BIM在水電工程設計中那些事兒

一、BIM在水電工程施工總布置設計中的應用

BIM是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達；是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。

1.總體規劃

AutoCAD Civil 3D強大地形處理功能，可幫助實現工程三維樞紐方案布置以及立體施工規劃，結合AIM快速直觀的建模和分析功能，則可輕松、快速幫助布設施工場地規劃，有效傳遞設計意圖，并進行多方案比選。

2.樞紐布置建模

樞紐布置、廠房機電等需由水工、機電、金屬結構等專業按照相關規定建立基本模型與施 工總布置進行聯合布置。

2.1 基礎開挖處理

結合AutoCAD Civil 3D建立的三角網數字地面模型，在壩基開挖中建立開挖設計曲面，可幫助生成準確施工圖和工程量。

2.2 土建結構水工專業

利用Autodesk Revit Architecture 進行大壩及廠房三維體型建模，實現壩體參數化設計，協同施工組織實現總體方案布置。

2.3 機電及金屬結構

機電及金屬結構專業在土建BIM模型的基礎上，利用 Autodesk Revit MEP 和 Autodesk Revit Architecture 同時進行設計工作，完成各自專業的設計，在三維施工總布置中則可以 起到細化應用的目的。

3.施工導流

導流建筑物如圍堰、導流隧洞及閘閥設施等及相關布置由導截流專業按照規定進行三維建模設計，AutoCAD Civil 3D幫助建立準確的導流設計方案，AIM利用 AutoCAD Civil 3D數據進行可視化布置設計，可實現數據關聯與信息管理。

4.場內交通

在 AutoCAD Civil 3D 強大的地形處理能力以及道路、邊坡等設計功能的支撐下，通過裝 配模型可快速動態生成道路挖填曲面，可準確計算道路工程量，通過AIM可進行概念化直觀表達。

5.渣場與料場布置

在 AutoCAD Civil 3D 中，以數字地面模型為參照，可快速實現渣場、料場三維設計，并準確計算工程量，且通過AIM實現直觀表達及智能信息管理。

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幫助參數化定義造型復雜施工機械設備，聯合 AutoCAD Civil 3D 可實現準確的施工設施部署，AIM則幫助三維布置與信息表達。

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 進行二維規劃，然后導入AIM進行三維信息化和可視化建模，可快速實現施工生產區、生活區等的布置，有效傳遞設計意圖。

8.施工總布置設計集成

BIM信息化建模過程中將設計信息與設計文件進行同步關聯，可實現整體設計模型的碰撞 檢查、綜合校審、漫游瀏覽與動畫輸出。其中，AIM將信息化與可視化進行完美整合，可以不僅提高了設計效率和設計質量，而且大大減少的不同專業之間協同和交流的成本。

9.施工總布置面貌

在進行施工總布置三維一體信息化設計中，通過BIM模型的信息化集成，可實現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施工區，快速全面了解項目建設的整體和細部面貌，并可輸出高清效果展示圖片及漫游制作視頻文件。

二、BIM 技術在水利工程造價中的應用

水利工程牽扯面廣，投資大，專業性強，建筑結構形式復雜多樣，尤其是水庫、水電站、泵站工程，水工結構復雜、機電設備多、管線密集，傳統的二維圖紙設計方法，無法直觀的從圖紙上展示設計的實際效果，造成各專業之間打架碰撞，導致設計變更、工程量漏記或重計、投資浪費等現象出現。

采用基于BIM技術的三維設計和協同設計技術為有效的解決上述問題提供了機遇。通過基于BIM技術的設計軟件，建立設計、施工、造價人員的協同工作平臺，設計人員可以在不改變 原來設計習慣的情況下，通過二維方法繪圖，自動生成三維建筑模型，并為下游各專業提供含 有BIM信息的布置條件圖，增加專業溝通，實現了工程信息的緊密連接。

由于水利工程造價具有大額性、個別性、動態性、層次性、兼容性的特點，BIM技術在水利建設項目造價管理信息化方面有著傳統技術不可比擬的優勢：

一是大大提高了造價工作的效率和準確性，通過BIM技術建立三維模型自動識別各類構件，快速抽調計算工程量，及時捕捉動態變化的結構設計，有效避免漏項和錯算，提高清單計價工作的準確性；

二是利用BIM技術的模型碰撞檢查工具優化方案、消除工藝管線沖突，造價工程師可以與設計人員協同工作，從造價控制的角度對工藝和方案進行比選優化，可有效控制設計變更，降低工程投資。

BIM技術 的出現，使工程造價管理與信息技術高度融合，必將引發工程造價的一次革命性變革。目前，國內部分水利水電勘測設計單位已引進三維設計平臺，并利用 BIM技術實現了協同設計，在提高水利工程造價的準確性和及時性方面進行了有益探索，值得借鑒。

三、BIM在水利建設中應用實例

1.南水北調中線工程

在南水北調工程中，長江勘測規劃設計研究院（簡稱長江設計院）將建筑信息模型 BIM的理念引入其承建的南水北調中線工程的勘察設計工作中，并且由于AutoCAD Civil 3D 良好的標準化、一致性和協調性，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、場地規劃和道路建設等的三維建模、設計和分析等工作，提高設計效率，簡化設計流程。

其三維可視化模型細節精確，使工程三維里立圍觀一目了然?；贐IM理念的解決方案幫助南水北調項目的工程師和施工人員，在真正的施工之前，以數字化的方式 看到施工過程，甚至整個使用周期中的各個階段。該解決方案在項目各參與方之間實現信息共享，從而有效避免了可能產生的設計與施工、結構與材料之間的矛盾，避免了人力、資本和資 源等不必要的浪費。

2.云南金沙江阿海水電站

在云南金沙江阿海水電站項目設計中，中水昆明院首先搭建完成各專業設計所需的三維模型，此基礎上將Revit協同設計技術應用于水電站廠房、壩工、水機、電氣、通風等專業的施工詳圖設計中，實現了多專業基于同一數據模型（BIM模型）的三維協同設計。