BIM 技术在 220kV 变电站施工中的运用研究
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发布者：lunwenchina
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时间：2020年3月18日 11:12
李 岳
（广东电网有限责任公司汕头供电局）
摘 要：本文主要针对 BIM 技术在 220kV 变电站施工中的运用进行分析，首先解析该技术对 220kV 变电站施工的重要意义，在此基础上解析该技术在 220kV 变电站施工中应用的要点和创新点，并构建 BIM 技术平台，希望能够为 220kV 变电站施工提供重要支持。
关键词：220kV 变电站；BIM 技术；运用
1.220kV变电站施工BIM技术应用的目的及意义
1.1辅助进度控制
基于无人机航拍图片及BIM三维模型即时生成特性对现场实际施工进度与计划进度进行可行性对比，保证工程进度可控。基于 BIM 的进度计划及模拟，利用直观透明的BIM模型及现场实际进度情况不断细化和调整工程进度计划，确保在基本进度目标下推演合理、可行、更短工期的可能。
1.2保障施工质量
基于BIM模型的设计安全性、合理性、可建造性、美观性审核，发现潜在问题，提高一次性安装合格率，提高工程质量；基于BIM技术配合总包方进行楼宇施工管理（通过BIM模型对现场进行对比、在现场对应位置贴上构件相关信息的二维码），保证工程质量和后期的运营。
1.3有效降低成本
基于 BIM 的多专业设计审查，在正式施工前消除施工图上“错漏碰缺”，提前进行设计变更，避免怠工、返工等费工废料情况，避免工期和成本浪费。基于BIM的施工组织优化，合理安排施工工序，提供施工效率，保障进度目标的实现，以控制人工成本。
1.4保障安全施工
基于 BIM 的现场布置和管理，在添加了场地及机具设备等模型与信息的虚拟施工 BIM 模型基础上，研究分析在 4D 时间轴变化下的更合理、安全的现场布置和多工作面并行安排，为工程安全生产提供保障。利用 BIM 模型，给操作工人进行重要方案的技术交底，以便操作人员一目了然，心中有数，提高安全系数。
2.BIM技术应用重点及创新点
2.1碰撞检查
施工实施前，在BIM模型中查找工程项目中各专业（结构、暖通、消防、给排水、电气桥架等）内部或专业之间设施在空间使用上的冲突并形成报告，解决传统模式下各专业的独立检查校对无法发现专业间冲突的问题。根据管线实际尺寸进行建模，考虑施工安装空间的需求，对管线进行综合优化布置。以此来指导现场施工，满足现场施工需求。
2.2管线综合及地下管网深化
BIM技术通过将二维图纸转变为三维模型的可视性，反映管线与管线、管线与设备、管线与检修人员的碰撞情况，对配电装置楼的管线进行合理排布，减少或消除施工过程中由于管线密集、管线交叉等问题导致返工的情况，并为后期维修留下充足的空间。根据设备和管线实际尺寸进行建模，考虑安装、检修维护的空间需求，对管线布置进行综合优化。
2.3电缆敷设优化
施工实施前，在BIM模型中体现电缆的敷设方式和具体走向，对电缆密集交叉的位置提前进行优化调整，防止管线敷设凌乱。按施工提供的电缆图进行建模，根据现场施工安装和管线整齐美观的需求，对电缆排布进行优化调整。
2.4可视化施工交底
对工程关键部位或复杂工艺工序采用BIM技术建模，然后对模型进行反复模拟，找出最优方案，最后利用三维可视化实时模拟及3D PDF等技术对工人技术交底，保证工程质量，避免施工过程中由于理解偏差引起的返工和窝工等情况的发生。按施工图进行建模，并根据施工方案进行模拟展示（不具有具体参数）。
2.5各阶段现场平面布置
运用BIM技术，合理规划施工交通组织，合理规划塔吊位置、物料场地、泵车停靠位置及施工车辆交通路线，使人、机、料高效运转。表示场地上道路、电缆沟、防火墙等构筑物，但不具有具体参数，以此来保证满足现场施工的需求。
图1 施工现场布置分析图
2.6标准化安装模拟
