四川水电站枢纽工程BIM设计与应用

1、笆乌东德水电站枢纽邦工佰程稗BI扳M颁设计与应用1工程概况盎班扒1.拜1皑项目简介盎奥乌东德水电站扳坝址位于四川省会岸东县和云南省禄劝蔼县交界的金沙江下案游河道上。电站上颁距攀枝花疤市把213.9k吧m稗、下距白鹤滩水电颁站拌182.5k八m邦，下距重庆艾市袄928km扮.跋坝址控制流域面艾积肮40.颁6奥万凹km懊2矮，占金沙江流域面艾积敖的扮86芭%扳，占长江宜昌以上吧流域面盎积扮40绊%绊以上。电站开发任矮务以发电为主，兼搬顾防洪。癌乌东德水电站艾正常蓄水耙位般975邦m鞍，坝顶高叭程肮988鞍m败，最大坝挨高伴270M懊(般世界颁第爸5皑高拱笆坝皑)敖，总库奥容艾74.0八8岸亿板m扒

2、3把，装机容挨量岸10200MW罢(伴世界岸第吧5啊)笆，工程静态总投资爱为阿78颁9笆亿元，凹为颁I肮等败大叭(1背)懊型工程。枢纽工程主体建筑物由混凝背土双曲拱坝、坝奥身芭5氨个表孔盎和芭6暗个中孔、右皑岸坝2肮条泄洪洞、两岸地坝下电站等组成。乌白东德水电站枢纽工扒程八CATI凹A耙三维勘测设计模型半及效果图见按图埃1.跋吧图翱1熬乌东德水电站枢纽隘工巴程懊CATI隘A败三维勘测设计模型皑与效果图叭拌把1.邦2摆工程特点和难点等扳乌东德水电站安工程规模大，创造皑许多世界之最，是岸目前世界上最薄办的艾30八0奥米级双曲拱坝，拥扳有世界最高的地下岸厂哀房邦(89.半8啊米奥)跋，大坝单位坝顶弧

3、斑长泄量世界第一，盎导流洞开挖断面世昂界第一，导流洞高瓣度世界第芭一捌;扒尾水洞调压室开挖疤半径世界第一，是哀首个坝身不设导流伴底孔的高拱坝，首把个采用半圆筒型调昂压室的水电站。乌埃东德水电站工程设袄计深度全面，技术霸难度巨阿大吧;奥施工条件复杂，技巴术难度高，建设工绊期紧捌张碍;俺参建单位众多，协把调工作繁拔琐柏;盎涉移民、 HYPERLINK /hbs/凹环保拜水保等专业领域，啊是一项规模宏大的暗系统性工程。拔唉巴2BIM绊组织与应用环境瓣凹扮2.1BI拔M拔应用目标矮乌东德水电站板枢纽工程基于我院啊初步构建的集地质氨、水工、桥隧、建暗筑、机电、金结、拜施工总体等多专业瓣于一体的三维协同叭

4、设计集成化平台，霸融合传统勘测设计岸模式，建立了多专芭业三维勘测设计模扳型，在工程勘测设邦计的不同阶段开捌展班“耙方案比选与论证、跋参数化精细设计建翱模、有限元计算分半析、多专业错漏碰疤检查、工程量自动扒统计、三维配筋、疤二维出图、施工组疤织设计仿真、视觉扮传翱达伴”胺等多方位的专业性霸工作，助力工程整俺体设计质量与效率板的提升，为业主提板供更为优质的设计氨产品与咨询服务。绊傲版2.哎2靶实施方案按乌东德水电站半枢纽工程三维勘测瓣设计为长江设计院耙BI瓣M澳设计耙先驱项目，本项目邦通唉过扒GOCA拌D傲读取工程地质数据柏库，并版在爱GOCA霸D笆中进行三维地质建摆模，通过二次开发败插件，安将靶

5、GOCA拜D皑三维地质模型连同翱属性导入傲CATI稗A绊平台，作为枢纽布置设柏计上游主要数据源坝之一。并基芭于捌CATI胺A爸平台通过骨架关联氨设计技术与数据接拌口融合技术把水电挨工程多专业集于统板一的数据源进行三扮维协同设计与应用隘。矮捌埃2.敖3靶团队组织扒本项目由项目澳经理挂帅，项目副叭经理、总工及项把目伴BI鞍M笆助理负责组织开展胺多专业三维协同设稗计应用工作，包括啊任务策划与分解、拌人员确定与分工、碍协调与组织实施，绊三维协同设计过程笆管理程序见白图白2耙.搬下设专业设计组、办BI哀M袄技术暗支持组和二次开发百组。专业设计组包板括专业负责人、专啊业主设人，涉及测笆量、地质、坝工、爱厂

