一、BIM在水電工程施工總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM是一個(gè)設(shè)施(建設(shè)項(xiàng)目)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。

1.總體規(guī)劃

AutoCAD Civil 3D強(qiáng)大地形處理功能，可幫助實(shí)現(xiàn)工程三維樞紐方案布置以及立體施工規(guī)劃，結(jié)合AIM快速直觀的建模和分析功能，則可輕松、快速幫助布設(shè)施工場地規(guī)劃，有效傳遞設(shè)計(jì)意圖，并進(jìn)行多方案比選。

2.樞紐布置建模

樞紐布置、廠房機(jī)電等需由水工、機(jī)電、金屬結(jié)構(gòu)等專業(yè)按照相關(guān)規(guī)定建立基本模型與施 工總布置進(jìn)行聯(lián)合布置。

2.1 基礎(chǔ)開挖處理

結(jié)合AutoCAD Civil 3D建立的三角網(wǎng)數(shù)字地面模型，在壩基開挖中建立開挖設(shè)計(jì)曲面，可幫助生成準(zhǔn)確施工圖和工程量。

2.2 土建結(jié)構(gòu)水工專業(yè)

利用Autodesk Revit Architecture 進(jìn)行大壩及廠房三維體型建模，實(shí)現(xiàn)壩體參數(shù)化設(shè)計(jì)，協(xié)同施工組織實(shí)現(xiàn)總體方案布置。

2.3 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)

機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)在土建BIM模型的基礎(chǔ)上，利用 Autodesk Revit MEP 和 Autodesk Revit Architecture 同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，完成各自專業(yè)的設(shè)計(jì)，在三維施工總布置中則可以 起到細(xì)化應(yīng)用的目的。

3.施工導(dǎo)流

導(dǎo)流建筑物如圍堰、導(dǎo)流隧洞及閘閥設(shè)施等及相關(guān)布置由導(dǎo)截流專業(yè)按照規(guī)定進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)，AutoCAD Civil 3D幫助建立準(zhǔn)確的導(dǎo)流設(shè)計(jì)方案，AIM利用 AutoCAD Civil 3D數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化布置設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與信息管理。

4.場內(nèi)交通

在 AutoCAD Civil 3D 強(qiáng)大的地形處理能力以及道路、邊坡等設(shè)計(jì)功能的支撐下，通過裝 配模型可快速動(dòng)態(tài)生成道路挖填曲面，可準(zhǔn)確計(jì)算道路工程量，通過AIM可進(jìn)行概念化直觀表達(dá)。

5.渣場與料場布置

在 AutoCAD Civil 3D 中，以數(shù)字地面模型為參照，可快速實(shí)現(xiàn)渣場、料場三維設(shè)計(jì)，并準(zhǔn)確計(jì)算工程量，且通過AIM實(shí)現(xiàn)直觀表達(dá)及智能信息管理。

6.施工工廠

施工工廠模型包含場地模型和工廠三維模型，Autodesk Inventor幫助參數(shù)化定義造型復(fù)雜施工機(jī)械設(shè)備，聯(lián)合 AutoCAD Civil 3D 可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的施工設(shè)施部署，AIM則幫助三維布置與信息表達(dá)。

7.營地布置

施工營地布置主要包含營地場地模型和營地建筑模型，其中營地建筑模型可通過 AutoCAD Civil 3D 進(jìn)行二維規(guī)劃，然后導(dǎo)入AIM進(jìn)行三維信息化和可視化建模，可快速實(shí)現(xiàn)施工生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)等的布置，有效傳遞設(shè)計(jì)意圖。

8.施工總布置設(shè)計(jì)集成

BIM信息化建模過程中將設(shè)計(jì)信息與設(shè)計(jì)文件進(jìn)行同步關(guān)聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)模型的碰撞 檢查、綜合校審、漫游瀏覽與動(dòng)畫輸出。其中，AIM將信息化與可視化進(jìn)行完美整合，可以不僅提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且大大減少的不同專業(yè)之間協(xié)同和交流的成本。

9.施工總布置面貌

在進(jìn)行施工總布置三維一體信息化設(shè)計(jì)中，通過BIM模型的信息化集成，可實(shí)現(xiàn)工程整體模型的全面信息化和可視化，而且通過AIM的漫游功能可從壩體到整個(gè)施工區(qū)，快速全面了解項(xiàng)目建設(shè)的整體和細(xì)部面貌，并可輸出高清效果展示圖片及漫游制作視頻文件。

