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航道整治工程中BIM技术发挥的作用

来源:原创论文网 添加时间:2021-05-06

  摘    要: BIM技术可实现工程信息在全寿命周期内有效利用与管理,是水运品质工程有效实施的保障。结合航道工程BIM应用现状,从BIM技术方案与应用两方面分别对长江下游黑沙洲、长江中游蕲春水道以及京杭运河八堡船闸整治工程中BIM应用展开论述,介绍BIM技术在提高航道整治工程施工管理水平上所发挥的作用。

  关键词: BIM技术; 航道整治工程; 应用;

  Abstract: The effective use and management of engineering information can be realized by BIM technology in the whole life cycle,and BIM technology is the effective implementation guarantee of water transportation quality engineering.Combined with the application status of BIM in waterway engineering,the application of BIM in Heishazhou of the lower reaches of the Yangtze River,Qichun waterway of the middle reaches of the Yangtze River and Babao Shiplock renovation project of the Beijing-Hangzhou Canal respectively is discussed from two aspects of BIM technology scheme and application,and the role of BIM technology in improving the construction management level of waterway renovation project is introduced.

  Keyword: BIM technology; waterway regulation project; application;

  1、 引言

  BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)是指对建设工程的规划、设计、施工以及运营维护进行全生命周期创建和管理建筑信息的过程[1]。随着BIM应用不断推进,其应用领域由建筑工程向基础设施工程扩展,例如水运工程等。目前,多个航道整治工程开始大力推广应用BIM技术,例如长江下游黑沙洲航道整治工程中运用的BIM设计、BIM施工管控平台等技术,旨在强化BIM技术在航道整治工程的应用,固化BIM平台功能,助力航道信息化建设[2]。

  我国内河航运建设至今,通航里程超过12万km,已形成“两横、一纵、两网”模式的内河航道系统。国内水运行业BIM技术应用呈现协同设计、数字资产、智能运维、数据驱动等特点。目前BIM技术在水运航道工程领域的应用现状如下[3,4,5]。
 

航道整治工程中BIM技术发挥的作用
 

  (1)重点技术方向:满足水运工程全生命周期多尺度多粒度的BIM智慧管控技术,BIM全生命周期协同工作技术,BIM软件云平台技术,BIM技术与新技术(物联网、人工智能、边缘计算等)的应用融合,BIM数据驱动的平台集成开发等。

  (2)持续发展机制:从政府或行业部门进行顶层设计,建立水运工程领域的BIM智慧应用联盟,建立健全水运行业BIM应用推进组织结构和实施机制、BIM技术交流机制、BIM技术能力培养机制、BIM技术资源共享和信息发布机制。

  (3)示范工程应用:选择一批具有代表性的水运工程项目进行BIM技术示范应用,发挥样板和示范标杆作用,例如大型港口工程、大型航道工程、典型的通航枢纽工程等。

  2、 典型航道工程BIM应用分析

  2.1、 长江下游黑沙洲航道整治工程

  该项目主要分为整治建筑物工程、护岸工程及航标工程。存在处理工作量大、规范施工难度大、安全管理难度大等重难点,可利用Infraworks快速整合多源数据,利用BIM施工管控平台进行质量、安全可视化、协同化管理,优化施工组织。

  2.1.1、 项目BIM技术路线

  围绕BIM设计、数字化交付、施工深化与模拟以及BIM施工管控平台4个方面进行BIM技术应用(见图1)。在数字化交付层面,利用二维图纸、集成展示、数据整合等充分表达设计意图;而在BIM设计层面,利用部件编辑器进行整治建筑物、航标等的方案实施更新。

  图1 BIM技术路线
图1 BIM技术路线

  2.1.2 、BIM技术应用

  (1) BIM设计应用,包括基础数据处理、部件编辑器、整治建筑物建模、水流仿真分析以及可视化交底等,创建三维数字地面模型,实现多方案整治效果仿真分析,利用Navisworks集成模型和图纸信息,进行可视化设计交底,提高数据处理工作效率。

  (2) BIM施工应用,利用Civil3D、Infraworks等软件进行施工深化、构建编码以及施工方案模拟等,为施工构件信息传递奠定基础,使施工重难点部位可视化;自主研发基于BIM技术的多项目施工管控平台,以BIM模型为基础,以业务数据为纽带,实现参建各方协同工作。

