BIM技术在水闸项目施工管理中的应用

摘要：水利工程不仅是国家基础设施建设的核心部分，而且与国家的经济和人民的生活息息相关。当前水利工程建设项目相关要求越来越高，各类先进技术手段的应用对于水利工程建设水平的提高发挥了重要的作用。其中BIM技术的应用比较具有代表性，本文依托扬中市某水闸项目，探索BIM技术在水闸施工管理过程中的应用。应用BIM技术指导施工，模拟施工进度计划，对比工程量，实现质量安全风险便捷控制，从而保证施工质量和进度，提高施工管理水平。

关键词：BIM技术；水闸施工；质量控制;安全控制

1 项目概述

扬中市为江中洲岛，地理位置特殊，水利条件较差，洪涝灾害频发，14座通江节制水闸担负着全市的防洪保安、农业排涝灌溉以及骨干河港的生态引活水等重要职能。水闸改建工程施工质量及安全控制对全市防洪保安的重要性不言而喻。

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。以BIM指导项目施工过程，可以显著提高施工效率和大量减少风险,实现项目精细化管理。

2 项目基本情况

兴隆港闸位于扬中市经开区兴隆社区、六圩港北端，距江口约380米。新建兴隆港闸闸孔净宽6.0米，设计排水流量50m³/s、引水流量40m³/s。

闸室底板顺水流方向长15.7米，底板面高程0.9米，闸墩顶高程10.4米,采用直升式平面钢闸门，门叶尺寸6.08米×5.4米，启闭机选用QP-2×160KN卷扬式启闭机；工作桥桥面高程17.3米；闸下游设交通桥，桥面净宽7米，桥面高程10.4米。内河侧和长江侧均设15米长消力池，池后分别接30米、32米长砼海漫，海漫末端设防冲槽。闸室东侧设控制室。长江侧设三级翼墙，内河侧设二节翼墙；内河侧堤防堤顶高程7.5米，路面净宽7米，采用沥青路面；水闸采用钻孔灌注桩地基处理，直径0.6米；闸室两侧设防渗刺墙，闸室、上下游翼墙及刺墙地板下设直径0.5米高压旋喷桩防渗墙。新闸供电电源由原有室外专用变压器引接，用低压电缆引入室内进线开关柜；新设低压配电柜2台，闸上设置自动化监控系统一套。

项目通过BIM技术对项目的进度、材料、质量、安全等方面进行把控，进一步提升计划控制能力，通过可视化交底、碰撞检查功能、精确定位、快速资源计算等功能，帮助项目及时找出各专业冲突、减少返工、快速协同施工，确保施工现场高效有序运行。

3 BIM技术在水闸工程施工管理中的应用

3.1三维检测及设计协调

在施工准备阶段，利用BIM技术建立土建、金属结构、电气及自动化等各专业三维模型，建模过程中提前发现图纸设计中的问题以及与实际情况的偏差，提前进行优化处理，进一步做到事前控制，减少施工过程中的变更和返工。

3.2 施工场地模拟布置

利用BIM技术进行场地模拟布置，直观、真实、全方位、参数化、快速、精准地模拟施工环境，进一步优化场地布置，为施工提供专业有效的真实数据。

3.3 可视化动态交底

通过3Ds MAX软件对施工现场进行建模预演，使工程施工及管理人员对工程有更直观的认知；通过三维可视化施工规范视频及安装工艺视频，对现场施工人员进行可视化技术交底，进一步协助管理人员进行标准化管理，辅助操作人员精准加工制作，极大地提升施工质量和施工作业进度。

3.4 碰撞检查

通过使用Naviswork软件，将多专业模型进行合并导出，进行碰撞模拟，提前发现项目钻孔灌注桩与原有挡墙基础桩位碰撞问题，提前基于BIM模型进行桩位优化调整及方案论证。

