在小南海水电站施工组织设计中的应用

1、DOI:10.13622/42-1800/tv.2013.06.0112013 年第 6 期2013 Number 6总第 111 期Total No111水 电 与 新 能 源HYD OPOWEAND NEW ENE GY：1671 3354（2013）06 0032 04文章编号BIM在海水电站施工组织设计中的应用，张新宇林伟梓三峡分公司443002）（中国葛洲坝宜昌摘要 ：以重庆BIMBIM。海水电站为研究背景在水利水电工程施工组织设计中的应用系列软件在了 CAD 软件三维建模、Civil3D 软件处理地形、 evit软件结构建模 、AIM海水电站施工组织设计中的应用情况，分别软

2、件快速建模及全景展示、Navisworks软件实时动态3ds Max 软件渲染、制作动画 。研究证明 BIM 在水利水电以及，能够使工程，直观地了解各种因素的相互工程施工组织设计中应用效果良好更容易领会施工组织设计意图和制约关系 ，迅速把握关键项目：BIM；水利水电工程。点以及分析；施工组织设计文献标志码配置合理性：TV512：A号Applicationof BIMin the ConstructionOrganizationStationDesignof XiaonanhaiHydropowerLIN Wei，LU Jiaxin，CHENG Leizi，WU Miaomiao，ZHANG X

3、inyu（China GezhoubaGroup Co，Three Gorges Company，Yichang 443002，China）Abstract ：The application of BIM in construction organization design of water conservancyand hydropower projects is in-troduced in terms of Xiaonanhai Hydropower Station as an example According to the application of BIM，several ma

4、jorsoftware are introduced，such as 3D ming of CAD software，terrain processing of Civil 3D software，structure m-ing of evitsoftware，fast ming andoverall display of AIM software，real-time dynamic simulation of NavisworksMax software The research proves that the application of BIM in constructionsoftwa

5、re and rendering，animation of 3dsorganizationdesign is efficientBIM enables engineeringnel to understand the intention of construction organiza-tion design easily，to understand the mutual connection and restriction relation of all kinds of factors directly ，to masterthe key control points quickly an

6、d to analyze the rationality of resources allocationKeywords ：BIM ；water conservancy and hydropower engineering；construction organization design（BIM ）是为适应行业信息化发展需求而产生的高本身的巨大优势 ，近几年来在国内1概述BIM新技术 ，由于，房屋工程和市政公用工程等领域推广十分迅速11研究背景20 多年来 ，国内水利水电行业应用但是在水利水电行业还处于初始应用阶段。因此 ，本CAD 逐步取文以目前尚未开工建设的重庆海水电站作为研究代手工绘图

7、，促进了行业发展，。了施工管理模式BIM对象 ，将，对水利水。引入该工程施工组织设计中推动了水利枢纽功能的完善和工程质量的提升电行业信息化发展具有一定的意义和参考价值CAD 制图为水利水电行业的信息化起步作出了重要的贡献 ，但随着信息化建设的不断发展和信息化水平的逐渐 提 升，信 息 化技术 的门 槛也 越 来越 高，传 统12研究目的研究目的。将 BIM应用于海水电站施工组CAD 二维要 求。制 图 已信 息 模 型织设计中 ，一方面 ，为施工展示提供模型，扩大参与人：2013 07 03收稿日期作者简介：林伟，男，助理工程师 ，主要从事水电工程施工三维数字化研究工作。32伟，等：BIM20

8、13 年 11 月林在海水电站施工组织设计中的应用vit Structure（简称 evi）t 、Autodesk Infrastructure Mod- eler （简 称 AIM ）、Autodesk Navisworks Manage（简 称Navisworks）、Autodesk 3ds Max Design（简称 3ds Max）群，提高效率 ，使工程更容易领会施工组织设计意图 ，直观地了解各种因素的相互，和制约关系点，确定施工重难点，分析迅速把握关键项目1 所配置合理性 ，为施工组织设计的优化调整提供决策支等。这些软件在水利水电行业中的应用方案如图持；另一方面 ，提高企业员工的总承

9、包管理能力、工期示，下面将这几款主要软件在海水电站施工。管理能力和协调能力组织设计中的应用情况进行展开BIM 对研究内容 。结合现有资料利用海水、施工进度4D 模拟和施工电工程进行施工三维动画制作 ，并在此基础上探讨BIM 在水电工程施工组织设计中的进一步应用。13工程概况海水电站位于长江宜宾至重庆河段重庆境内，是长江流域综合利用简要报告推荐梯级开发方案的重要枢纽由大坝 、厂房 、通航，是三峡水利枢纽的上游衔接梯级物 、仿自然通道以及跳蹬溪改。图 1BIM 应用方案水利水电工程施工组织设计22BIM 软件应用研究施工组织设计是水利水电工程设计文件的重要组道工程等组成 。 大坝采用混凝土重力坝和

