BIM 技术在水电工程施工质量管理中的实践探究

1BIM 技术在水电工程施工质量管理中的应用现状

1.1 BIM 技术在水电工程施工质量管理中的国内外研究现状

近年来，BIM 技术作为数字化转型的核心工具，在工程建设领域展现出显著的应用价值。国内外学者针对BIM 技术在水电工程施工质量管理中的应用开展了多层次研究，形成了差异化的发展路径和实践经验。

国际上，BIM 技术的应用较早呈现出系统化特征。以欧美国家为代表的研究普遍强调全生命周期管理，通过集成化信息模型实现设计、施工、运维各阶段的无缝衔接。LI Yinan 的研究指出，“ BIM 技术作为融合数字化与可视化的建造管理工具，在提升工程质量、降低成本及改善协同效率方面展现出显著优势” [1]。美国陆军工程师兵团等机构已将 BIM 技术应用于大坝建设中，通过三维模型与施工进度的动态关联，实现了混凝土温度控制等关键质量指标的实时监控。日本在中小型水电项目中探索了轻量化BIM 应用，利用移动端设备辅助现场质量检查，显著提升了验收效率。

国内研究则呈现出从单点突破向系统集成的演进趋势。早期应用主要集中在设计阶段的可视化展示和管线碰撞检测，如李响所述，“ BIM 技术在水利水电工程中的应用逐渐深入” [2]。随着技术成熟度的提升，2024 年以来，国内学者开始关注施工质量管理的全流程应用。李祥的研究表明，“ BIM、大数据、云计算等技术手段已广泛应用于水电工程建设管理的各个阶段” [3]。在大型水电项目中，基于 BIM 的协同管理平台已实现设计变更的自动传递和施工工艺的模拟优化，有效减少了质量缺陷的发生概率。马欢特别强调，“ BIM 技术已成为提升建筑水电安装工程质量管理的关键利器” [4]，这一观点在2025 年最新工程实践中得到进一步验证。

1.2 BIM 技术在水电工程施工质量管理中的主要应用领域

当前BIM 技术在水电工程施工质量管理中的应用已从单一场景向多维度延伸，形成覆盖施工全流程的技术体系。根据2025 年最新工程实践，其核心应用领域可归纳为以下三个方面：

在施工准备阶段，BIM 技术主要发挥设计意图传递与工艺优化的作用。通过构建三维可视化模型，将复杂的结构节点、机电管线等设计要素直观呈现，显著降低施工人员对二维图纸的误读风险。马欢的研究指出，“ BIM技术的应用有效避免了设计过程中的缺陷、潜在冲突和可能遗漏的问题”[4]。例如在导流洞施工中，利用模型进行开挖方案模拟，可提前发现支护结构与地质条件的匹配性问题，从源头减少质量隐患。此外，基于模型的工程量自动统计功能，为材料采购和质量控制提供了精准数据支撑。

施工过程控制是BIM 技术应用的关键环节。通过建立协同管理平台，实现质量检查数据与模型的实时关联。具体表现为：在混凝土浇筑过程中，利用模型关联温度传感器数据，动态监控大体积混凝土的内外温差；在金属结构安装时，通过移动端扫描构件二维码调取模型信息，确保安装精度符合设计要求。张社荣的研究表明，BIM 与GIS 技术的融合应用可提升施工期项目管理的协同效率。2025 年某大型水电站项目中，施工方通过无人机巡检获取现场实景数据，与BIM 模型对比分析后，及时发现边坡支护的施工偏差，避免了重大质量事故。

2 BIM 技术在水电工程施工质量管理中的实践案例分析

2.1 案例项目概况与BIM 技术应用方案

位于西南地区的某大型水电站工程作为典型案例，具有典型的水电工程特征和复杂施工环境。该项目总装机容量超过1000 兆瓦，主要建筑物包括混凝土双曲拱坝、地下厂房系统和长距离引水隧洞。工程区地处高山峡谷地带，地质条件复杂，存在边坡稳定、大体积混凝土温控等突出质量问题，对施工质量管理提出了较高要求。项目于2024 年启动建设，计划2028年竣工，是当前国内应用BIM 技术进行质量管理的代表性工程之一。

