基于BIM技術(shù)在電網(wǎng)工程建設(shè)的應(yīng)用研究

1、基于BIM技術(shù)在電網(wǎng)工程建設(shè)的應(yīng)用研摘要：文章結(jié)llOkV大柘站擴(kuò)建，將電網(wǎng)工程建設(shè)與BIM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，從BIM技術(shù)的圖紙會(huì)審、施工管理、進(jìn)度管理、安全管理等應(yīng)用點(diǎn)切入，研究BIM技術(shù)對(duì)電網(wǎng)工程建設(shè)的作用及意義。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；電網(wǎng)工程；項(xiàng)目管理；質(zhì)量管理引言近年來(lái)，隨著電網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大及科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展升級(jí),工程項(xiàng)目建設(shè)管理的科學(xué)化、數(shù)字化、信息化等特點(diǎn)也成為電網(wǎng)輸變電工程建設(shè)行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的要求。變電站（換流站）新（擴(kuò)、改）建工程項(xiàng)目的實(shí)施常受二維設(shè)計(jì)不直觀、設(shè)備物資差異化及項(xiàng)目管理人員經(jīng)驗(yàn)有限等因素的制約,導(dǎo)致施工過(guò)程矛盾頻現(xiàn)、關(guān)鍵工序監(jiān)管不到位、項(xiàng)目管理效率底下等情況

2、出現(xiàn)。變電站（換流站）作為未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的承載基礎(chǔ)，其安全可靠建設(shè)承擔(dān)著重要的社會(huì)責(zé)任。因此,BIM技術(shù)與電網(wǎng)變電工程項(xiàng)目管理結(jié)合應(yīng)用研究的意義重大。1工程概況llOkV大柘站擴(kuò)建第二臺(tái)主變工程擴(kuò)建40MVA主變壓器1臺(tái)，llOkV出線0回，10kV出線12回，擴(kuò)建主變10kV側(cè)安裝2組5010kvar電容器組，10kV小電阻接地裝置，以及相關(guān)的五防、保護(hù)、控制、遠(yuǎn)動(dòng)等設(shè)備。土建工程擴(kuò)建#2主變,#2主變基礎(chǔ)土建施工，#2主變變高間隔設(shè)備基礎(chǔ)土建施工，電容器基礎(chǔ)土建施工，戶內(nèi)小電阻接地裝置基礎(chǔ)土建施工，戶外消防小室1座，新建電纜溝施工。110kV大柘站擴(kuò)建施工難點(diǎn)本工程涉及在運(yùn)行保護(hù)屏柜二次

3、回路拆接線要提前做好二次措施單，按二次措施單進(jìn)行二次回路拆接線，拆接線前要檢查無(wú)誤后在繼保人員監(jiān)護(hù)下進(jìn)行，未接入的電纜要做好包扎隔離措施。在110kV大柘變電站施工過(guò)程中做好安全防護(hù)措施，注意與帶電設(shè)備保持足夠的安全距離110kV1.5米，10kV0.7米。大型機(jī)械進(jìn)入運(yùn)行變電站施工過(guò)程中，注意與帶電設(shè)備保持足夠的安全距離，110kV5米，10kV3米。在110kV大柘變電站施工過(guò)程中，要特別注意對(duì)運(yùn)行電氣設(shè)備、電纜的保護(hù)，以免造成事故。大柘站經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查后發(fā)現(xiàn)母線分段隔離刀閘#1母線側(cè)引下線前期被拆除，帶電接入施工前要做好110kV帶電接入施工方案及施工計(jì)劃，上報(bào)相關(guān)部門審批。對(duì)于一次設(shè)備基礎(chǔ)

4、，應(yīng)認(rèn)真檢查預(yù)留、預(yù)埋設(shè)備基礎(chǔ)大小、形狀、垂直度、水平度等及穩(wěn)固性，必須滿足電氣設(shè)備安裝的要求；核對(duì)設(shè)備安裝眼孔尺寸，大小，對(duì)預(yù)留、預(yù)埋鐵件采用臺(tái)鉆進(jìn)行開(kāi)孔，不得火焊、電焊割。設(shè)備吊裝時(shí)，必須有專人指揮，指揮和汽車吊操作者相對(duì)位置應(yīng)適宜，信號(hào)明確統(tǒng)一。采用的吊繩必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格，對(duì)部分設(shè)備吊裝應(yīng)系腰繩,采取防傾斜措。瓷件設(shè)備吊裝采用專用繩套，不得硬性接觸，吊點(diǎn)合理，帶油設(shè)備（如CT、PT等）應(yīng)考慮其傾斜度。電纜敷設(shè)前應(yīng)對(duì)電纜規(guī)格、長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),預(yù)先準(zhǔn)備好機(jī)具，組織好人員。電纜支架、電纜穿管型號(hào)、規(guī)格符合設(shè)計(jì)，固定應(yīng)牢固，接地應(yīng)良好。電纜敷設(shè)時(shí)應(yīng)有防止電纜磨損打滑措施，其弧度、余度滿足規(guī)范要求。

