謝金華 湖南省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限公司

BIM的英文全名稱是Building Information Modeling，也就是人們經(jīng)常所說的建筑信息模型，它主要通過借助數(shù)字化技術(shù)來驅(qū)動(dòng)形成工程三維模型。該模型中所蘊(yùn)含的相關(guān)建筑信息一般有著一定的可視性、結(jié)構(gòu)性和關(guān)聯(lián)性，因此，這些信息常?？梢造`活用于工程建設(shè)的各個(gè)階段當(dāng)中，而這也是BIM技術(shù)優(yōu)勢能夠充分發(fā)揮出來的重要保障。

1.BIM技術(shù)的特點(diǎn)

現(xiàn)如今，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ贐IM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到了完善，尤其是該項(xiàng)技術(shù)的工作理念、生產(chǎn)方式得到了巨大變革，所以在這個(gè)行業(yè)競爭如此激烈的背景下，水運(yùn)建設(shè)行業(yè)如果想要緊跟社會(huì)時(shí)代的發(fā)展，就必須要不斷突破BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用。近些年來，國內(nèi)水運(yùn)建設(shè)行業(yè)的各大專業(yè)人士已經(jīng)逐漸開始著手探索BIM技術(shù)在水運(yùn)工程中的有效運(yùn)用，旨在更好地突破水運(yùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工中的問題和瓶頸。雖然BIM技術(shù)理念的初步提出大約是在上世紀(jì)七八十年代，但是隨著社會(huì)時(shí)代的不斷發(fā)展與進(jìn)步，這項(xiàng)技術(shù)已然成為了一種可以充分融合數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各項(xiàng)高端專業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的戰(zhàn)略性管理技術(shù)，以便更好地促進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域的綜合發(fā)展。通過對(duì)BIM技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用和深入分析，可以發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：

（1）可視化。BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)一般主要表現(xiàn)在工程項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)階段，并且這項(xiàng)技術(shù)在其中還發(fā)揮著重要的輔助作用，不僅可以幫助相關(guān)工作人員進(jìn)行工程項(xiàng)目模型的設(shè)計(jì)，同時(shí)還能輔助人們及時(shí)了解并診斷模型設(shè)計(jì)中存在的問題缺陷。操作人員一般可以通過綜合應(yīng)用BIM技術(shù)，將傳統(tǒng)的二維工程設(shè)計(jì)圖紙立體化，以三維實(shí)物的形式將圖紙呈現(xiàn)出來，所以這也就大大提升了工程圖紙的合理性和科學(xué)性。

（2）模擬性。BIM技術(shù)中所呈現(xiàn)的仿真性能特征，通常也是在建筑工程中的設(shè)計(jì)階段時(shí)才能看到，其仿真功能特征往往可以很好的協(xié)助有關(guān)設(shè)計(jì)人員初步認(rèn)識(shí)和掌握項(xiàng)目建造過程中的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)以及重大安全隱患問題，并且還能夠及時(shí)了解到項(xiàng)目竣工后的實(shí)際應(yīng)用狀況以及技術(shù)變化趨勢。所以，從這一層面考慮，利用BIM技術(shù)的模擬功能更有助于施工單位對(duì)各類工程中出現(xiàn)的重大安全隱患問題的管理與防范，并全面維護(hù)工程的安全。

（3）協(xié)調(diào)性。BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性功能通?？梢杂糜诠こ添?xiàng)目建設(shè)與管理的各方面工作當(dāng)中，以水運(yùn)工程建設(shè)等大型項(xiàng)目建設(shè)為例，這類項(xiàng)目一般都會(huì)有多個(gè)組織與管理部門，所以只有充分保障各部門之間始終維持良好的合作關(guān)系，才能將每個(gè)部門的職責(zé)真正發(fā)揮出來。也正是因?yàn)锽IM這項(xiàng)技術(shù)有著較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，所以才為解決工程單位的組織管理、利益協(xié)調(diào)等問題提供有效依靠。