（图1 碰撞模拟）

3.5 指导复杂关键施工点施工

闸墩大体积混凝土浇筑是本项目的关键施工点，本项目闸墩混凝土采用一次性浇筑方案，共分四层进行，每层浇筑后在初凝前浇筑上一层，利用BIM可视化特点，在混凝土浇筑专项施工方案制定时，能让技术人员清晰了解施工工序及工艺，通过BIM技术模拟闸墩混凝土的浇筑过程，通过施工工艺视频进行技术交底，遵循体积控制原理，通过高程控制，有效保障闸墩混凝土施工过程中的质量和安全。

闸门门槽的施工质量是本工程通水阶段验收的关键点，门槽加工制作及施工安装过程的质量直接影响闸门的运行效果，通过透视图和剖面图，对施工班组进行详细的技术交底，方便管理人员在施工过程中跟踪监督到位，确保门槽验收合格，进一步保障闸门运行效果。

   3.6 模拟脚手架搭设施工方案

通过广联达BIM模板脚手架设计软件，结合软件受力计算集成功能，快速生成项目脚手架搭设专项施工方案，并且一键生成施工图，导出项目材料用量，辅助项目进行脚手架物料的预算结算工作，进一步节约人力及时间。

3.7 指导金属结构制作、安装及调试

将本项目的金属闸门在revit软件进行炸开演示（见图2），并加以注释，通过模型演示以及导出三维剖面图进行施工技术交底，有效提升金属结构的制作加工及安装质量。在钢闸门、启闭机及电气系统等各模块安装好后，各系统先行自检，并反馈相关信息及存在问题，最后进行联合试运行。

（图2 钢闸门炸开演示 ）

3.8 安全风险控制

BIM技术在施工安全风险预警中也展现出了巨大的潜力和优势。BIM技术可以通过构建数字化和可视化建筑信息模型来精确反映施工现场真实状态，其中包含施工环境，施工过程和施工资源各方面信息。在此基础上，利用BIM技术可以更准确地预测与评估施工期间安全风险。

（1）创建三维BIM模型：使用Revit和其他BIM软件先构建项目三维BIM模型以供随后分析之用。（2）模型参数设定：将施工单位，起止时间及其他关键信息设定到模型上，在施工前期建立安全风险预警信息，并定期进行维护更新，以保证风险信息及时准确，对后续风险评估与管理具有重要意义。（3）施工安全风险评估：综合运用常见风险评估方法，对危险源进行辨识，对风险进行评估，在BIM模型中显示出不同色彩的风险等级和对应防控措施。该方法既效果显著，又便于各方面参考关注，以便及时采取适当防范措施。通过上述步骤，建立基于BIM的施工安全风险预警模型，对施工中存在的安全风险进行有效识别，评价与管理，从而为工程管理提供有力技术支持。        

3.9 工程量对比，辅助项目结算

通过广联达钢筋算量软件对项目的钢筋工程量进行体量导出，基于幕墙专业模型，通过revit进行物料工程量导出，进一步对比项目预算工程量与实际发生量之间的误差，在项目结算阶段辅助进行工程量决算，进一步提高效率，节省时间。

3.10施工进度计划模拟

本项目为跨汛期施工项目，工期短、任务重，为进一步保障项目按时、保质、保量完成，将项目施工流程、时间、成本等参数进行绑定，充分展示各个施工节点，快速测算工程量、施工开始时间、持续时间、结束时间等参数；定期对比现场实际进展情况；及时掌握施工关键节点和重要施工阶段等相关数据；协调各专业施工交叉进行，尽量缩短工期，节约成本。

4 结论

BIM是基于全生命周期管理的数据库，在工程建设管理领域具有强大的优势。

借助BIM技术可实现施工现场三维可视化模拟，在提高效率、缩短工期、节约成本、保障管理方面能发挥重要作用。随着社会经济的不断发展，BIM技术在水利工程施工建设管理中的运用会更加普遍。因此，必须进一步加大BIM技术研究与应用力度，持续完善水利工程施工现场管理BIM技术应用体系，才能为水利工程施工质量及安全提供更有力保障。

参考文献：

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