基于 BIM的水利水电工程全生命周期管理研究

基于 BIM的水利水电工程全生命周期管理研究

龙慧 杨堂坤 张慧媛

贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002

摘要:水利水电工程中运用BIM 技术，主要表现在工程整个设计阶段以及管理运作等每个环节。在早期工程设计时，设计方案的各个企业解析BIM技术所提供的共享数据，可以精确判断和执行施工中的每一项指标，并立刻能够反馈出结果，从而推动水利水电工程项目的施工创新。本文对BIM技术在水利水电工程全生命周期中的应用进行探究，确切发挥该技术在工程的设计阶段以及运维阶段等所做出的贡献，运用高科技应用方法，将该工程的整体运作能力以及数据汇总情况进行提升，不仅将工程效率提升，资源减少，同时还将成本降低，而且还能达到水利水电工程全生命周期更长远发展。

关键词：水利水电项目；BIM技术；全生命周期；探究；应用

1 体现出BIM技术的最大价值

根据水利水电工程的实际需要，运用BIM 技术将设计施工以及运营管理的效率和质量提升。在互相协同设计平台的建立上达到高效协同设计，在水利水电设计中逐渐进行积累，把设计的效率提升上来。将BIM 模型引入到分析软件中，通过计算可以形成设计闭环，在现有的设计平台进行再次开发设计功能，发挥更有效的实用价值。设计时可以交付三维模型，针对水利水电工程中的项目进行施工过程中，可以运用基于BIM管理系统期望值达到更好的应用效果。图1表示的是BIM技术最大化价值流程。

图 1 BIM 技术的最大化价值体现流程

2应用BIM技术在水利水电工程设计中

2.1设计方案

针对BIM方案的设计，需要对水利水电工程的前期阶段以及投标工程建立模型，建立模型可以运用卫星或者无人机可以快速实现现场情况，选择更优质的水利水电设计方案。其次，佩戴VR眼镜来浏览水利水电效果，可以感受到最真实且最有立体感的水利水电效果。

2.2协同设计

针对水利水电工程设计过程，工作人员可以依照专业对其进行分工且统一，并将其归纳到系统内进行协同设计，进一步将设计信息流转为效率进行提升。

2.3参数化建模

参数化建模对于水利水电工程的设计过程来说非常重要。可以运用三维技术来将水利水电上面以及下面的结构进行更标准化的建立，该模型可以很好将参数化逐条进行分项建设。利用原始的测量数据和线路设计资料，再用BIM 技术进行参数化建模，从而达到自动化以及批量化跟水利水电有关的快速建立模型。

2.4碰撞检查

针对水利水电工程进行设计时，跟水利水电有关的各个构架进行检查显得尤为重要，并且也是确保施工质量的重要前提。在设计的时候应该要对钢筋，就是所说的用碰撞方法进行检查；针对水利水电各个部位进行设计落实过程中，需要对其进行碰撞，从而知晓与其对应的设计是否合理，确保设计能够更好地为施工提供有利条件，方便后期水利水电结构在运作过程中质量过关。

2.5 将BIM与计算分析软件结合

若在设计水利水电工程中，运用最传统的设计方式，就会造成图纸与设计形成的模型处于分散状态，然而，在运用上面提到的参数化建模就会生成三维模型，从而就可以将水利水电每个构建中的三维模型引入到分析软件内，形成自动分析计算形式，实现了全球设计以及计算解析的高效建立。在水利水电工程每一个部件设计过程中，可以运用BIM 技术，把每个局部的构建导入有限元计算，系统性的计算分析，从计算中所获得到的结果，三维模型可以进一步进行修订，从而还可以将所构建的模型进行改善，再加上可以跟分析计算进行统一融合，就会形成水利水电工程有关构建模型设计的生动化以及立体化，进而展现出来，这样所建立的信息更加精准。

2.6协助设计工具

设计的尺寸可以运用BIM 技术来进行测量，测量得到的数据录入到有限元软件内，针对设计采取自动化解析作用，从而形成辅助设计的工具。

2.7 BIM技术数据库

水利水电工程中有相对应的族库，将其进行累积，在此基础上，把数据库的内容进行扩充，其中包括不同的尺寸以及结构类型等有关信息，将其与水利水电工程设计结合在一起，设计过程中可以对其进行随时调整工作，从而优化与相对应的模型对比结果。