通过BIM技术，对设备安装进行施工工序标准化模拟，直观展示每一项施工步骤，指导现场工人施工，大大提高施工的效率。对涉及方案模拟的构件设备等进行建模，但不具有具体参数。
2.7施工进度监控
运用BIM技术，动态结合模型和现场进度，实时掌握计划工作的工程量，同时与实际工程量作对比分析。事前，分析进度计划，模拟施工过程，掌握拟建工程量，为施工做好准备；事后，分析计划进度与实际进度，及时掌握施工进度的具体状况。根据施工图纸提供的尺寸、位置进行建模，并按照实际施工情况对应扣减或者添加的工程量进行修改。
2.8物质提量及资金、资源进度监控
基于BIM施工进度模型，统计已完成部分的清单工程量，统计现场签证、变更工程量，完成进度款申请及分包工程量的审核。同时，以工程预算为基础，提供动态的资金、资源曲线图，并按月、周分别显示各个时间节点的资金、资源累计值和当前值，指导材料计划、资金计划等及时下达，实现对项目造价风险的有效管控，实现进度、工程量、工程造价的同步形象进度展示。根据图纸实际提供的尺寸、位置进行建模，把施工进度节点与对应的施工所产生的工程量进行关联。
3.BIM管理平台构建及应用
3.1BIM管理平台构建
3.1.1服务器应用
在BIM管理平台系统中，将创建完成的BIM模型和相关的图纸信息、变更、报告等资料上传到系统服务器，并实时对最新资料、模型进行上传，有效实现多部门间的协同工作和数据共享，随时随地能查看最新的BIM信息。通过服务器，还能实现多人同时对同一BIM模型进行调整修改，大大提供工作效率。
3.1.2工作台架构
搭建双屏幕项目管理平台并可后续直接延伸运维管理平台，其中双屏幕概念为：
第一屏幕：为BIM的3D图像屏，作为BIM模型与工地情况实时对接并按管理工序显示对应的模型。
第二屏幕：为信息屏幕，为管理者所有监测的数据及报表提取。
手机端、PAD端仅显示第一屏，根据使用人员操作显示第二屏内容。
图2 系统平台图
3.2管理平台及云平台应用
3.2.1管理平台功能及应用目标
目前国内多家大型建筑软件开发商可提供BIM项目管理平台产品，其中以广联达5D产品最具代表性。广联达是国内最早专注BIM技术的公司之一，2014年至今致力于BIM5D的开发应用，使BIM5D成为国内领先的三维信息化建筑管理平台产品。拟采用广联达BIM5D，广联达BIM5D以BIM平台为核心，集成全专业模型，并以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息，为项目提供数据支撑，实现有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更，缩短工期、控制成本、提升质量的目的。
3.2.2云平台功能及应用目标
在BIM系统平台系统中，只要将创建完成的BIM模型上传到系统服务器，系统就会自动对文件进行数据抽取解析，同时将海量的数据进行分类和整理，形成包含三维图形的多维度、多层次数据库。有效实现多部门间的协同：BIM系统是项目、企业级，并实现平台与云的结合。BIM基础数据库构架于云端，BIM模型应用客户端可以随时随地访问云端数据库，实现协同办公和数据的共享，所有项目参与单位可以根据授权随时随地查看BIM模型中最新最准确的信息，在项目全过程为相关单位提供技术支撑、数据支撑。可以做到跨地域的BIM数据管理。在施工阶段，搭建于现场项目部，参加各方可共同建立双屏管理单机，并透过私有云管理由服务器做云计算并发布管理监控情况于工地，BIM模型用于指导施工现场。
结论
建筑信息化模型( Building Information Mod-eling，BIM ) 是一项在整个工程建造过程中通过建立、应用及传递建筑数字信息来提高施工管理整体水平的全新技术。在变电站建设项目中推广BIM 技术非常必要． 本文探索了 BIM 技术在变电站建设领域的建模方法，提出 4D 的 BIM 施工仿真模拟的实施框架，希望通过本文研究进一步促进该技术在变电站建设和施工中的应用，提高效率降低成本。
