BIM技术在水利防洪堤施工质量控制中的应用

BIM技术在水利防洪堤施工质量控制中的应用

赵飞

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摘要：当前，我国社会发展迅速，科技不断进步。随着水利建设进程的脚步加快，多座防洪堤建设提上日程。受到建设施工地形、环境等因素的影响，在建设施工过程中，经常出现人员沟通不及时造成的建筑质量控制不足、建筑质量成本增加、堤坝建设周期延误等问题。近年来在信息化建设的带动下，BIM技术逐步应用于水利工程建设领域，防洪堤施工质量控制是其中的重要应用项目。但是，由于BIM处于摸索阶段，在应用过程中还存在局部因素条件分析偏差过大问题，因此有必要提出一种新的应用方式进行技术探索，解决现有BIM技术应用存在的问题。

关键词：BIM技术；水利防洪堤；施工质量控制；应用

引言

BIM技术的本质在于，利用三维技术对建设工程涉及的多种信息参数等进行整合，后期通过可视化模型的方式加以呈现，将其作为可靠依据，对于更便捷、准确地指导设计、工程施工以及安全管理计划等均具有积极作用。不同于传统的管理模式，基于BIM技术的工程管理既可以实现对工程项目的有效了解和把控，且能通过模拟仿真等方式，利用动态演示的方式，促使工程施工及安全管理效果大幅提升，对于有效开展施工安全管理工作存在重要意义。

1BIM技术在水利施工质量控制中的价值分析

1.1提高效率，节省工期

随着社会不断发展和进步，对水利施工的效率和效果提出了新的要求。BIM技术自身具备的协调性和兼容性，可以有效提高各施工环节之间配合的默契度，同时促进施工进程的流畅性，提高单位时间内的施工效果。众所周知，只有保障物资以及人力资源的有效调配，提升施工效率、节省施工时间，有效控制实际的成本支出，水利工程才能在如期交付的同时获取更多的实际收益。因此要结合BIM的工程施工技术，在施工项目中开展整体施工规划，以此促进各项目的紧密配合，切实提高施工过程中的操作水平和施工效率。现阶段BIM技术在水利施工中的应用，有效发挥了该技术的优势，通过提前进行施工项目的预置和设计，分解在水利工程的建设进程中的建设压力。依据流程设计进行施工能大大提升建设效率和防洪堤坝的实际使用效果，实现施工过程中优质、高效的建设目标，同时确保质量和成本的可控性。

1.2降低建设过程中的失误率，保障效果

BIM技术具有极为强大的操作优势和极高的施工精度。该技术能够避免在施工过程中因运用传统施工手段出现的弊端，提高施工的精度和准确度。一是BIM技术具有较好的实际操控性，它是一种综合性的数据集成手段，可以有效规避人工操作中的失误，保障水利施工达到设计时的最优效果。二是BIM技术可以通过提前模拟施工技术的手段，为工程施工提供参考，也对后续的施工过程中可能出现的问题及时做出调整与改善。三是结合全新的BIM数据操作系统，可以做到宏观调控管理施工全过程，并以此为工程的检测和调整提供强大的技术支持，达到施工过程的综合管理和建设目标，在保障施工效率的基础上极大地提高工程质量。

2水利工程施工特点

（1）影响因素多。水利工程绝大多数建于大江大河和崇山峻岭上，水文气象、地形地貌、地质条件等自然因素对施工建设的影响较大。（2）设计部门多。水利工程建设涉及生态环境、工程技术、城乡规划、经济发展、社会政治、财政金融、居民生活等经济社会各方面，牵涉到的行业和部门较多，这也是水利工程的典型特征。（3）施工条件较复杂。大多数水工建筑物都会受到水的渗透力、冲刷力、推力、浮力等作用，且水利工程运行大多处于水文地质、气候条件等因素无法准确把握的情况下，工程运行和施工条件整体复杂。（4）质量要求高。水利工程的施工条件复杂且附属工程多，加之一旦失事将会带来难以估计的经济损失，所以具有更高的施工质量要求。（5）政府参与多。水利工程建设周期长，资金投入规模大，工程建设具有重大的经济和社会意义，对当地以及国家都具有深远的影响，所以水利工程建设大多属于政府投资行为。

