BIM技术在内陆河船闸水利工程施工中的应用

BIM技术在内陆河船闸水利工程施工中的应用

李日龙

中交武汉智行国际工程咨询有限公司 湖北 武汉 430058

摘要  BIM技术目前不再局限于单纯的模型创建、仿真，其概念正在与数字化的平台管理相结合，多种实际应用正在与项目的安全、质量、进度管理形成越来越紧密的联系。希望此次围绕中小型水利工程项目的BIM实践，能提供一些的参考。

关键词：BIM技术 水利工程  内陆河船闸

前言：随着BIM技术的发展，围绕工程建设需求，兼容无人机倾斜摄影、VR技术、计算机二次开发技术的多种应用，已不再局限于原有的模型概念，它们正在不断地在实践中推广、完善和创新。本次围绕中型内陆河水利工程使用BIM技术，是一次较为丰富而典型的应用实践。

一.应用背景

（1）项目具体情况

引江济淮东淝河一线船闸改造工程位于淮南市寿县八公山乡，按Ⅱ级建设，设计最大船舶吨级为2000t级。闸室有效尺度280m×34m×5.6m(长×宽×门槛水深）。主要内容包括水工建筑物工程（上下闸首、闸室、上下游导航墙、靠船墩等）、生产辅助建筑物、给排水设备购置安装、堤顶道路及护坡、土石方工程、交通工程、航标工程、观测工程、防洪影响处理工程、环境保护与水土保持工程、临时工程等。

（2）前期BIM技术应用状况

实施前，项目BIM应用方面仍在一期项目的基础上进行，一期平台应用体验不佳，多数标段在实践中表示未能给项目管理带来实质便捷。本次力求在原有基础上改进，增加尝试新的应用点。

二.需求调研分析

1.编制船闸项目级BIM应用实施细则；

（1）《船闸信息模型创建实施细则》；

（2）《船闸信息模型数据分类与编码实施细则》；

（3）《船闸信息模型交付实施细则》；

（4）《船闸信息模型应用实施细则》。

2.BIM模型创建与应用；

（1）创建并维护场地、水工、建筑等主要专业的施工阶段的BIM模型；

（2）施工场地规划；

（3）BIM深化；

（4）利用BIM进行复杂结构三维配筋、出图；

（5）碰撞检测；

（6）施工方案模拟；

（7）施工4D进度模拟

（8）复杂结构钢筋深化出图

（9）辅助技术交底；

（10）电子沙盘

（11）无人机倾斜摄影

（12）BIM竣工模型创建与交付

三．BIM技术应用总体思路

项目信息化及智能建造体系以数字化为基础、信息化为主导、智慧工地为保障、数字建造为手段，四者相辅相成。

以数字化为基础，在项目开展BIM技术应用，部署实施项目BIM管理平台，拓展BIM模型发现问题、解决问题的能力，提升项目管理水平、解决项目技术难题。

以提升项目智慧化水平为目标，围绕人、机、料、法、环等生产要素，在项目开展智慧工地建设，以智慧化促生产、促管理，为项目提质增效。

以信息化为主导，建设集成智慧工地、数字建造、BIM应用等于一体的项目多功能电子沙盘，作为对内集成控制和对外价值展示的窗口。

以数字建造为手段，推行智能制造、智能浇筑，实现施工精细化、信息化。利用互联网+、物联网及BIM技术等，推行钢筋智能加工、大体积混凝土等智能系统，保证施工质量和安全，提升管理水平，打造品质工程。

四．具体BIM应用点实施

1. BIM标准体系建立

依据《工程信息模型标准体系》，参考国内外相关专业BIM标准和规范，编制船闸项目级实施细则。《船闸项目级BIM应用实施细则》包含但不限于：

《引江济淮东淝河一线船闸改造工程信息模型创建实施细则》；

《引江济淮东淝河一线船闸改造工程信息模型数据分类与编码实施细则》；

《引江济淮东淝河一线船闸改造工程信息模型交付实施细则》；

《引江济淮东淝河一线船闸改造工程信息模型应用实施细则》。

2.BIM模型创建

（1）软件选用

本工程涉及房建行业、市政行业、水利行业，拟采用REVIT 2018（rvt格式）软件为主，其他建模软件为辅的方式进行建模。BIM软件的数据互用满足以下标准：应支持开放的数据交换标准；应实现与相关软件的数据交换；应支持数据互用功能定制开发。