6、房、导流、机电捌、金属结构等专业斑，其中坝工专业为板牵头专业，负责项吧目三维设计整体的熬技术协调摆。巴BI背M跋技术支持组负责平版台维护、并对专业背设计组在三维设计凹过程中遇到的重难佰点软件技术问题进傲行技术支持，同时盎梳理多专业共性、碍单专业特性需求并澳提交二次开发组，佰根据优先级进行针搬对性二次开发与定癌制后，反馈绊于氨BI佰M哀技术支持组与专业哎设计组进行迭代测安试与使用，整个团巴队协作运行。昂其中专业设计办组拌、佰BI扮M搬技术支持组和二次靶开发组大部分人员班具备专业设计败与办BI俺M巴应用及研发的复合颁能力，为项目的推颁进提供了强力的技拔术人才保障。拌鞍图熬2八三维协同设计过程斑管理

7、吧扒巴2.把4芭应用措施斑乌东德水电站澳枢纽工艾程挨BI熬M胺设计实施继承勘测邦设计的设校审机制埃，施行我院现有巴的案BI按M翱设计标准体系，主奥要包括：水利水鞍电工程三维设计过凹程管理程序、版水利水电工程三维岸协同设计文件编码啊规则、水利水凹电工程三维地质建熬模规定、佰办CATI佰A翱水工结构三维设计暗技术指南、癌按CATI扳A稗水工结构三维设计岸出图规定、基熬于袄CATI耙A邦的水利水电工程模绊板入库条件与管理叭通则等院企业标皑准。捌笆奥2.背5扳软硬件环境等百我院唉以艾CATI俺A疤为三维协同设计基拜础平台，目前在不碍同程度上打通了各安类具有本专业优势俺的设计专用软捌件氨(按表佰1办)芭

8、与背CATI岸A爸的数据接口融合，唉持续提高平台的软矮件接口集成化与协蔼同化程度。安通过企业私有败云架设基于网络的搬三维协同设计基础叭平台，配半置翱DellPowe伴rEdg碍e胺系列数据库服务器按、安Del败l邦图形工作站等，保颁证了图形显示和运败算效率。3BIM应用般暗癌3.1BI败M蔼建模熬乌东德水电站拜枢纽工程在预可研澳、可研、施工详图岸等各设计阶段，基败于岸CATI埃A案基础平台及专业软瓣件开展了地质、坝扳工、电站建筑物、拌导流、机电与金结唉等多专业三维协同佰设计，不同设计阶案段有逐步求精的模把型深度等级。拌癌澳(1皑)俺三维数字化勘测与扮三维地质建模。乌蔼东德水电站通过平搬板式工程

9、地质测绘坝系统和平板式钻孔半地质信息录入系统扒完成奥了背1300胺0板米勘探平洞扳和班15隘0败多个、哎近半2600癌0胺米的地质钻孔。熬在前期勘测阶哎段，现场实测地质挨数据如地质点、勘罢探点等数据按标准霸格式，现场即时录坝入平板电脑，并及矮时发送到工程地质数据库，从源头上昂解决数据录入问题袄，大幅提高地质勘板测效率。袄在后期施工阶敖段，通过施工地质澳可视化快速编录系袄统，现场直接完成伴施工地质编录工作斑，生成施工地质照扮片为底板的施工地扒质编录图，还可以扳将编录内容与照片罢转入三维模型，并笆及时发送到工程地哎质数据库，能够提搬供更为详细的三维啊地质施工解译成果办。俺从工程地质数邦据库中读取测

10、绘点胺、钻孔、平洞等地跋形地质数据并自动熬导唉入GOCA耙D中，结癌合熬ArcGi半s坝技术，构建高精度安三维地质模隘型罢(隘图懊3罢)哀后，连同地质属性安信息导入爱至半CATI罢A氨基础平台中，进行袄后续枢纽布置等多耙专业三维协同设计捌。坝版图3办高精度地质三维模癌型构建过程坝埃巴(2扒)稗枢纽工程总骨架与熬专业子骨架创建。凹基于地质三维模型埃，充分利用三维可邦视化的优势，进行碍坝址坝线坝型比选爸，布置导流洞、引案水发电建筑物等关爱键控制点与轴线，捌并建立枢纽工程主皑要建筑物三维参数傲化模型，进行空间佰分析与优化布置。班根据枢纽布置结果稗，完善总体和专业澳子骨架。通过骨架袄关联设计技术、协颁

11、同技术与权限管理岸机制保证了上下游阿专业设计数据关联爱、一致和及时变更佰。邦绊拔(3爸)癌坝工专业复杂形体癌精细化设计。通胺过罢ADA岸O般程序进行拱坝形体俺方案设计，生成形爸体参数设计表并对背接皑CATI敖A鞍拱圈三维模板快速阿完成各高程拱圈曲半线，拟合成拱坝基巴本体型。结合三维巴模板完成表孔、中罢孔、结构分缝、混艾凝土分区及坝体廊癌道的设计与优化，办过程见绊图翱4.柏绊图岸4八双曲拱坝三维设计邦过程案岸笆(4败)拌电站建筑物与导流氨专业全程模板化三办维设计。基于地质艾模型，电站建筑物白专业采挨用扮“班骨捌架胺+俺模瓣板八”败的方法完成地下式靶引水发电建筑物三柏维设计整体模型，般导流专业采用

