BIM技术在水电工程中运用

2022-09-21 16:31:30 来源:写作指导

摘要:随着信息化技术的不断发展,BIM技术在水利水电工程建设领域应用越来越广泛。施工单位对BIM技术进行深入研究、学习和应用,可促进工程项目实现精细化管理,使工程质量得到提高、成本和安全风险有效降低。对BIM在进度管理中的应用、在质量管理中的应用、在成本管理中的应用、在安全管理中的应用等进行了系统论述。

关键词:BIM技术;水利水电工程;施工管理;质量管理;进度管理;成本管理

当前,水利水电工程施工技术正朝着信息化和数字化的方向发展,其中最突出的体现就是BIM(建筑信息模型)在施工中的应用。BIM是一种三维施工模拟信息技术,其对工程建设各方面的数据进行有效提取和采集,并通过专业软件对其进行加工整合,最终以三维信息模型的形式立体展现出来,从而实现工程建设的可视化管理,有效提升工作效率,促进工程建设管理各方面的优化[1]。水利水电工程建设中通过建立BIM施工模型,可将施工进度的时间参数与施工3D模型相关联,同时集成质量安全、资源供给、成本变化、场地布置等信息于一体,进行施工过程可视化模拟,做到基于BIM的施工进度、质量、成本和安全等方面的动态集成管理。本文主要结合水利工程中的河道工程,对BIM的应用进行阐述。

1BIM在进度管理中的应用

BIM技术通过Revit软件来建立水利水电工程项目对应的模型,首先把全部工程构件根据施工时的实际尺寸、空间信息以及材料的性能参数进行模拟组合,形成基础的三维模型,然后把具体的工程项目进度和工程量信息导入到这个基础模型,有效地实现关联,针对模型里的每一个构件都设置对应的时间参数,创建模型空间划分以及空间进度的内在联系,模拟施工过程并对施工进度进行监控、对比和优化,最终形成基于BIM模型的进度控制体系[2],见图1。BIM模型基本涵盖了工程项目在整个生命周期管理过程当中所需要的全部信息,所以根据这个模型就能够有效地模拟分析工程项目的整个施工过程,实现进度的可视化管理[3]。利用BIM系统的LubanIWorks模块可实时添加构件生产、施工状态信息,并依据这些数据进行统计分析,及时反映项目现场施工进度,对项目现场进度进行管理,提高项目部对现场进度的管控,分析阶段施工所需工期,对比总结是否存在提高效率的可能性,合理安排下阶段施工所需材料及资金。水利水电工程涉及专业多,施工面广,一个工程部位往往涉及多个专业的施工图纸,传统的施工图纸为平面模式,不利于工程技术人员快速读图识图。应用BIM技术,能够将平面施工图纸转化为三维立体施工图,实现各个专业施工图的整合,更利于工程技术人员对施工图纸查看和分析,只需通过观察模型,就可以直观了解不同施工阶段的进度计划,有效避免在施工过程中因专业协调不当而导致进度的滞后[4]。

2BIM在质量管理中的应用

运用BIM模型系统进行虚拟排布,可以将施工质量隐患在施工前进行排除。水利水电工程中大型设备安装工程较多,利用BIM模型进行碰撞检测,能够提前解决不同安装构件间的碰撞问题,并且工程技术人员还可以从三维的视角对设计图纸进行更加高效直观地校审,事前就避免了空间碰撞与冲突,防止因设计错误而造成施工中安装工程的返工[5]。以河道工程中常见的挡墙施工为例,利用BIM技术对挡墙止水带与挡墙钢筋做碰撞检查,通过对模型的碰撞,找出具体碰撞的钢筋位置,从而避免在实际施工中钢筋穿过止水带的问题。事前控制:技术交底中通过BIM技术用三维模型取代传统的平面图纸,在工程施工前通过三维模型可以将可能发生的工程难题、安全和质量问题提前模拟出来,给现场技术人员交底,提高交底的感观性和时效性,见图2。事中控制:在各分项工程施工时,施工技术人员可实时对照工程三维模型进行各分项工程的技术控制,避免对照传统图纸的繁杂性,大大提高施工指挥效率和指挥准确性,还可以利用移动终端在施工阶段采集整理施工现场数据,形成现场质量缺陷实时、准确的数据资料,即时导入BIM模型进行关联,对施工过程中出现的质量缺陷及时进行统计和分析。事后控制:在质量检测验收时,无论是施工单位还是监理单位都可以及时将验收的数据信息导入到模型中,工程参与各方通过BIM系统可以在工程建设全过程跟踪掌握施工质量信息,对工程质量进行动态监控管理。