  2.2、 长江中游蕲春水道航道整治工程

  该工程为长江航道“645工程”建设内容,重难点包括工期紧、施工环境制约因素多、项目管理难度大等,利用BIM管控平台各模块进行管理,直观掌握项目施工情况,优化施工组织设计。

  2.2.1、 BIM解决方案

  针对项目的重难点,分别提出BIM解决方案(见表1)。例如施工时间受限、工期紧张的问题,可采用4D、5D施工模拟,优化施工组织设计;针对传统文档管理混乱,无法实现质量可追溯性的问题,可以BIM模型为载体,搭建BIM施工管控平台,进而实现快速检索分析。

  表1 该项目BIM解决方案
表1 该项目BIM解决方案

  2.2.2、 BIM技术应用

  (1) BIM模型施工应用,主要包括BIM施工模型深化、施工顺序模拟、施工技术交底、施工安全交底,综合运用欧特克系列软件,对模型进行深化;直观、精确反映整个项目的施工过程,合理优化施工方案,实现施工技术可视化交底。

  (2) BIM平台施工应用,包括利用BIM平台实现基于BIM平台费用、质量、进度等的管理,利用二维码实时扫描查看项目构件信息以及其施工过程记录信息,在施工过程中,通过不同颜色直观反映BIM模型的施工、计量等状态。

  2.3、 京杭运河八堡船闸段航道整治工程

  本项目为京杭运河二通道与钱塘江沟通的关键,具有施工路线长、工程体量大、施工管理要求高等难点,因此引入BIM技术,构建BIM平台,实现平台搭建、空间管理、项目管理等9项BIM集成应用。

  2.3.1、 BIM技术方案

  利用设计施工图以及地形测图等进行基础数据汇总为BIM模型搭建提供数据支撑。在Revit以及Civil3D等软件中分别进行水工结构和地形等的建模,并进行工程项目的BIM模型数字资产集成应用(见表2)。

  表2 BIM技术方案
表2 BIM技术方案

  2.3.2、 BIM技术应用

  BIM技术应用包括BIM模型应用和平台集成应用两部分(见表3)。BIM模型应用中进行工程项目的精细化建模、多专业碰撞检查、数字化加工、虚拟漫游等,保证BIM模型应用深度和广度,减少工程错、漏、碰、缺,同时也可解决多工作面交叉协调等问题。平台集成应用,包括平台搭建、空间管理、温度管理以及项目管理,利用BIM+物联网、GIS以及PM等技术解决施工线长、点多、管理分散的难题,实现工程进度、质量经济化管理。

  表3 BIM技术应用
表3 BIM技术应用

  2.4、 各工程BIM技术应用对比分析

  针对不同项目工程难点,利用不同BIM技术完成各航道整治工程。长江下游黑沙洲航道待处理工作量大、规范管理难以实现,BIM技术的引入侧重于实现基础数据处理及施工方案模拟、安全管理等应用层面;长江中游蕲春水道航道难点在于环境制约因素较多、管理难度大等方面,因此围绕BIM技术实现地形和水深分析,并采用二维码形式详细记录与跟踪项目施工过程;京杭运河八堡船闸段航道则具有工程体量大、施工管理较难实现等项目难点,利用BIM技术进行基础信息汇总完成BIM精细化建模,管理平台搭建实现平台集成应用。

  3、 结语

  BIM技术作为工程领域革命性技术,是水运工程产业升级必经之路。在航道整治工程建设全过程中,BIM技术可利用自主研发程序及BIM施工管控平台实现各环节精细化管理,为航道工程三维可视化、参数化和协同化提供决策支撑。今后,可利用BIM与GIS (Geographic Information System,地理信息系统)、物联网等多项新兴技术的结合,提高航道整治工程施工管理水平,为项目工程发展提供决策支撑。

  参考文献

  [1]周翠.BIM技术应用现状与发展概述[J].建筑技术,2018(A2):40-43.
  [2]郭涛,余青容.航道整治工程BIM关键技术研究及应用[J].水运工程,2018(11):1-4.
  [3]陈怡君,江凌.长江中下游航道工程建设及整治效果评价[J].水运工程,2019(1):6-11.
  [4]刘俊杰,张国栋.BIM技术在航道整治工程中的应用探析[J].科技经济导刊,2019(10):83.
  [5] Hokey Min,Seung-Bum Ahn,Hyang-Sook Lee,Heekeon Park. BIM in navigable waterway construction[J]. BAUTECHNIK,2017,94(8):509-513.

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