基于BIM 的水利水电工程建设进度与质量协同管理研究

水利水电工程因施工周期长、地质环境复杂、工程量大等特点，对进度与质量管理提出了极高要求。随着建设规模的扩大和技术复杂度的增加，传统管理模式在信息集成、进度协调和质量监管方面日益显露不足。BIM 技术作为新一代信息化工具，凭借三维可视化、全生命周期信息管理及多方协作的优势，为水利水电工程的数字化管理提供了新的可能，尤其在进度与质量的协同控制中展现出较强的适应性与价值。

一、BIM 技术及其在水利水电工程中的应用基础

（一）BIM 技术概述

BIM（Building Information Modeling）是一种基于三维数字模型的集成管理技术，涵盖几何信息、材料属性、施工工艺和运维数据，实现项目全生命周期信息共享。其核心功能包括三维可视化、4D 进度模拟、5D 成本控制、跨平台协作及碰撞检测，可在设计阶段提前发现问题，减少返工 [1]。当前水利水电工程主要使用 Revit、Bentley、Navisworks 等软件，通过可视化和参数化建模实现与施工现场高度一致的数字化表达。

（二）水利水电工程特点分析

水利水电工程规模庞大、工序复杂、周期长，涵盖大坝、厂房、引水系统等子项目，施工受地质和水文条件制约，存在洪水期施工风险。多专业交叉及复杂材料需求使得传统二维图纸难以满足快速信息共享和动态管理。进度与质量密切相关，如拱坝混凝土需严格控制浇筑间隔和升仓速度，否则影响整体稳定性。工程对信息化与可视化管理工具的需求十分迫切，为BIM 的应用创造了良好条件。

（三）BIM 在水利水电工程中的适应性

BIM 可实现大坝、厂房等结构的精细化建模，将混凝土仓段（ 30m×30m ）绑定配比、养护等参数，便于全过程监控。其在溢洪道和隧洞施工中可模拟爆破顺序、运输路径和支护结构安装，优化流程并降低安全隐患。对机组基础和压力钢管等设备，BIM 通过碰撞检测提前发现布置冲突。结合物联网传感器，可实时监测混凝土温度、坝体沉降等数据，支持精准质量评估和施工管理。

二、基于BIM 的建设进度协同管理研究

（一）BIM 在进度管理中的功能与应用

BIM 在进度管理中的核心功能体现在 4D-BIM 技术上，即将施工工序与三维模型相结合，生成可视化的进度模拟。通过 Synchro 或Navisworks 软件，工程人员可以提前预演拱坝每一浇筑层（通常 0.5-1.0米厚）的施工顺序和时间安排，并结合施工资源的配置（如搅拌站产能、运输车辆数量）生成精确的进度甘特图。BIM 还能与 Primavera P6、MSProject 等项目管理软件无缝集成，实现进度计划与现场施工数据的双向同步。若某一关键路径节点出现延误，系统会基于关键路径法（CPM）自动调整后续任务顺序或资源分配，从而最大限度减小对总工期的影响。通过可视化模拟，管理者可提前发现施工设备调配不当或工序冲突等问题，及时制定优化方案，提高进度计划的科学性和执行力。

（二）基于BIM 的进度控制流程

进度控制通常分为计划阶段、施工阶段和竣工阶段三个环节。在计划阶段，通过 BIM 模型进行 WBS 分解，将大坝、厂房、溢洪道等模块化，逐一建立工序逻辑网络，并结合历史工程数据和现场条件制定合理的基准进度计划。在施工阶段，BIM 平台与无人机航测及激光扫描技术结合，实时获取施工现场三维点云数据，与BIM 模型进行对比分析，监测每日实际施工产量与计划偏差。系统能够基于自动化算法生成进度预警报告，如混凝土浇筑量偏差超过 5% 则触发提醒。至竣工阶段，BIM 可自动统计施工工程量，与计划值对比校核，生成进度完成率和关键节点完成情况的可视化报告，为竣工验收提供量化依据。