3水利水电工程施工阶段运用BIM 技术

3.1 施工进度管理

众所周知，水利水电施工环境过于复杂，工程项目的施工周期也很长，水利水电的构件比较多，体积很大，施工结构复杂，然而，运用BIM 技术可以很好的将工序模拟出来。工作人员可以利用BIM 模型的三维场景，将其特点还原出来，很好的将水利水电工程模型进行施工工序化，将其建立成模型展现出来，构建好的工程模型，能够跟施工计划的内容进行数据性的匹配和联系，进而可以很好的控制住施工进度。利用BIM 模型建立工序模拟形式，从而可以将有关施工人员对水利水电工程中会遇到的施工困难，快速找出来，并且还能够将重点问题进行管理监控，针对施工方案，可以提前进行有关工序，有利于水利水电工程在现场进行指导时，可以更好地确保工程施工质量以及进度。

3.2 计量支付管理

BIM 技术应用在水利水电施工过程中可以迅速生成工程量。把跟水利水电工程有关的工程量、相应的报价，以及跟其有关的数据全部引入到BIM 中，可以将该水利水电施工中的工程量自动生成。所形成的数据会随着输入数据的改变而自动进行修改，其中也包含人工费用以及好利和成本调整价格等，这样有效确保工作措施以及准确性。计算支付管理可以结合施工进度，使其可以进行统一管理工作，并且跟施工进度还是可以对应上，针对月支付计量，可以自动形成报告，自动核算，有效为把握工程款项以及实际施工进度的工程量相符性，进而将工程款项的超波波的出现的问题避免掉

4水利水电工程运维阶段运用BIM 技术

水利水电工程运维阶段可以运用BIM 技术，有效地收集信息以及网络计划，根据实际场景再次表现出来，提供更有效的维护方案，针对会出现的安全事故，可以很好的将信息的自动测算以及内容进行反馈，针对水利水电运维管理方面提供最优方案。在这期间水利水电工程的运维阶段，占到整个水利水电工程全生命周期最长的耗时，在此阶段，水利水电工程以及管理方面等工作量非常大。建设整个水利水电工程阶段所要用的时间不会比运维阶段用的时间少。根据初步估算，因为阶段的工程成本非常大，比例都占到墙量，占项目生命周期的75%左右，所以针对水利水电工程运维阶段进行有效管理工作。水利水电工程由于其结构庞大、施工环境复杂，在运营维护阶段需要越来越多的信息和参与者。这种不断的扩展和变化，增加了水利水电工程运营维护阶段的管理难度，引入BIM技术可以自动计算工程量，在运营维护阶段获得更准确的信息，从而保证水利水电工程运营维护效率的提高。

5结语

综上所述，BIM技术在水利水电工程中的应用主要分为文章内以上阶段，其全生命周期管理更加系统，施工进度和质量得到有效保证，运营维护阶段，准确计算工程量，配备相应的人员，从实际意义上提高了水利水电工程的全寿命运行。针对BIM技术在水利水电工程全生命周期中的研究和应用，界定了BIM技术在水利水电工程设计阶段、施工阶段和运营维护阶段的作用。通过全生命周期的科技应用手段，提高水利水电工程的整体运营能力和信息集成程度，有效提高工作效率，节约资源，降低成本，进一步实现水利水电工程全生命周期的可持续发展。

参考文献：

1. 吴宏波, 刘清, 王昆鹏. 水利水电工程全生命周期中BIM技术的研究和应用[J]. 中国公路, 2018(7):68-71.

2. 张晓, 蔡瑞瑞. BIM技术在水利水电工程全生命周期中的应用[J]. 市政技术, 2019(4):93-94.

3. 马润平, 刘杰. BIM技术在水利水电工程全生命周期的实施路径研究[J]. 交通科技, 2018, 000(006):79-82.

4. 李亚君, 林慧东, 吴坷. BIM技术在水利水电工程全生命周期的应用探索[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(8).