3BIM在成本管理中的应用

把BIM技术引入施工成本控制过程中,可以轻松实现时间维和工序维的对比,帮助项目管理人员进行成本控制。把BIM模型跟时间维度有效地结合起来,让每一个部件都具备时间相关的参数信息,把任意时间段里面所出现的成本跟预算计划成本进行有效的比较分析,可以更加直观地显示出项目在某时间段到底处于盈利状态还是亏损状态,能够更好地选择合理的成本控制方案[6]。把BIM模型跟工序维度有效结合起来,就能按照每个工序进行成本分析,以更快地发现哪些地方出现了成本超支,针对性地进行改进,真正做到精细化的成本管理。除此以外,还能够把有代表性工序的成本数据有效保留起来,作为企业的定额来使用,在以后的项目中作为参考依据,便于后续类似项目进行成本控制。通过BIM模型还可以实现工程量的施工预算和施工图预算对比,分析差异出现的原因。工程量统计分析工作流程如下:BIM顾问通过建模,输出工程量清单,并统计整理成报告;对模型量和设计量差别大的构件重新审核模型,确认哪个量有误;把有量差部分构件反馈给项目部。在整个施工阶段,可以随时通过BIM自动化快速、精准地统计出不同施工阶段的工程量,这样就能够更加方便地进行资源的分配,制订更加科学有效的劳动力计划、材料计划以及机械使用的具体计划。在施工过程中,如果出现了设计变更,BIM能够及时针对施工方案和进度计划进行动态调整,让资源能够更加合理地分配使用,避免出现资源浪费的情况或者资源闲置的情形。此外,还能够利用现场的一些监控系统,有效了解资源的实时状态和信息,通过BIM管理平台生成材料台账二维码,对材料进行管理,建立点对点的材料供应以及设备供应,不同种类材料分别录入相应的信息,建立数字化的材料库,保证所有材料能够随时调取,使材料周转更加合理,同时提升材料的可重复利用率。BIM模型中构件信息能够与图纸对应,相关人员可根据不同分项工程汇总材料用量,并根据进度计划制定材料采购清单。BIM平台材料管理流程如图3所示。

4BIM在安全管理中的应用

水利水电工程施工现场通常非常复杂,危险源分布在各专业工程和各个部位,加大了安全生产管理的难度。借助BIM技术对危险源进行科学管理,可在模型上定位好危险源,规定安全员每天必须在规定的时间范围内去巡检,并且把安全巡检过程记录上传到BIM协同管理平台,实现危险源信息可追溯,达到对危险源的安全管控[7]。利用BIM技术可视化的优势,在动态仿真中帮助施工人员清楚地认识到危险源,及时采取相关防范措施。对模拟中发现的危险因素,根据危险等级抄送给对应的责任人,要求责任人去整改,整改之后将整改结果录入平台,形成问题的闭环,既可以实现对危险源的有效管理,又有利于人员安全意识的养成。另外,在可能有危险源的地方安装视频监控设备,遇到危急情况时发出警报,提醒相关人员及时进行处理。人员安全教育培训与交底是事前控制安全风险的控制措施之一,借助BIM技术可以通过VR仿真模拟或者安全体验馆进行安全教育培训,替代以前建立实体安全区域体验的模式,使体验的效果更逼真。参加培训的每个人员都对应一个身份证二维码,扫描相应的二维码就知道培训的对象是什么角色(管理人员、班组长、技术人员等),然后对其进行针对性的安全培训。还可以将施工人员的年龄、血型、岗前培训、岗位证书、班前安全交底、安全技术交底登记、培训考核成绩、退场登记等信息加入到二维码中,将二维码贴在培训档案上或者贴在安全帽上,扫描之后就可以查看具体的信息,实现对施工人员的精准管理。

5结语

综上所述,基于BIM技术的施工管理,推动了水利水电工程建设行业的科技进步,工程建设集成化程度得到提升,施工单位加强对BIM技术的应用,可以使技术能力和生产方式得到升级更新,提升项目管理者科学决策和精细管理水平的同时,确保工程建设的质量、进度和安全生产,有效降低施工成本。

参考文献:

[1]刘伟田.BIM在水利水电工程施工中的应用解析[J].水能经济,2017(12):105.

[2]于光喜.基于BIM的水利泵站工程量统计的应用与管理[J].中国市政工程,2018(4):38-40.

作者:王省 黄维亮 单位:中国安能集团第二工程局有限公司常州分公司