针对项目特点，建设团队制定了系统的BIM 技术应用方案。在硬件配置方面，搭建了基于云计算的协同管理平台，配备移动终端、三维激光扫描仪和无人机等设备。软件环境采用主流的BIM 建模工具，结合水电工程专业插件进行二次开发。实施过程中建立了三级模型体系：设计模型用于表达工程全貌，施工模型细化到构件级别，工艺模型则聚焦关键工序的施工细节。这种分层建模方法既保证了模型精度，又避免了数据冗余。

在质量管理方面，BIM 应用主要围绕三个维度展开。首先是设计可视化，将传统的二维图纸转化为三维模型，通过虚拟漫游和剖切展示功能，帮助施工人员准确理解设计意图。特别是在地下厂房交叉洞室群等复杂结构中，模型辅助技术交底使施工错误率显著降低。其次是过程监控，利用模型关联的物联网传感器，实时采集混凝土温度、边坡位移等质量数据，当监测值超过阈值时自动预警。最后是验收管理，通过无人机航拍生成实景模型，与设计模型进行对比分析，快速识别施工偏差。

2.2 BIM 技术在水电工程施工质量管理中的具体实施效果

在西南地区某大型水电站项目的实际应用中，BIM 技术展现出多方面的质量管理成效。通过三维可视化模型的应用，施工人员对复杂结构的理解更加直观准确，特别是在地下厂房交叉洞室群等部位，设计意图传达效率显著提升。与传统二维图纸相比，模型辅助技术交底使施工错误率明显降低，减少了因理解偏差导致的质量问题。

施工过程监控方面，BIM 平台集成的物联网传感系统发挥了关键作用。在大体积混凝土浇筑过程中，实时采集的温度数据与模型自动关联，当监测值超过预设阈值时，系统立即发出预警，指导施工人员调整保温措施。这种动态监控方式有效预防了温度裂缝等质量通病。边坡开挖施工中，通过定期无人机航拍生成实景模型，与设计模型进行对比分析，及时发现并纠正了多处支护结构偏差，避免了潜在的安全隐患。

验收管理环节的改进尤为突出。项目采用数字化交付模式，所有验收数据均按空间位置绑定至模型构件，形成完整的质量档案。当出现质量争议时，可快速调取相关施工记录和影像资料，大幅提高了问题追溯效率。与传统纸质资料管理相比，这种结构化存储方式不仅节省了档案存储空间，更确保了工程资料的完整性和可检索性。

3 结论

通过系统研究与实践验证，BIM 技术在水电工程施工质量管理中展现出显著优势。研究表明，该技术通过三维可视化模型有效解决了传统二维图纸信息表达不直观的问题，使设计意图传达更加准确，减少了施工理解偏差。在西南地区某大型水电站项目中，基于BIM 的协同管理平台实现了质量数据的实时采集与分析，使混凝土温控、边坡位移等关键质量指标的监控时效性得到明显提升。通过模型与物联网、无人机等技术的融合应用，形成了覆盖施工准备、过程控制和竣工验收的全流程质量管理体系，为水电工程数字化转型提供了可行路径。

参考文献

[1] LI Yinan.Application of Landscape Engineering based on BIM Visualization Technology[J].《Journal of Landscape Research》，2024，（5）：10-14.

[2] 李响.BIM 技术在水利水电工程中的应用[J].《中国科技期刊数据库工业 A》，2024，（11）：133-136.

[3] 李祥.数字孪生技术在水电工程建设管理中的应用探讨[J].《中国科技期刊数据库 工业 A》，2024，（4）：0128-0132.