3BIM技术在水利防洪堤施工质量控制中的应用研究

3.1BIM模型参量获取与分析

（1）基于BIM的防洪堤施工区域水下冲淤数据分析

根据防洪堤建设标准及应用属性的特殊性，应用BIM技术进行质量控制过程时，首先需要对建筑区域水下冲淤数据进行分析，以此获得确切的建筑质量控制报告。一般情况下水下冲淤填筑强度是原有坝体地基的25%，且在施工过程中，需要投入的人力较多，费用开销大、施工难度整体偏高，预测性施工方法很难做到质量的精准控制。因此，引入BIM技术对施工过程中全局参量进行综合分析、数据建模;通过对防洪堤三维结构数据的三角剖分计算，得到详细的建筑参量基础参量，为后续BIM模型建立与质量数据控制计算，提供高精度数据基础。

（2）施工参量的BIM模型数据转换

完成测量修正后，将所得BIM模型构建参量进行数据转换。通过数据转换，将三维数据模量转换为BIM模型可以计算解析的施工参量。按照转换比例将所得的水下堤坝冲淤建筑地形图进行转换处理，对BIM三维地形结构数据进行等高线与质量高程数据提取，并生成BIM三角地形模型文件。

3.2BIM模型构建量数据分析

根据转换的模型参量，结合防洪堤建筑基础数据信息，如堤坝横向坐标信息数据、纵向建筑坐标数据、堤坝所在底层高程系数分布信息数据，水下底层岩性结构等数据信息，通过BIM技术的可视化编程管理模块对其进行离散化数据整理，利用克里金插值算法对上述建筑参量中的质量结构数据进行合理插值分析，获得内插后的堤坝三维地质层曲面，以此进一步分析获得堤坝施工过程中实施质量标准的控制系数。

3.3BIM质量控制流程创建与输出

（1）创建BIM质量控制数据导入层根据数据创建BIM质量控制模型导入层。按照各项数据对应的施工进度数据、平面结构数据信息与整体材料参量，将BIM重构模型文件转换为IFC导入信息层文件标准格式，并将其载入BIM质量控制数据库。（2）创建BIM质量控制数据处理层完成导入层数据转换创建后，将该层信息文件数据进行WBS(WorkBreak-downStructure)数据参量化整理编码，完成编码后根据数据编码顺序生成防洪坝质量控制4D模型，根据质量控制分析表注释参量数值，在二维平面空间分布指导下，对4D模型参量进行对应标注，同时将质量控制期望值信息一并导入，生成施工量与控制量融合的5D控制模型，通过对模型空间中参量间冲突分析与条件工序分析，获得高精度控制量。（3）创建BIM质量控制数据输出层将处理层数据结果进行数值化整理与逻辑协调后输出。通过对各项参量的归一计算，统一参量标准;通过传递函数来完成BIM特征函数的传递与计算。

3.4施工安全检查

对于水利工程来讲，在具体施工期间，想要确保安全管理的有效性，保证各环节安全检查工作稳定、有效地开展和完成十分重要。对BIM技术的有效应用，例如，利用创建模型的方式模拟各类所需的信息和数据，针对现阶段涉及的工作展开全方位的检测，明确其中出现以及可能出现的各种问题，同时进行详细记录，编制检查报告。之后，基于BIM技术实现数据的可视化，对各项检查结果展开全方位的分析，最后有针对性地制订安全管理计划。

结语

在水利工程建设过程中采用BIM技术手段，可以提高工程可视化程度、提升工程建设质量。通过防洪堤坝施工流程特征，结合堤坝结构力学与BIM技术关联性，对质量数据全局控制，在控制过程中，优化BIM流程参量，创建全新控制流程体系，实现提升控制精度的效果。基于BIM技术在防控堤坝施工中的应用，减少了施工过程中可能造成的返工现象，起到了缩短工期的作用。但是，受到BIM技术在水利工程应用经验不足的限制，无法做到防洪堤坝施工过程的实时质量控制，在日后应用与研究中，可以不断积累相关数据与经验，使控制方法更加完善。

参考文献

［1］梁永乐．大型堤坝防洪可靠性分析［J］．水利技术监督，2020(6):102-105．

［2］史少英，王伟君．BIM技术在国内建设项目中的应用研究和分析［J］．工程建设与设计，2020(6):263-266．

［3］胡金勇．基于BIM技术的大坝碾压混凝土施工质量安全监测［J］．水利技术监督，2021(4):15-19，141．