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摘要:隨著信息化技術的不斷發展，bim技術在水利水電工程建設領域應用越來越廣泛。施工單位對BIM技術進行深入研究、學習和應用，可促進工程項目實現精細化管理，使工程質量得到提高、成本和安全風險有效降低。對BIM在進度管理中的應用、在質量管理中的應用、在成本管理中的應用、在安全管理中的應用等進行了系統論述。
關鍵詞:BIM技術;水利水電工程;施工管理;質量管理;進度管理;成本管理
當前，水利水電工程施工技術正朝著信息化和數字化的方向發展，其中最突出的體現就是BIM(建筑信息模型)在施工中的應用。BIM是一種三維施工模擬信息技術，其對工程建設各方面的數據進行有效提取和采集，并通過專業軟件對其進行加工整合，最終以三維信息模型的形式立體展現出來，從而實現工程建設的可視化管理，有效提升工作效率，促進工程建設管理各方面的優化［1］。水利水電工程建設中通過建立BIM施工模型，可將施工進度的時間參數與施工3D模型相關聯，同時集成質量安全、資源供給、成本變化、場地布置等信息于一體，進行施工過程可視化模擬，做到基于BIM的施工進度、質量、成本和安全等方面的動態集成管理。本文主要結合水利工程中的河道工程，對BIM的應用進行闡述。
1BIM在進度管理中的應用
BIM技術通過Revit軟件來建立水利水電工程項目對應的模型，首先把全部工程構件根據施工時的實際尺寸、空間信息以及材料的性能參數進行模擬組合，形成基礎的三維模型，然后把具體的工程項目進度和工程量信息導入到這個基礎模型，有效地實現關聯，針對模型里的每一個構件都設置對應的時間參數，創建模型空間劃分以及空間進度的內在聯系，模擬施工過程并對施工進度進行監控、對比和優化，最終形成基于BIM模型的進度控制體系［2］，見圖1。BIM模型基本涵蓋了工程項目在整個生命周期管理過程當中所需要的全部信息，所以根據這個模型就能夠有效地模擬分析工程項目的整個施工過程，實現進度的可視化管理［3］。利用BIM系統的LubanIWorks模塊可實時添加構件生產、施工狀態信息，并依據這些數據進行統計分析，及時反映項目現場施工進度，對項目現場進度進行管理，提高項目部對現場進度的管控，分析階段施工所需工期，對比總結是否存在提高效率的可能性，合理安排下階段施工所需材料及資金。水利水電工程涉及專業多，施工面廣，一個工程部位往往涉及多個專業的施工圖紙，傳統的施工圖紙為平面模式，不利于工程技術人員快速讀圖識圖。應用BIM技術，能夠將平面施工圖紙轉化為三維立體施工圖，實現各個專業施工圖的整合，更利于工程技術人員對施工圖紙查看和分析，只需通過觀察模型，就可以直觀了解不同施工階段的進度計劃，有效避免在施工過程中因專業協調不當而導致進度的滯后［4］。
2BIM在質量管理中的應用
運用BIM模型系統進行虛擬排布，可以將施工質量隱患在施工前進行排除。水利水電工程中大型設備安裝工程較多，利用BIM模型進行碰撞檢測，能夠提前解決不同安裝構件間的碰撞問題，并且工程技術人員還可以從三維的視角對設計圖紙進行更加高效直觀地校審，事前就避免了空間碰撞與沖突，防止因設計錯誤而造成施工中安裝工程的返工［5］。以河道工程中常見的擋墻施工為例，利用BIM技術對擋墻止水帶與擋墻鋼筋做碰撞檢查，通過對模型的碰撞，找出具體碰撞的鋼筋位置，從而避免在實際施工中鋼筋穿過止水帶的問題。事前控制:技術交底中通過BIM技術用三維模型取代傳統的平面圖紙，在工程施工前通過三維模型可以將可能發生的工程難題、安全和質量問題提前模擬出來，給現場技術人員交底，提高交底的感觀性和時效性，見圖2。事中控制:在各分項工程施工時，施工技術人員可實時對照工程三維模型進行各分項工程的技術控制，避免對照傳統圖紙的繁雜性，大大提高施工指揮效率和指揮準確性，還可以利用移動終端在施工階段采集整理施工現場數據，形成現場質量缺陷實時、準確的數據資料，即時導入BIM模型進行關聯，對施工過程中出現的質量缺陷及時進行統計和分析。事后控制:在質量檢測驗收時，無論是施工單位還是監理單位都可以及時將驗收的數據信息導入到模型中，工程參與各方通過BIM系統可以在工程建設全過程跟蹤掌握施工質量信息，對工程質量進行動態監控管理。