2.BIM技術(shù)在水運(yùn)工程中的具體應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用于水運(yùn)工程的設(shè)計(jì)階段中，可以大大突破傳統(tǒng)的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模式，能將平面圖紙的設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變成為三維模型設(shè)計(jì)理念，并通過投影演示的方式為決策方直觀地呈現(xiàn)出工程項(xiàng)目的實(shí)景設(shè)計(jì)方案，更有利于滿足客戶的要求。畢竟作為水運(yùn)工程的決策者大多都是行政領(lǐng)導(dǎo)者，他們并不像專業(yè)技術(shù)人員可以有效理解平面設(shè)計(jì)圖紙，所以還需要通過借助立體模型來直觀感受作業(yè)設(shè)計(jì)。這樣一來，水運(yùn)工程的后期變更就會(huì)得到明顯減少，不僅能節(jié)約費(fèi)用和工期，還能讓整個(gè)工程項(xiàng)目的投資更加合理化。

（1）勘察?？睖y工作的實(shí)施已成為對(duì)水運(yùn)工程進(jìn)行的主要準(zhǔn)備工作內(nèi)容，有關(guān)技術(shù)人員往往能夠經(jīng)過科學(xué)的實(shí)地勘查和檢測，進(jìn)而了解更為真實(shí)、較為全面的工地及周邊建筑環(huán)境、地貌等信息，以便于最大限度地在施工過程中避免安全隱患方面的問題。由于BIM技術(shù)在水運(yùn)施工中的高效運(yùn)用，不但大大減少了傳統(tǒng)地質(zhì)勘測方法中信息掌握不全、工作效率低、準(zhǔn)確性差等問題發(fā)生的頻率，同時(shí)還進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)的利用率，并成功優(yōu)化了數(shù)據(jù)收集與錄入方式，最終形成更直觀具體的設(shè)計(jì)圖紙供施工單位參考，從而為項(xiàng)目施工的前期準(zhǔn)備工作提供了充分保障。

（2）地形測繪。地形測繪可以說是水運(yùn)工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的一個(gè)重要階段，同時(shí)更是施工單位深入分析地質(zhì)條件、初步制定具體施工方案的關(guān)鍵階段，可見這項(xiàng)作業(yè)實(shí)施的重要性。與傳統(tǒng)的人工繪制地形圖紙相比，施工單位通過借助BIM技術(shù)并輔之以GPS、GIS等現(xiàn)代化技術(shù)手段，往往可以大大提升地形測繪的工作效率與質(zhì)量，從而保證水運(yùn)工程各項(xiàng)作業(yè)的順利進(jìn)行。一般情況下，以BIM技術(shù)為支撐所呈現(xiàn)的全方位三維立體設(shè)計(jì)圖，可以真正做到將施工現(xiàn)場的地形特點(diǎn)及其變化情況全面地反映出來（如圖1），而這也可以為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與操作人員修正、優(yōu)化工程模型提供巨大便利。

圖1 BIM技術(shù)下三維立體設(shè)計(jì)圖

（3）地場設(shè)計(jì)。在水運(yùn)工程各項(xiàng)作業(yè)實(shí)施的過程中，地場的設(shè)計(jì)通常會(huì)出現(xiàn)在陸域形成、基坑開挖等施工環(huán)節(jié)，以便更好地展開整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。在地場設(shè)計(jì)的過程中，一般都會(huì)需要相關(guān)工作人員深入分析大量的地層信息情況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分布情況，面對(duì)如此龐大的工作量和復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，這無疑是給設(shè)計(jì)人員增加了巨大壓力。但是，如果設(shè)計(jì)人員可以借助BIM技術(shù)將與模型有關(guān)的地質(zhì)信息調(diào)取出來，就能夠大大簡化相關(guān)人員對(duì)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和搜集等工作。除此之外，如今絕大多數(shù)建設(shè)企業(yè)在具體作業(yè)施工的過程中都會(huì)應(yīng)用大量的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，可見從這一角度來看，對(duì)數(shù)據(jù)的智能化開發(fā)與運(yùn)用就成為今后能夠保障建設(shè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的主流趨勢。而BIM技術(shù)一般可以很好地對(duì)數(shù)據(jù)信息、關(guān)鍵參數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行智能化管理與計(jì)算，只要工作人員掌握并熟練應(yīng)用這些設(shè)備，就能更好地實(shí)現(xiàn)工作系統(tǒng)的智能化控制與管理。