10、土石坝，坝203 0m。 电站总装机容量为2 000 MW ，多顶高程为成部分 ，是编制工程投资概（估）算的主要依据和编制100 5亿 kW · h，是重庆统调电网中年平均发电量为招、投标文件的主要参考，是工程建设和施工管理的指。“重庆投资规模最大的水电工程海水电站预可，该工程目前正导性文件 。传统施工组织设计一般采用文字和二维图纸相结合 ，对工程概况 、施工总体方案 、施工总布置 、进2011 年通过”已于行性。在开展前期准备阶段的工作，仅技术类文件和图纸就要印制成度计划等进行若干套书册 。工程通常要阅读海量文字，反复翻，极耗时间海水2BIM辅助施工组织设计阅对比大量图纸来理解施工

11、组织设计文件和精力 。因此 ，如何将 BIM 软件功能应用在21BIM软件简介（BuildingInformationMing，电站施工组织设计方案中，让工程在短时间内迅信 息 模 型BIM）的定义为：创建并利用数字模型对项目进行设，提高工作效率。，是有待研究的问题，速领会设计意图下文将详细阐述1。计、建造及运营管理的过程221CAD 软件三维 建模，无从水利水电行业目前的三维信息化软件来看CAD 软件三维建模功能十分强大，利用它来对小三维建模 ，可以查论国内 、国外都没有可以解决一切设计、分析问题的完11BIM软件 。由于国内工程建设行业的三维信息水电站大坝主体工程进行善的，如长 、宽、高、

12、面积和体积等，、施询模型结构的所有信息化技术起步较晚工规范和标准 ，目前尚没有形成完整的三维设计BIM或对模型任意截面进行剖切，展示其内部情况，既直观软件的应用基本处于各企业又准确 ，有助于工程自行摸索 、自行提高的阶段行业竞争 ，提升企业形象和。如何应对越来越激烈的竞争能力，迅速打开国充分了解实体结构的所有特征。使用 CAD 软件建立的部分坝体结构三维模型如图 2所示 。内、国际市场 ，做好三维数字化研究无疑将是一个口。经过认真比选 ，并借鉴了房建工程和市政工程应222Civil3D 软件处理地形软件可以创建三维地形曲面Civil 3D，在曲面上用 BIM软件的经验 ，我们选择了目前技术比较

13、成熟、做基坑开挖 、放坡设计 ，以及道路平，并设计能适用于水利水电行业的软件克基础设施。 Civil 3D，简要2013 旗舰版 。、生成土方施工图进行土方计算与调配平衡设计套件：AutoCAD （简称3D）、Autodesk e-软件在土石方工程施工方案中应用较多如下。该套件主要包含以下几款软件CAD）、AutoCAD Civil 3D（简称 Civil332013 年第 6 期水 电 与 新 能 源用放坡创建工具在原始地形曲面上导流明渠设计边坡Civ-，完成导流明渠开挖（可以用）。部位进行放坡和场平il 3D对象查看器观察导流明渠开挖后地形（2 ）创建施工道路 。使用路线创建工具在地形曲，

14、如图 3 所示 ；选择面上创建路线 ，生成路线纵断面图“放坡体积工具”对基坑开挖和场地平整进行土方计算，而施工道路的挖填方计算，可以通过自动创建多个。 图 3道路横断面图 ，最后生成总体积表为某条下基坑施工道路纵断面图 ，表 1 为该道路挖填方总体积表。223 evit软件结构 建模 evit软件主要用于结构建模、配筋 、标注，以及建“族”和参数化模型 。 evit软件可辅助施工总布置及混凝土工程施工方案，并为施工附企结构及各种2图海水电站右岸厂房三维模型（1）开挖导流明渠。将 DWG 格式海坝址区Civil3D软件 ，生成地形曲面 ；然后利地形点文件导入施工设备建立三维模型。图 3道路纵断面

15、图1表道路挖填方总体积表2挖方面积 /m7002填方面积 /m3233挖方体积 /m0003填方体积 /m0003/m3/m3净体积 /m000/m里程累计挖方体积000累计填方体积0000 + 00000 + 4352390077237128702237128702150100 + 61168942351132127523503311454235790 + 706516014501184932574688214711321711 + 250049109456827148061 0370929517741921 + 5556229174044524123021 48233418191 0641

16、4 evit建族 。新建 evit族文件，使用拉伸、放样 、注、标识数据等参数，可实现族的参数化。族可以轻松，根据建模需4导入到已打开的 evit项目或其他族中旋转 、融合 、空心形状等命令绘制实体，如图是采用 evit软件建立的塔带机供料线族，该模型可以用来制要，通过修改已定义好的参数数值，可以更改族的尺。寸、材质和装饰 、标识等 ，而不必再费力去重新建族。作施工动画 evit模型建好以后DWG 、FBX 、NWC 等文，可导出为参数化模型 。对“族 ”添加材质和装饰标34伟，等：BIM2013 年 11 月林在海水电站施工组织设计中的应用图 6三期工程右岸溢流及非溢流坝段施工设备布置4图塔