（2）建模范围

模型创建的主要内容含地表模型和工程模型，地表模型只含一线船闸部分，两侧宽度不小于100m，并与已建的复线船闸模型进行修正、对接；工程模型含上下闸首、闸室、导航墙、靠船墩、上下游引航道、导航堤等。

3.场地平面布置

施工场地平面布置：根据设计楼栋位置情况，为满足施工需要，确保现场文明施工，经分析现场实际条件、结合装配式施工的特点，对施工各阶段临设堆场、预制构件堆场、道路运输等提前合理规划、提高场地利用率，减少二次搬运，降低生产成本。

总平布置需提前进行规划管理，特别是对预制件大型构件进场运输规划，在分区移交过程中施工机械多塔吊、汽车吊等进出场频繁，针对这些问题，采用BIM技术创建或整合场地地形、既有建筑设施、周边环境、施工区域、道路交通、临时设施、加工区域、材料堆场、临水临电、施工机械和安全文明施工设施等模型，科学合理规划施工场地布置。

4.施工方案模拟

项目工期紧张，任何施工过程中的潜在因素都会影响到项目建设进度和质量，通过对施工方案进行模拟、分析及优化，从而发现施工中可能存在的问题。在施工前采取对应的预防措施，减少施工进度拖延、安全问题频现，返工率高，预算超支等潜在风险。开展专项方案施工方案模拟，直观表现其施工工艺、施工方式、施工难点，为现场管理提供可靠依据，使施工班组对工艺流程步骤和技术要点有较为深刻地理解，提高施工质量规避可能存在的风险。针对项目施工重难点结合

BIM可视化进行施工模拟演示，包括：

（1）局部复杂节点施工工艺；

（2）方开挖及回填施工工艺；

（3）船闸主体工程施工工艺。

5.施工4D进度模拟

深基坑工程作为船闸项目的重点施工工程，在时间和工序上都面临着重大挑战。运用BIM技术提前进行深基坑开挖方案模拟，并利用其进行工序碰撞检查，调整施工方案，在可视化评审沟通过程中起到了非常重要的作用。

6.节点深化三维出图

在建造施工过程中，无论是建筑还是结构，都存在着一些比较复杂、难施工的节点，主要问题有图纸意图理解不清，工期紧张，留给技术人员审图时间也非常有限，导致现场施工时出现错误、工序接替出错、遗漏等问题，由此利用BIM三维技术，提前对复杂节点进行可视化设计，交底，利用三维模型进行施工可以清晰表达原设计意图，也可以确保设计与施工质量。

7.复杂结构钢筋深化出图

针对复杂的船闸节点，如对上闸首、下闸首、靠船墩等结构物，利用BIM平台软件研究自动三维配筋方案路线，可以打破传统方式的钢筋不清、工程量模糊的缺点，通过模型剖切出图，为设计及施工提供可视化模型，可量化数据，辅助现场的钢筋下料。

8.无人机倾斜摄影

通过无人机对项目范围内重要施工区域、设施设备、物料等进行倾斜摄影并创建三维实景模型。通过ContextCapture 软件可方便地对基坑面积、管线长度、土石方体积等进行复核和算量。

通过无人机倾斜摄影技术，对隐蔽工程、基坑验槽等工程验收提前进行自检，确保重大项目检查、单项工程验收顺利通过。

9.VR辅助技术交底

利用VR技术，在BIM开发沉浸式虚拟环境中，更好的表达设计意图，在建造之初可提供一种虚拟环境，体验项目完工后的场景，在项目全寿命周期内进行模型的共享，协调各方技术人员的工作，从而最大限度地减少误差，保证项目的质量。

此外，运用BIM+3D打印技术，为项目中间阶段的监督与最后的验收提供实体模型参考，让监督员在日常巡查与竣工验收时做到心中有数。

五．总结

通过BIM及信息化技术应用，在施工阶段深度推广应用BIM技术，研究探索本项目范围内产品数字化、业务前端智能化，实现项目精细化管理，并助力建设单位打造BIM技术应用示范工程。