2.2 BIM技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用

在水運(yùn)工程的施工階段應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠最大程度地將項(xiàng)目設(shè)計(jì)的意圖，以模型還原并真實(shí)地呈現(xiàn)出來，同時(shí)還能夠比較精準(zhǔn)地計(jì)算出工程數(shù)量，最大限度地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的科學(xué)控制和管理，從而為水運(yùn)工程建設(shè)過程中施工方案的編寫提供可行性幫助。例如，針對(duì)水運(yùn)船閘項(xiàng)目，閘首比較復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體時(shí)（如圖2），如果通過借助BIM技術(shù)將其生成模型，非常直觀清晰明了地呈現(xiàn)給施工班組，完成施工技術(shù)交底，這樣能夠極大地減少施工過程質(zhì)量偏差發(fā)生。同樣地，在進(jìn)行船閘深基坑作業(yè)時(shí)，如果出現(xiàn)了因地質(zhì)變化導(dǎo)致承載力難以充分滿足設(shè)計(jì)要求的情況時(shí)，工作人員便可以通過借助BIM技術(shù)對(duì)三維立體模型展開結(jié)構(gòu)分析，并模擬施工現(xiàn)場情況，獲得新的變更設(shè)計(jì)參數(shù)，從而可以比較切合實(shí)際地得出相關(guān)變更方案。

圖2 水運(yùn)工程閘首內(nèi)部結(jié)構(gòu)

（1）高樁碼頭及堆場港口工程項(xiàng)目。由前沿碼頭與堆場組成的大型水運(yùn)項(xiàng)目，它涉及了水工土建專業(yè)、機(jī)電專業(yè)、強(qiáng)弱電及通訊專業(yè)、給排水及消防管道專業(yè)、房屋建筑工程等專業(yè)內(nèi)容。在一個(gè)項(xiàng)目中，這些專業(yè)之間既相對(duì)獨(dú)立又彼此聯(lián)系密切，而傳統(tǒng)的施工管理往往注重獨(dú)立性，怱視了專業(yè)之間的相關(guān)性，這樣造成了一些不必要的工程質(zhì)量偏差和事后返工浪費(fèi)現(xiàn)象。例如，在高樁碼頭水工土建施工過程中，怱視了機(jī)電設(shè)備的預(yù)埋件安裝位置或者安裝質(zhì)量，就給后期機(jī)電工程安裝帶來較大的困難，有的甚至不得不返工或者變更設(shè)計(jì)。如果在施工管理階段，承包單位技術(shù)人員應(yīng)用BIM技術(shù)將各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容統(tǒng)一起來，還原成三維模型，全面實(shí)行數(shù)字化、信息化管理，并將之實(shí)施到施工過程中去，這樣就突破了水運(yùn)工程項(xiàng)目建設(shè)傳統(tǒng)管理模式，即將不同工種、不同專業(yè)內(nèi)容在作業(yè)過程中協(xié)調(diào)起來，實(shí)現(xiàn)資源信息共享，并且通過可視化模型，展現(xiàn)給相關(guān)專業(yè)施工班組，從而大大地減少工程質(zhì)量問題，而且能夠有效地預(yù)防不同專業(yè)之間施工矛盾問題發(fā)生。

