基于 BIM技术河道地形处理分析研究

基于 BIM技术河道地形处理分析研究

陆长兵 司佳

青岛金州水利勘测设计院有限公司 山东 青岛 266300

[摘要]：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断加强，针对河道整治工程，本文从应用Ｒevit软件，对目前常用的CAD平面图，通过一种简单快捷的技术实现创建河道地形三维模型。在创建河道地形过程中，实现了河道地形变化与土方工程量数值的联动关系，在直观有效地进行土方的挖运分析计算的基础上，可以实现土方平衡计算的精度，有效减少解决纠纷的时间，在工程造价控制中发挥重要作用。

[关键词]：河道整治;河道地形;三维模型;土方工程量

引言

目前，BIM技术时常用于建筑工程领域，在应用当中可以帮助工程人员了解建筑工程当前的状态，分析工程结构与结构之间的力学参数是否合理，同时当出现不合理现象时，工程人员可以直接在模型上进行调整，再通过此项技术的分析功能，对调整后的工程进行分析，直至工程合理。在理论上航道整治工程属于建筑工程的一种，所以可以应用BIM技术，但介于此项工程的特殊性，在实际应用上是否能够得到良好的效果还是一个“未知数”，所以需要对此进行分析。

1 BIM的定义及特点

建筑信息模型(buildinginformationmodeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性，模拟性，优化性和可出图性共5大特点。BIM技术作为全新的信息化建筑设计方法，带来设计质量与效率的提高。三维可视化信息模型的应用，如设计的校核、统计算量、性能分析等，全面提升设计的质量与价值，同时提供了各专业协同设计的平台。对于航道工程而言，三维模型能够直观展示复杂节点的空间位置关系和不规则形体信息，包括结构模型、效果展示、工艺搭接等，使设计意图一目了然。而且BIM模型都带有真实工程信息，并能够基于三维地形和三维结构模型进行数据分析，从而保证深化设计的准确性和可靠性，同时可提高方案的技术交底问题发现率，提高设计与施工沟通效率，从而提高工程质量。此外，通过与施工方、业主方的协调配合，BIM设计成果可与项目进度、造价管理相结合，延伸至施工管理、产品的运营以及后期维护等各个环节，在建筑全生命周期内实现信息的传递与共享。

2 BIM技术河道地形处理分析

2.1创建河道地形

应用BIM技术创建河道地形三维模型，可以将河道地理位置、地形表面通过三维数字化呈现。实现了可以随意查找模型高程值的问题，也可以根据实际环境情况修改地形。通过Ｒevit软件实现河道三维地形创建方法有三种。1)通过人工输入高程值生成三维模型地形图该方法仅适用于高程点数据比较少的地形，不利于地形数据的整理，高程点较多时会出现工作量繁重、效率低、精度低等。此方法一般用来添加和修改高程点。2)通过导入包含地形高程点数值与相应XYZ坐标值的点文件，通过规则网格生成等高线。3)将DWG、DXF、DGN格式的等高线数据导入Ｒevit软件，通过地形表面进行创建模型。Ｒevit将自动分析导入的数据，根据等高线的位置放置高程点。该方法使用范围最广泛，效率高。

2.2施工方案的合理性

利用三维模型的可视化特性，在施工前对各阶段施工方案进行推演，便于优化施工组织，科学展开工作面排布，确定方案布置的合理性，从组织层面提升船舶调遣及施工班组作业效率，主要包括：（1）施工总平面布置。借助BIM技术，利用1：1绘制的工程模型、船机模型展开施工组织模拟，能够克服传统二维平面布置的痛点及不足，非常直观方便地了解整个施工过程中的船机布置。（2）施工方案推演。用BIM技术在各类典型、专项施工方案的编制审核阶段对方案内容展开推演，借助三维场景将方案再现，有效提升各类施工方案的指导力。

2.3实例施工阶段的应用

同样以资源配置为例，对实例施工阶段当中BIM技术的应用进行分析。实例工程工作流程当中主要包括了D型排、X型排、抛透水框架及岸坡施工，这些工程对于资源的需求各不相同，但整体上会造成较大的成本，因此实例工程为了对此进行管控，将实际需求信息参数录入BIM技术系统当中，以此得出了各个施工阶段完工的模拟模型，之后针对其中不合理的地方进行调整，得出了各施工部分的具体资源需求。此外，针对成本实例工程主要对照当地市场资源材料的单价进行计算，因为资源配置已经得到了优化，所以成本控制上同样可以体现出精确控制的应用，同时在竣工之后通过两个模型的比对，确认施工质量良好。

2.4程与航道关系动态演示

通过附加航道边线信息，还可以直观地表现施工期工程与航道平面布置的动态关系，便于深入分析工程对航道布置及船舶通航的影响，评估不同施工阶段的风险等级，设计单位和施工单位可以根据不同阶段的影响程度优化施工进度，管理单位可以进行动态管理，有利于航道资源的充分有效利用。例如，当施工区域贴近航道水域时，可能对航道布置及船舶通航有一定的影响，应集中人员、设备等项目资源，尽量缩短该区域施工工期，从而缩短影响时长，配合加强施工船舶管理等措施，将工程对航道与通航的影响降至最小。在BIM技术应用中，通过对工程与航道关系的直观演示，根据所观察现象初步分析，为保障船舶通航和施工作业安全，可在施工前，先期调整局部航道布置。

2.5三维模型与土方工程量的联动

当模型出现与土方工程量联动现象，可以实现土方工程量的快速、准确计算，避免传统工程量计算量大、准确度不够现象。通过以下几步实现模型与土方工程量的联动。1)在Ｒevit软件体量和场地选项卡下，通过拆分表面生成与设计断面相对应的地表，在拆分过程中属性栏－创建阶段改为现有类型。2)在Ｒevit软件体量和场地选项卡下，通过平整区域创建与现有地表完全相同的新地形表面，“净剪切/填充”为挖填方净值、“填充”为填方、“截面”为挖方。通过对比设计断面，修改特征点的高程，生成设计断面。

2.6利用BIM在项目安全管理中建立施工的安全指标

安全指标的建立既要有理论依据，又要建立在实际情况的基础上。BIM技术不仅能够准确计算并统计项目的相关数据，还能够对所获取的数据进行分析和比较，从而建立较为完善的安全指标。安全指标建立完成后，我们可以通过BIM技术对整个项目实施监控和管理。从项目环境方面来说，BIM技术能够对技术环境以及劳动环境进行模拟，从而确保项目环境的文明。具体来说，BIM技术能够帮助规划和设计施工现场，确保场地状况符合规范等。BIM技术能够帮助建立办公系统，完善信息沟通，建立质量监督管理制度，有效解决项目实施过程中存在的问题，保证项目质量符合要求。

结语

本文通过一种基于BIM技术河道地形三维模型创建的方法，使地形三维模型和土方工程量之间产生联动效果，更方便控制工程造价。设计人员可以直观地看出设计过程中存在的问题，大幅度提高工作效率。由于此次建立的地形三维模型相对直观，因此，后续可以添加各种水位、图像纹理地形表面，形成各种建筑物与地形的真实情况，有利于模拟防洪、排水能力。

参考文献

［1］朱赛虎，李晓莉．城市河道淤积水下地形三维建模方法研究［D］．合肥:合肥工业大学，2016．

［2］沙名钦．基于BIM技术的桥梁工程参数化建模及二次开发应用研究［D］．南昌:华东交通大学，2019．

［3］何关培．BIM和BIM相关软件［J］．土木建筑工程信息技术，2010，2(4):110－117．