17、带机供料线族。海全景展示中的一张快照件格式 ，再导入到其他软件进行编辑和处理量的模型集合可以建立模型库，以供随时调用。一定数。224AIM软件快速 建模及 全景展示AIM软件侧重于快速方案表现和虚拟漫游效果展示，可以在虚拟环境中快速布置、机械设备、道物路、水域等 ，进行初步，快速表达方案和方案设计效果。AIM软件可以对工程各施工阶段进行全景三维，对这些阶段的施工布置、项目进展 、采取何种施图 7主体工程基本完工后三维全景（3）方案设计数据输出。AIM 中的布置方案，可工方案一一进行展示。CAD、Civil 3D 、 evi、t Navisworks 和 3ds Max 等导入到（1）施工方案快

18、速表现。 从 CAD 、Civil 3D 、 evit软件中 ，开展施工图设计。这种有效的数据转换方式DWG、FBX 、XML 、IMX等软件中导出的以及光栅图像。能避免重复劳动并极大提升工作效率AIM ，还原成等格式的文件对象 ，均可直接导入构、地形曲面和机械设备等三维素材结225Navisworks 软件实时动态。图 5为在Navisworks 软件具有虚拟漫游度模拟 等功 能。 这 里主 要、碰撞检查 、施工进如 何利 用 该 软 件的海地形“landXML ”文 件 基 础 上 赋 予 光 栅 图 像 后 的效果。Timeliner模拟。首先用项目管理软件4D工具制作海水电站全过程施工

19、进度Microsoft Project 编制施工进度计划表 ，并添加到 Timeliner 模拟器数据源，然后Navisworks 中附加 Civil 3D、CAD、 evit等软件导出在结构模型文件、设备模型文件等，并的地形文件Timeliner。 使用分别为这些三维模型赋予材质和灯光，工具任务选项板对导入的每一项任务赋予任务类型并应用相应规则使附加的文件自动附着到对应的任务上。5图一期工程下河前原始地形将各软件创建的不同施工时段的三维素材导入重组，可以展现从工程开工到完工所有关键节点施工现，可以看然后利用模拟选项板到随着时间轴的向前推进施工进度模拟。另外 ，AIM场的情况样式选项板内置有一

20、些常见的，Timeliner模拟面板上三维素材样式 （也可自行添加样式），可以结合施工规，视图中可以演示图工作活动不断变化海水电站海工程开，并根据需要增减素材或调整划来使用它们进行布置从开工到完工的全部施工过程。图 8 为。图 6其和布局对施工进行快速修改为三期工第 176 周施工进度4D 模拟。截图2263dsMax 软件渲染 、制作动画工程混凝土施工设备布置情况。软件的3 dsMax软件可以用于三维效果图渲染（2）全景展示能可以创建演示或AIMShowMotion 功、制作三。采用( 下转第37 页)35，图 7 为由多个快照生成2013 年 11 月张 健，等：瀑布沟水电站技术供水泵的改

21、进；前轴承处增加右挡道直接到达轴承保持架滚道位置脂环 ，润滑油脂从加油通道直接到达轴承保持架滚道位置。 本方案同更改前比较，轴承补充加脂的可靠性得到保证 ，但要拆除前后轴承盖才能察看轴承油脂状况。水泵轴承保养 。每年度检修时盖板结构之外 ，还应强调水泵都，除了改进轴承压、一次检查。 轴承填充润滑脂的用量以能够填充轴承腔的图 4最终改进方案1 /3 1 /2为宜 。润滑脂过多或加脂不足均会导致轴的不通盖 ，润滑油脂从加油通道直接到达轴承保持架。 若轴承明显晃动或其他损伤，承在工作中需及时更换增大滚道位置 ，可卸下后盖板察看轴承油脂状况；前轴承处1 500h 后或每一个季度。水泵运行，应拆由前轴承

22、盖 （一）替换可通盖 ，润滑油脂从加油通道直接到达轴承保持架滚道位置，骨架油封可通过其补脂解水泵轴承端盖进行检查，若轴承油脂变质或进入杂质，则应对轴承进行，彻底更换润滑脂。通道获得润滑油脂，轴承补充加脂的可靠性得到保证。本方案同更改前比较 ，是要拆除前轴承盖才能察看轴承油脂状况 。2主变技术供水泵电机过载处理，在运行中发生过主变供水泵电过载的故障（2）改进方案二 。 后轴承处更改同方案一；前轴AGC 后，机组负荷分析其主要是瀑布沟机组投入承处由前轴承盖 （二）替换可通盖 ，润滑油脂从加油通频繁变化 ，因而主变冷却器启动台数也相应频繁变化，/h ，松开防尘盖后可察道直接到达轴承保持架滚道位置330 m冷却器运行时 ，过水流量超过设计值看前轴承油脂状况。本方案较更改前相比，前后轴承当，加快了冷却器磨损。为此 ，决定将补充加