其次，對(duì)于高樁碼頭大型柱、梁、板施工，配筋較多較密集，加上機(jī)電工程在梁板上預(yù)埋件也較多，于是容易在柱、梁、板交接處，產(chǎn)生鋼筋與鋼筋之間，或者鋼筋與預(yù)埋鐵件之間碰撞沖突問題，導(dǎo)致實(shí)際施工無法進(jìn)行。這時(shí)可以運(yùn)用BIM技術(shù)，事先對(duì)鋼筋安裝模型放樣進(jìn)行調(diào)整，來解決這種設(shè)計(jì)沒有考慮到的問題。同理對(duì)于堆場施工，經(jīng)常出現(xiàn)給排水管道與消防、污水管道及其他設(shè)備管道之間發(fā)生類似交叉沖突問題，都可以借助BIM技術(shù)模擬施工情景，事先進(jìn)行排查并加以解決。對(duì)于堆場大型場橋集裝箱吊裝設(shè)備，也可以事先運(yùn)用BIM技術(shù)生成三維模型，模擬現(xiàn)場情況，進(jìn)行演示以確定設(shè)計(jì)安裝參數(shù)、實(shí)際運(yùn)行參數(shù)是否滿足要求，這樣可以防止大型設(shè)備在實(shí)際安裝施工過程中，出現(xiàn)與設(shè)計(jì)意圖相差的問題，從而杜絕了設(shè)計(jì)變更，也確保了工程質(zhì)量與進(jìn)度。至于堆場建設(shè)中的大型倉庫、候工樓等房屋建筑工程，應(yīng)用BIM技術(shù)，就更能夠充分彌補(bǔ)水運(yùn)行業(yè)施工管理在建筑領(lǐng)域中的不足之處。

（2）船閘工程項(xiàng)目。船閘工程施工幾乎都是處于狹窄的深基坑高邊坡地帶，而且混凝土澆筑量很大，高空作業(yè)量多。在這種工作面有限的情況下，既要確保施工材料運(yùn)輸?shù)缆钒踩〞?，又要確保高空安全作業(yè)，還要設(shè)置臨時(shí)材料、機(jī)械設(shè)備堆放場地，這對(duì)施工組織設(shè)計(jì)提出了較高的要求，傳統(tǒng)的施工管理者只能依照平面圖結(jié)合一些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，得出一個(gè)想象空間，然后進(jìn)行布置，而且在技術(shù)交底過程中，難免有模糊不清的地方，往往實(shí)施起來會(huì)產(chǎn)生較大偏差，甚至對(duì)施工進(jìn)展造成一定的損失。此時(shí)，在施工準(zhǔn)備工作階段，我們可以運(yùn)用BIM技術(shù)將整個(gè)船閘工程還原成三維模型，然后根據(jù)施工技術(shù)方案，結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)在原有模型上布置施工作業(yè)面及其設(shè)備、材料堆放場地、施工運(yùn)輸?shù)缆返?。這樣不僅直觀、形象，而且定位較準(zhǔn)確，實(shí)施起來偏差少，給施工班組交底清析明了。

其次，在船閘大體積混凝土施工時(shí)，為了防止溫度裂紋產(chǎn)生，需根據(jù)施工技術(shù)方案要求分段分層分塊劃分澆筑塊。此時(shí)，工程技術(shù)人員可以應(yīng)用BIM技術(shù)在建好的船閘工程三維模型上，利用設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的測算劃分并標(biāo)記好。工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場施工完成情況與之建立相應(yīng)施工數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣不僅達(dá)到了施工進(jìn)度準(zhǔn)確跟蹤的目的，而且為后期工程質(zhì)量責(zé)任塑源提供了非常便利的途經(jīng)。另外，運(yùn)用BIM技術(shù)通過模擬閘門等機(jī)電設(shè)備定位情況，對(duì)于實(shí)際施工當(dāng)中準(zhǔn)確安裝預(yù)埋鐵件及排查設(shè)備就位相關(guān)空間參數(shù)是否滿足要求，發(fā)揮重要作用，避免不必要的質(zhì)量問題發(fā)生。

3.結(jié)語

總之，人們?nèi)缃駥?duì)BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用越來越深入，并對(duì)我國水運(yùn)工程項(xiàng)目的建設(shè)與管理帶來了強(qiáng)有力的技術(shù)保障和幫助，因此，這就需要相關(guān)工作人員必須致力于學(xué)習(xí)BIM技術(shù)的靈活運(yùn)用，以便更好地控制水運(yùn)工程項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量和作業(yè)成本。