浅谈BIM 技术在水利大型土方工程施工中的应用

张其辽

（安徽省阜南县水利局，安徽 阜南 236300）

1 前言

近年来，随着建筑行业中信息技术的发展，BIM技术逐渐被广泛推广和应用。BIM 技术最主要的特征之一，就是将建筑信息参数通过虚拟化模型化的技术平台，实现虚拟与现实环境的关联并建立相关的系统，实现工程施工过程中各项具体工作的关联，进而对工程施工过程中人工、材料、机械、方法、环节等各类资源进行更为有效、具体、全面的控制，提高工程建设的整体效益。

2 工程位置分布

安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程（阜南县部分）是国家150 项重大水利项目之一，主要建设任务为沿蒙堤新建老观西、老观北、郜台南、郜台北4 座庄台及安岗西保庄圩等工程。批复总投资13.1 亿元，总工期36 个月，主体工程为土方，土方量约1400 万m3。

3 BIM 技术在工程技术和质量控制方面的优势

3.1 施工坐标复核方面

使用施工图时，工程实体的具体坐标位置与高程位置经常不在一起，测量时，需要精确的计算出坐标高程并进行有效复核后，才能进行施工现场放样工作。应用了BIM 建筑信息模型后，能高效掌握施工过程建筑模型的任意位置，查询到对应位置的坐标及高程。BIM 技术有效地减少了测量人员的工作量，在施工过程中技术人员能随时查看放样任意点的坐标位置，减少因测量出现失误，导致产生不合格的现象。

3.2 技术交底方面

传统的与施工作业人员进行技术交底，一般是通过文字与图纸的形式，交底的内容过于匮乏并且不够形象具体，施工作业人员普遍反映技术交底内容不清晰，不能直观、生动地反映实际情况。应用BIM 技术进行施工过程中的相关技术交底时，技术交底的内容变得更加直观、形象、方便和快捷，提高了沟通的效率和协调的难度，且有效地降低了图纸出错率，减少质量事故，提高项目的透明度和可控性等。

3.3 实时出图查看方面

出图时受纸张的限制，部分设计提供的施工图纸，仅有主要建筑结构，不能反映全部内容的图纸，无法查看其他局部位置的结构。在应用BIM 技术后，能够有效地实时提供工程施工作业过程中实体工程任意角度、任意剖面、不同构件等二维图纸参数，实现了有问题拿数据和图纸说话，提高了读图的效率和读图的准确性，减少施工中质量问题的发生，降低了工程施工作业成本。

3.4 土方量计算方面

安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程（阜南县部分）实施的安岗西保庄圩、郜台南庄台、郜台北庄台、老观西庄台、老观北庄台，地形地貌较为复杂，庄台及保庄圩的挖方填筑方量大。对土方量精确计算有利于机械设备的综合调度，有利于进行功效分析和减少运距降低成本。利用数字地形的模型，能够直观明了实时查看施工场地的三维效果图，并能满足土方精确计算、填筑作业区纵横断面的实时绘制计算和设计综合功能的应用。BIM 技术通过数据的准确收集，计算出来的土方量是建立在与实际地形完全相同的模型基础上，与施工现场实际情况完全一致，首先绘制建立两个模型，即：原始地形曲面模型与设计曲面模型，在绘制建立的两个空间三维曲面上，产生相应的交点并能够连接成线，由各个线段包围所形成的空间体积，是需要施工的土方开采量或庄台、保庄圩堤防的土方填筑量。在BIM 技术基础之上的原始地形曲面与设计地形曲面，两者之间是动态关联的，在设计方案选择的阶段，能够较为快速地进行土方的开采和填筑实验，精确计算出工程需要的土方开采量、填筑量，高效选择最优的取土场土方开采平衡方案，合理地配置机械设备，保证土方填筑工作强度达到优化。合理的机械组合配置需要考虑诸多因素，如取土场的开挖量、施工范围的填筑量、土质状况、土料含水量以及气候条件、天气状况、运输路线等，在BIM 土方量精准计算的基础上，利用计划完成量时间节点，精细化调控机械组合配置，平衡土方开采与填筑，减少不必要的机械闲置，降低安全环保风险。

4 BIM 技术在工程进度控制方面的优势

通过将庄台及保庄圩工程模型与施工进度横道图同步结合，将施工过程与进度计划相结合，实现复杂的进度管理向可视化模拟视频的转化，为庄台及保庄圩工程分层填筑分层碾压全过程施工进行了形象直观的施工进度模拟，对施工过程预演并作出分析判断，针对存在的问题给出修改并完善相应的工作进度计划，为精细化作业、标准化施工、科学化管理奠定了坚实基础，为提升工程品质、加快施工进度创造了有利条件。

BIM 技术的应用，改变了以传统二维图纸为中心的工程信息管理模式，建立了以模型为中心的管理模式，提高了水利工程的信息化程度，缩短了信息传递的路线，能够及早发现问题并及时修正，有效降低了庄台工程及保庄圩堤防工程施工时的各类风险，有效提高工程建设效率。

5 BIM 技术在工程安全控制方面的优势

在庄台及安岗西保庄圩堤防工程施工作业中，要妥善解决好安全管理问题，紧抓施工作业中的关键重点环节，提高安全隐患的排查力度，举一反三，制定有效的防范举措。在原水利工程施工过程当中，虽然落实了各种管理制度，但反馈出来的效果不理想。一部分施工技术作业人员不具备较高的专业技术水平，安全思想意识薄弱，存在诸多的安全风险和可能发生事故的隐患。采用BIM 技术，有利于工程技术人员构建起全方位、无死角的安全模型，在工程开工以前，对施工作业现场进行全方位的检测和预判，并将有关数据参数、技术工艺、逻辑关系、施工顺序等有关信息进行归纳并整理，方便施工人员在施工前就已经有了全方位的了解，做到心中有数，从源头上减小了施工作业过程中发生安全事故概率。

6 BIM 技术在管理信息化方面的优势

工程管理信息化过程是典型的多信息、多专业、多工种、大跨度的协同工作过程，建设、设计、监理、施工等参建各方，迫切需要进行信息交流和必要的信息共享。使用BIM 模型信息，能够实现工程建设过程中形成的实体工程资料档案高效率化管理，将相关实体工程形成的资料档案做到协同化、关联化、可视化，为项目在建设过程中信息的共享、信息的交换和信息的集成化管理，提供有效平台，而基于BIM 技术的信息管理平台可保证这些信息的完整性、准确性和可追溯性。BIM 技术是对建筑物的各种参数、设计数据及使用功能、技术特性进行形象化、具体化、数字化方面集成的信息库，模型能够提供工程设计阶段、施工阶段、投入运行等各阶段的应用场景，提供可视化的施工作业任务、施工逻辑关系和施工工艺顺序，模型包含的建筑物定量信息会直接链接到相关的成本数据库，有利于项目建设的投资控制。

7 结语

水利工程建设应不断地创新技术、更新观念、与时俱进，通过BIM 技术运用，把大型土方工程施工中原来独立运行的上百台施工设备、运输车辆行进路线、运输轨迹、车速及完成效率进行监控调度，全面提高施工设备的利用效率，降低了施工成本，保证了施工安全质量，显著提升了施工管理水平■