（三）案例分析

在某装机容量达200 万千瓦的水电站工程中，施工方建立了覆盖拦河大坝、溢洪道、引水隧洞及厂房机组的 BIM 协同平台。通过 4D-BIM模拟大坝分仓浇筑和施工台阶进度，项目管理团队将混凝土浇筑效率提升了 8% ，并将因高温季节导致的延误缩短了近两周。在厂房机电设备安装阶段，BIM 与激光扫描技术结合，提前发现机组底座与厂房管线布置存在冲突，通过优化施工顺序避免了返工和工期延误。此外，项目方利用BIM 自动生成施工日报、周报和月报，实现进度数据的快速汇总和可视化展示，大幅度提高了管理效率和决策精准度。

三、基于BIM 的质量协同管理研究

（一）BIM 在质量管理中的优势

BIM 通过构件信息绑定实现质量数据的全程追踪，例如对大坝混凝土，每一浇筑仓段的强度等级（C30、C35）、入仓时间、浇筑温度、振捣时长及试块检测结果都可以附着在模型对象中，一旦出现质量问题，可迅速回溯对应的施工批次和作业参数。在钢结构与压力钢管安装中，BIM 与高精度激光测距、全站仪测量数据联动，使设备安装偏差控制在±3 毫米范围内，远高于传统人工测量精度。

（二）基于BIM 的质量控制体系

在设计阶段，BIM 通过参数化建模对施工可行性进行三维校核，可精确识别水工建筑物孔洞位置、钢筋布置与管线安装的冲突，并可在虚拟环境中进行多次优化和施工方案比选，确保设计阶段质量问题最小化[2]。施工阶段，BIM 与传感器网络深度融合，实时监控混凝土浇筑的内部温度和湿度等关键参数。例如在大体积混凝土施工中，系统会根据埋设温度计的实时数据自动计算冷却水流速与循环频率，确保内部与表面温差控制在 25°C 以内，有效避免温度裂缝和早期强度损失。此外，BIM能与移动终端结合，使监理人员通过平板实时查看质量数据并发出指令。竣工阶段，BIM 平台自动整合检测记录、质量验收报告、影像资料及传感器历史数据，形成系统化、电子化的质量档案，为后期的运行维护、缺陷修复及寿命周期评估提供可靠的数据支撑。

（三）进度与质量协同管理机制

基于 BIM 的进度与质量协同管理通过统一的数据平台实现双向动态驱动。系统不仅能在进度计划压缩或赶工时自动评估混凝土养护周期是否达标，还会基于历史施工数据进行养护与强度预测，若发现存在超风险的工序，会立即发出质量风险预警并建议调整工期，避免由于过度赶工导致结构隐患 [3]。质量检测数据的反馈也会实时影响进度安排，例如当某仓段强度或渗透率检测不合格时，BIM 平台会自动锁定该区域的后续施工任务，并推送整改措施至各责任方，以保障整体施工质量。通过云端BIM 平台，设计院、施工单位、监理和业主可同步查看实时进度与质量数据，并通过三维模型对问题区域进行可视化分析，大幅提升了沟通效率和决策准确性，实现真正的全过程协同与透明化管理。

总结：

BIM 技术在水利水电工程建设中展现出突出的进度与质量协同管理优势。通过 4D/5D 模型和信息集成平台，施工过程实现了可视化、数据化与动态化管理，使进度控制更加科学，质量问题得以实时追溯和预防。案例实践表明，BIM 不仅提升了施工效率和质量管控水平，也促进了多方协同与资源优化配置。未来，随着数字孪生、人工智能等技术的融合，BIM 将在智能调度、质量预测和运维管理等领域发挥更深远的作用。

参考文献

[1] 陈明文 , 肖晶 . 基于 BIM 技术的水利工程项目风险管理 [J].水上安全 ,2024,(24):112-114.

[2] 张璀红 . 浅析 BIM 技术在水利工程造价管理中的应用 [J]. 科技与创新 ,2024,(24):191-193.

[3] 曾文樱 . 水利水电工程质量管理策略研究 [J]. 水上安全 ,2024,(23):40-42.