这一前提下，BIM技术应运而生，并以其巨大的优势得到了工程施工领域的重视。在BIM技术下，对施工安全的控制主要通过虚拟的安全控制系统来实现，这一系统的优势在于能够实现对施工过程的实时监控，并及时地对安全隐患进行反馈，不仅节约了人力资源，同时也提高了安全控制的精确度。需要注意的是，BIM技术在提高施工安全方面的价值并不仅仅局限于施工过程中，在施工完成之后，同样需要在固定的时间内对工程安全方面的问题进行检查，这是提高工程质量、延长其使用寿命的一个主要措施[2]。

2.2 基于BIM技术的可视化仿真施工

相对于传统技术而言，可视化是BIM技术的一个主要应用优势，在水电站工程施工过程中，基于BIM技术的可视化仿真施工已经成为主流趋势。可视化仿真施工需要在应用AutoCAD等软件的基础上实现，而通过相应软件的应用，工程将会以整体的形式体现在工作人员眼前，这对于工作人员从全局出发控制施工能够起到极大的促进作用。水电站工程的可视化仿真施工需要依靠具体的施工模型来完成，施工模型的构建主要体现为以下方面：首先，数字化地形模型的构建是展开施工的基础。在正式开始施工前，工作人员需要对施工当地的地形进行考察，并通过可视化仿真过程将其以三维模型的形式体现出来，从而为施工过程提供参考。其次，地形动态填挖对于工程施工而言也较为重要，其主要作用在于实现地形填挖的科学化，从而为工程施工提供更加便利的条件。再次，使用时间的延长会导致混凝土坝实体出现形态方面的变动，鉴于这一问题，工作人员必须严格构建混凝土坝实体动态模型。最后，土石坝实体的构建也属于可视化仿真施工的一个主要部分，因此也必须利用BIM技术对其进行详细的构建[3]。

2.3 在动态填挖方面

地形的动态填挖有很多的环节，首先需要确认由填挖边坡和大坝地面构成的设计曲面，其次就需要把设计曲面以放坡的方式叠加到原始的地形曲面，取得设计曲面和原始曲面的交线，最后再沿着原始地形曲面的相交线切除填挖设计曲面中的部分，并除去填挖曲面交线的多余边坡，以达到最完美的设计曲面与原始曲面的融合。

2.4 在实体建模方面

土石坝的坝底通常是不规则的曲面，所以其三维实体模型的建立需要用到Rhillo软件。第一步就是需要针对不同的填筑材料及各部分的结构、形态及功能的不同分出不同的区域，然后运用Rhillo软件会指出土石坝的分区实体模型。为了可视化仿真系统中的土石坝施工过程动态化演示功能的实现，分区间的填筑料数量和施工进程都需要按照计划分割成众多的填筑层，才能得到真正可视化仿真系统中的土石坝模型[4]。

2.5 在数字模型方面

水利水电工程的重要组成部分之一就是数字地形模型（DTM），DTM采用了Ci、Civil3D软件进行建模，能够为建筑物的布置和施工提供活动场所，是地形动态填挖的受体。地形表面一般使用不规则的三角网格（TIN）进行表达，TIN是指运用分散的地形点按照一定的规律构成的一种不相交的三角形网，其以平面逼近曲面的方式，能够充分地展示出地形的高低起伏变化[5]。

3 结束语

综上所述，鉴于水电站工程施工的复杂性与专业性，为提高施工质量，应用具有一定程度的先进性的技术十分必要。BIM技术以其巨大的优势成为当前工程施工中应用的一项主要技术，在此过程中，施工安全以及可视化仿真施工属于两项不可忽视的内容，对此，有关人员一定要充分认识到BIM技术的具体应用细节即过程，以使其能够为水电站工程质量带来更大的支持。