3BIM在成本管理中的應用
把BIM技術引入施工成本控制過程中，可以輕松實現時間維和工序維的對比，幫助項目管理人員進行成本控制。把BIM模型跟時間維度有效地結合起來，讓每一個部件都具備時間相關的參數信息，把任意時間段里面所出現的成本跟預算計劃成本進行有效的比較分析，可以更加直觀地顯示出項目在某時間段到底處于盈利狀態還是虧損狀態，能夠更好地選擇合理的成本控制方案［6］。把BIM模型跟工序維度有效結合起來，就能按照每個工序進行成本分析，以更快地發現哪些地方出現了成本超支，針對性地進行改進，真正做到精細化的成本管理。除此以外，還能夠把有代表性工序的成本數據有效保留起來，作為企業的定額來使用，在以后的項目中作為參考依據，便于后續類似項目進行成本控制。通過BIM模型還可以實現工程量的施工預算和施工圖預算對比，分析差異出現的原因。工程量統計分析工作流程如下:BIM顧問通過建模，輸出工程量清單，并統計整理成報告;對模型量和設計量差別大的構件重新審核模型，確認哪個量有誤;把有量差部分構件反饋給項目部。在整個施工階段，可以隨時通過BIM自動化快速、精準地統計出不同施工階段的工程量，這樣就能夠更加方便地進行資源的分配，制訂更加科學有效的勞動力計劃、材料計劃以及機械使用的具體計劃。在施工過程中，如果出現了設計變更，BIM能夠及時針對施工方案和進度計劃進行動態調整，讓資源能夠更加合理地分配使用，避免出現資源浪費的情況或者資源閑置的情形。此外，還能夠利用現場的一些監控系統，有效了解資源的實時狀態和信息，通過BIM管理平臺生成材料臺賬二維碼，對材料進行管理，建立點對點的材料供應以及設備供應，不同種類材料分別錄入相應的信息，建立數字化的材料庫，保證所有材料能夠隨時調取，使材料周轉更加合理，同時提升材料的可重復利用率。BIM模型中構件信息能夠與圖紙對應，相關人員可根據不同分項工程匯總材料用量，并根據進度計劃制定材料采購清單。BIM平臺材料管理流程如圖3所示。
4BIM在安全管理中的應用
水利水電工程施工現場通常非常復雜，危險源分布在各專業工程和各個部位，加大了安全生產管理的難度。借助BIM技術對危險源進行科學管理，可在模型上定位好危險源，規定安全員每天必須在規定的時間范圍內去巡檢，并且把安全巡檢過程記錄上傳到BIM協同管理平臺，實現危險源信息可追溯，達到對危險源的安全管控［7］。利用BIM技術可視化的優勢，在動態仿真中幫助施工人員清楚地認識到危險源，及時采取相關防范措施。對模擬中發現的危險因素，根據危險等級抄送給對應的責任人，要求責任人去整改，整改之后將整改結果錄入平臺，形成問題的閉環，既可以實現對危險源的有效管理，又有利于人員安全意識的養成。另外，在可能有危險源的地方安裝視頻監控設備，遇到危急情況時發出警報，提醒相關人員及時進行處理。人員安全教育培訓與交底是事前控制安全風險的控制措施之一，借助BIM技術可以通過VR仿真模擬或者安全體驗館進行安全教育培訓，替代以前建立實體安全區域體驗的模式，使體驗的效果更逼真。參加培訓的每個人員都對應一個身份證二維碼，掃描相應的二維碼就知道培訓的對象是什么角色(管理人員、班組長、技術人員等)，然后對其進行針對性的安全培訓。還可以將施工人員的年齡、血型、崗前培訓、崗位證書、班前安全交底、安全技術交底登記、培訓考核成績、退場登記等信息加入到二維碼中，將二維碼貼在培訓檔案上或者貼在安全帽上，掃描之后就可以查看具體的信息，實現對施工人員的精準管理。
5結語
綜上所述，基于BIM技術的施工管理，推動了水利水電工程建設行業的科技進步，工程建設集成化程度得到提升，施工單位加強對BIM技術的應用，可以使技術能力和生產方式得到升級更新，提升項目管理者科學決策和精細管理水平的同時，確保工程建設的質量、進度和安全生產，有效降低施工成本。
作者:王省 黃維亮 單位:中國安能集團第二工程局有限公司