BIM技术在航道工程中应用的探究

BIM技术在航道工程中应用的探究

余南

关键词：BIM技术，航道工程

1.BIM技术的简介

建筑信息模型（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，通过三维建筑模型，实现三维设计、施工模拟、工程管理、设备管理、数字化控制、工程化管理等功能。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。将建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方在同一平台上，共享同一建筑信息模型。利于项目可视化、精细化建造。

2.BIM技术与航道工程特点的联系

航道工程均以水为伴，工程的边界条件受径流、泥沙、潮汐的影响，在施工期内可能存在较大变化，原有航道工程设计方式及施工控制方式中，均采用固定测图进行模拟，这造成了设计施工与实际边界条件存在着误差，对设计精度与施工效果有很大影响，而使用BIM技术，可以读入实测地形数据，对工程结构进行动态设计和动态控制.

同时航道工程可能存在着点多面广的情况，单一项目沿河流可能分部在数十公里的区域内的多个作业点，这对施工控制提出了很高的要求，使用BIM平台进行控制，可能统合多点所需的资源，进行合理统筹分配，更好更便捷的进行多施工点的施工控制。

原有的二维设计图纸存在一些细节上的盲点，在平面图纸中无法反映出这些地方的设计要求，而采用BIM技术进行三模建模后所出具的三维图纸则能够清楚反应出各结构的情况，并通过碰撞分析检查能够发现二维图纸中的矛盾问题[1]，避免施工过程中出现这类问题，再进行设计变更。

3.现阶段BIM技术在航道工程的应用

目前，BIM技术在航道工程中的应用已经开始逐步推广，在南京以下12.5m深水航道、黑沙洲航道整治二期工程、安庆航道整治二期工程的建设中均采用的BIM技术，建立三维模型，管控平台，并开发了很多其他方面的功能模块。

3.1基于三维模型的技术应用

BIM技术在航道工程中最直观的应用就是基于三维模型的各项应用。首先设计单位通过BIM模型创建软件建立起工程模型，并根据工程情况将模型分为各类模块，在模型上进行设计流程，最终形成整个项目的BIM三维模型。在施工应用中，可以根据施工要求与施工部署对模型进行细化，以适应施工控制的要求，比如针对沉排施工，可以按通条分解模型，对每一通条的模型按设计要求及施工具体情况进行定义，让模型从设计概念转变为施工概念。同时在实际开工前，可以通过模型进行施工模拟，能够精准的反映出各项工序在实际施工中的位置关系，顺序关系，明确能够方便的计算施工各阶段所需的人机料的用量，使施工计划定制的更为准确。同时可以随时将测量数据导入模型，首先可以通过模型进行便捷的河流演变分析，其次可以快速变更模型的边界条件，确定边界条件的变化对工程实体的影响，以确定对其变化的应对措施。另外在施工中还能够通过三维模型更直观的进行一些其他的常规工作，例如基于三维模型的技术交底，常用的基于平面图纸及文字描述的技术交底，受限于文字及平面图的表现能力，现场施工人员往往对设计的要求了解的不够具体，对一些隐蔽细节了解不足，而基于三维模型的动态交底则可以直观的表现出工程技术要求及结构尺寸，能够大大提高交底的效果。

依托三维模型，可以将原有施工管理控制措施由平面化变为立体化，增加措施的直观性和准确性，便于施工人员的理解和操作。

3.2基于管控平台的技术应用

BIM管控平台的建设也是一项技术重点。管控平台能够进行较好的统合施工管理工作，让参建各方能够在同一个平台中进行办公交流，文件收发，资料查询等工作。目前，平台的开发可以让各方上传及浏览施工日志、施工记录、安全日志，发送联系单、通知单及回复，录入验收信息，并将信息同步更新至BIM三维模型中。这些功能能够加速工程文件在各参建单位中的流转速度，同时将文字信息与三维模型结合，形成了一种更易理解更加直观的图形信息。在配合移动登陆段的情况下，平台可以做到现场检查现场登陆平台发送检查结果通知的便捷操作，使得施工现场的情况能够更快速更广泛的反映，也让施工现场问题的处理更加快速。移动端可以充分利用BIM管控平台的速度优势，实现多地协同办公，联通现场-项目部-公司总部，加快问题处理速度，同时规范处理渠道。

通过BIM管控平台，将施工参建各方与三维模型联系在一起，加快了各方协作的效率，同时统一了信息交流储存的通道。

3.4与新技术的整合

目前另一方面正在进行开发的功能是整合基于三维模型的工程区电子围栏、智慧安全帽、VR体验馆等技术，将之与BIM的应用联合起来，共同对施工管理水平的提升起到作用。

4.BIM技术在航道工程中技术发展的方向

4.1目前所能看到的BIM技术的发展方向，其中之一就是扩大BIM技术的应用面，统一同一项目中的BIM三维模型。从勘测设计阶段开始进行BIM三维模型的建设，使用BIM模型进行施工图设计，而后在现场开始施工后，将设计用的BIM模型移交至施工单位，保证整个项目中使用的BIM模型的一致性，这样就能够确保工程从前到后的统一和连贯，减少施工作业中对设计思路的误读，降低施工作业错误的可能性，提高施工效率，同时也能提升工程质量。

4.2另一方面，增加BIM平台与同工程项目相关的行政管理部门及公益事业部门的数字平台的接口。如在航道工程施工中，长江航道局的电子航道图系统和长江海事局的AIS系统，对施工区附近航道边界、行船情况均有准确且实时的反应，在将这些系统所提供的信息深度集成至BIM平台后，能够有效且及时的对施工与通航的矛盾进行预警，同时也可以反向传输施工进展及设备展布计划至其他平台，对经过施工区的行轮进行及时的提醒，避免行轮误入施工区或者与施工船舶机械发生摩擦碰撞等事故，提高工程的安全系数。

5.结论

5.1当今的BIM技术不仅仅是一种技术实现问题，更关系到航道工程建设的管理能否进入数字化的管理问题。由于航道工程边界条件特殊，现在较为成熟的房建及路桥施工中的BIM模型无法简单套用，所以BIM技术在航道工程中还有很大的发展空间。

5.2目前，BIM技术在水运工程中的各领域均有一些应用，但仍是施工、设计、运维的单点应用，缺少协同化应用的案例，可见BIM技术在本行业的应用尚处于初级阶段，需要着重增加协同应用的研究。[2]

5.3面对长江黄金水道及“一带一路”的建设机遇，航道工程的BIM技术研究及应用需要一批在掌握现场施工技术、施工流程的同时能够熟练使用BIM建模软件，对BIM模型进行修改的技术人员，同时编制出一套适合水运及航道工程的BIM行业标准体系，将BIM技术的应用标准化，规范化。

参考文献：

[1]常坤,伊青,贺凯,詹盼.BIM技术在航道整治施工中的应用分析[J].中国水运,2016,12:193-194.

[2]倪寅.BIM技术在水运工程中的应用[J].水运工程,2018,4:132-138.