二、BIM 技術(shù)在水利工程造價(jià)中的應(yīng)用

水利工程牽扯面廣，投資大，專業(yè)性強(qiáng)，建筑結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣，尤其是水庫、水電站、泵站工程，水工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)電設(shè)備多、管線密集，傳統(tǒng)的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方法，無法直觀的從圖紙上展示設(shè)計(jì)的實(shí)際效果，造成各專業(yè)之間打架碰撞，導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更、工程量漏記或重計(jì)、投資浪費(fèi)等現(xiàn)象出現(xiàn)。

采用基于BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)為有效的解決上述問題提供了機(jī)遇。通過基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)軟件，建立設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)人員的協(xié)同工作平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以在不改變 原來設(shè)計(jì)習(xí)慣的情況下，通過二維方法繪圖，自動(dòng)生成三維建筑模型，并為下游各專業(yè)提供含 有BIM信息的布置條件圖，增加專業(yè)溝通，實(shí)現(xiàn)了工程信息的緊密連接。

由于水利工程造價(jià)具有大額性、個(gè)別性、動(dòng)態(tài)性、層次性、兼容性的特點(diǎn)，BIM技術(shù)在水利建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)管理信息化方面有著傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢：

一是大大提高了造價(jià)工作的效率和準(zhǔn)確性，通過BIM技術(shù)建立三維模型自動(dòng)識(shí)別各類構(gòu)件，快速抽調(diào)計(jì)算工程量，及時(shí)捕捉動(dòng)態(tài)變化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效避免漏項(xiàng)和錯(cuò)算，提高清單計(jì)價(jià)工作的準(zhǔn)確性；

二是利用BIM技術(shù)的模型碰撞檢查工具優(yōu)化方案、消除工藝管線沖突，造價(jià)工程師可以與設(shè)計(jì)人員協(xié)同工作，從造價(jià)控制的角度對(duì)工藝和方案進(jìn)行比選優(yōu)化，可有效控制設(shè)計(jì)變更，降低工程投資。

BIM技術(shù) 的出現(xiàn)，使工程造價(jià)管理與信息技術(shù)高度融合，必將引發(fā)工程造價(jià)的一次革命性變革。目前，國內(nèi)部分水利水電勘測設(shè)計(jì)單位已引進(jìn)三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，并利用 BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)，在提高水利工程造價(jià)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性方面進(jìn)行了有益探索，值得借鑒。

三、BIM在水利建設(shè)中應(yīng)用實(shí)例

1.南水北調(diào)中線工程

在南水北調(diào)工程中，長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院（簡稱長江設(shè)計(jì)院）將建筑信息模型 BIM的理念引入其承建的南水北調(diào)中線工程的勘察設(shè)計(jì)工作中，并且由于AutoCAD Civil 3D 良好的標(biāo)準(zhǔn)化、一致性和協(xié)調(diào)性，最終確定該軟件為最佳解決方案。利用 Civil 3D 快速的完成勘察測繪、土方開挖、場地規(guī)劃和道路建設(shè)等的三維建模、設(shè)計(jì)和分析等工作，提高設(shè)計(jì)效率，簡化設(shè)計(jì)流程。

其三維可視化模型細(xì)節(jié)精確，使工程三維里立圍觀一目了然。基于BIM理念的解決方案幫助南水北調(diào)項(xiàng)目的工程師和施工人員，在真正的施工之前，以數(shù)字化的方式 看到施工過程，甚至整個(gè)使用周期中的各個(gè)階段。該解決方案在項(xiàng)目各參與方之間實(shí)現(xiàn)信息共享，從而有效避免了可能產(chǎn)生的設(shè)計(jì)與施工、結(jié)構(gòu)與材料之間的矛盾，避免了人力、資本和資 源等不必要的浪費(fèi)。

2.云南金沙江阿海水電站

在云南金沙江阿海水電站項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，中水昆明院首先搭建完成各專業(yè)設(shè)計(jì)所需的三維模型，此基礎(chǔ)上將Revit協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于水電站廠房、壩工、水機(jī)、電氣、通風(fēng)等專業(yè)的施工詳圖設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)基于同一數(shù)據(jù)模型（BIM模型）的三維協(xié)同設(shè)計(jì)。