12、类似扒的方法完成了导截啊流建筑物的三维设安计建模，见按图芭5.邦胺图埃5柏地下式引水发电建爱筑物和导截流建筑碍物全程模板化三维熬设计鞍佰柏(5叭)拔机扒电阿(矮电一、电二、水机板、暖瓣通皑)碍多专业三维协同设皑计。机电专业参照翱地下式引水发电建扮筑物中的主厂房、隘调压室、主变洞等败三大洞室土建结构瓣，调用机电标准件白库，进行机电管路矮和设备等综合布置袄设隘计邦(扮图蔼6佰)昂。吧挨图奥6疤机电多专业三维协芭同设计爸佰绊3.2BI岸M坝应用情况岸伴袄(1凹)碰撞检测。机电多邦专业通过碰撞检测八工具进行错、漏、搬碰检查，形成碰撞败检测报表并可自动叭定位到有问题的位唉置，及时进行方案啊调整与优化。暗

13、靶办(2)按工程量统计。通过鞍三维设计可一次性坝精确获取模型的各爱种参数如数量、质颁量、形心等，省去绊了人工算量的过程碍，尤其是解决了对爱复杂异性结构工程稗算量精度低下、机哀电设备明细统计过程繁琐的难题。颁皑扒(3熬)奥计算分析。初步形把成三维设计模型到疤分析计算模型的简按化准则，提高分析版计算前处理效率。拔蔼昂(4扒)盎地质出图。基胺于凹GOCA疤D隘高精度三维地质模案型，任意布设平切盎面和纵剖面，快速凹切剖生成地质剖面叭图靶(办图氨7翱)敖和等值线图。艾跋拌(5败)斑结构出图。通过我扳院自主研发瓣的CATI吧A伴水工结构三维设计扒二维出图技术解决班方案，通过三维模班型抽取二维图与轴拜侧图，

14、尤其是提高癌了复杂曲面结构的胺出图表达质安量搬(吧图般8搬)挨。佰叭爸(6)跋三维配筋出图。将板模型导入到我院自阿主研发的三维配筋胺软件中，基于计算澳分析结果，进行交班互式三维配筋，剖肮切出图并自动生成胺钢筋唉表瓣(靶图瓣9挨)拜，特别对于复杂曲百面结构能够显著提伴高钢筋图出图效率颁。邦伴(7俺)跋机电出图。提出二柏三维混合、结构图笆叠加效果图的出图敖表达理凹念挨(胺图搬10疤)巴并应用。吧佰图颁7吧地质剖面出敖图爱 挨图搬8瓣结构出图皑安图拜9鞍三维配筋出邦图伴 摆图唉1蔼0隘机电出图拌阿扳(8叭)巴基于模型的延伸应澳用坝。邦碍开发了交互式三维坝演示系统，结合虚埃拟现实引擎进行场般景实时渲染

15、，提供拌交互式体背验昂(扳图八11)挨;皑肮进行坝址区模疤型搬3唉D百打印，采熬用袄LO俺M拔技术一次性打印成啊型扒(拌图熬12案)傲。扳傲图笆1肮1癌交互式三维演示系班统敖 澳图岸123斑D爱打印模拔型瓣(巴精爸度叭0.1mm)4应用效果伴通过乌东德水哎电站枢纽工扮程版BI颁M班设计的实施，积累办了融合设计经验和埃规则的三维模板库昂。其中，水工参数暗化模板库扩充盎至捌50吧0蔼量级，机电专业标拌准件库扩充办至爸2瓣万量级。基本打通了三斑维设计二维出图环蔼节，提高了设计质扮量与效率，包括地般质剖面图、水工结坝构图与钢筋图、机坝电三维图。基于三俺维地质模型的剖面芭出图效率相比传统板模式提笆高俺3

16、.捌5澳倍，三维设计结构百出图率八达霸30%35邦%矮，三维配筋出图率八高坝达挨80%.熬发现并解决了案机电与厂房土建结柏构以及机电专业内班部之间的碰撞干涉胺问题，在机电专业稗内部共检查扒出袄4哎2伴处碰撞问题，机电扒专业和厂房专业间靶共检查扒出颁1矮2按处碰撞问题，均以罢较快的速度优化了俺达到设计要求的方氨案。5总结5.1创新点肮懊哎(1蔼)半将我院水利水电啊工程三维协同设计挨过程管理程序内安嵌碍至摆CATI跋A捌平台，保证项佰目皑BIM哎设计工作有序开展傲。翱拜靶(2矮)颁以水利水电工程制凹图基础标准和工程芭制图学原理为基础邦，研发了基芭于捌CATIAV昂5的水工结构三维设板计出图解决方案，安基本解决了由水工柏结构三维设计模型笆向二维工程图生成摆过程中出现的技术捌难题。澳翱盎(3蔼)巴研发基于三维地质斑模型剖切快速生成半标准地质剖面图，矮减少大量的图形后安处理工作量，大幅半提高出图效率。背昂邦(4