5、布置合理，盡量避免交叉。電纜敷設(shè)時(shí)，在轉(zhuǎn)彎處兩端，和直線段內(nèi)應(yīng)均勻地用尼龍?jiān)鷰Ы壴喂獭?duì)電纜的規(guī)格型號(hào)、起止地點(diǎn)，應(yīng)標(biāo)示清晰。二次接線應(yīng)保持橫平豎直、整齊美觀，多股芯線的必須按安裝圖進(jìn)行，確保接線正確性。變電站投運(yùn)前，應(yīng)反復(fù)多次緊固螺絲，同時(shí)對(duì)回路進(jìn)行檢查，特別注意防止電壓回路短路，電流回路開(kāi)路。BIM技術(shù)在電網(wǎng)變電工程建設(shè)的應(yīng)用3.1基于BIM技術(shù)的圖紙會(huì)審研究團(tuán)隊(duì)將BIM技術(shù)用于圖紙會(huì)審，通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬模型的三維漫游，參會(huì)人員可以對(duì)變電站整體、細(xì)部結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件屬性、信息進(jìn)行查看，用立體的方式審查二維的平面圖紙，另外，圖紙會(huì)審中使用BIM平臺(tái)生成的碰撞檢測(cè)報(bào)告，碰撞檢測(cè)報(bào)告中有碰撞

6、的數(shù)量、屬性、碰撞涉及的專業(yè)、構(gòu)件、位置等詳細(xì)描述，形象、直觀的展示有助于參會(huì)人員對(duì)碰撞問(wèn)題的理解，并提出修改意見(jiàn)。由于各方思考角度不同，設(shè)計(jì)方注重的是設(shè)計(jì)是否合乎規(guī)范，而建設(shè)方則更關(guān)心運(yùn)營(yíng)使用情況，比如電纜橋架會(huì)不會(huì)攔住過(guò)道，電屏柜是否有預(yù)留出操作空間等，承包商多考慮施工是否方便，因此研究團(tuán)隊(duì)的BIM工程師集成各方意見(jiàn),在模型中進(jìn)行調(diào)整，各方通過(guò)模型確認(rèn)修改方案，BIM技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)了傳統(tǒng)的圖紙會(huì)審方式，在施工前期已經(jīng)預(yù)先將圖紙的問(wèn)題解決，避免了返工、誤工現(xiàn)象,減少了人力和材料的浪費(fèi)，節(jié)省了大量工程成本，給工程帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目安全管理的運(yùn)用因大型輸變電工程項(xiàng)目管理存在作業(yè)

7、周期長(zhǎng)、工作點(diǎn)繁多、專業(yè)面交叉等特點(diǎn)，所以項(xiàng)目安全管理強(qiáng)度和難度也相應(yīng)增加。安全管控作為貫穿工程建設(shè)全周期管理的主線之一，借助BIM技術(shù)建模可在3D模型空間直觀有效地開(kāi)展各階段施工工序、各專業(yè)進(jìn)出場(chǎng)順序及所有設(shè)備安裝過(guò)程的模擬操作，特別是對(duì)電網(wǎng)變電工程建設(shè)過(guò)程涉及的深基坑開(kāi)挖、電纜溝澆筑、管線敷設(shè)調(diào)整、設(shè)備就位安裝、三維碰撞檢查等方面，能行之有效的在施工前期發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。經(jīng)過(guò)建設(shè)全過(guò)程模擬可梳理出不同階段、不同作業(yè)點(diǎn)、不同工序的安全風(fēng)險(xiǎn)及安全隱患，通過(guò)制定對(duì)應(yīng)的安全管控措施、明確安全管理職責(zé)、執(zhí)行安全管理規(guī)定，從而避免現(xiàn)場(chǎng)安全管控頻繁出現(xiàn)盲目性、滯后性、無(wú)針對(duì)性等情況。變電工程擴(kuò)建#2主變擴(kuò)

8、建間隔如圖1所示。圖1#2主變擴(kuò)建間隔電網(wǎng)變電擴(kuò)建工程受所在變電站（換流站）內(nèi)帶電設(shè)備持續(xù)運(yùn)行的影響，項(xiàng)目建設(shè)管理的安全風(fēng)險(xiǎn)管控及其重要，除了保證參建單位人員的人身安全，還要保證涉網(wǎng)設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。與通過(guò)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙放樣、結(jié)合設(shè)備運(yùn)行安全管理規(guī)程制定改、擴(kuò)建工程設(shè)備安裝工序的方法相比，對(duì)變電站（換流站）運(yùn)行設(shè)備及改、擴(kuò)建區(qū)域設(shè)備采用三維建模，應(yīng)用三維協(xié)同共享平臺(tái)開(kāi)展施工區(qū)域與運(yùn)行設(shè)備測(cè)距來(lái)確定施工工序的方法，具有安全性、準(zhǔn)確性、便捷性等不可替代優(yōu)勢(shì)。將三維建?！皩?shí)測(cè)”結(jié)果應(yīng)用于改、擴(kuò)建工程施工工序安排、風(fēng)險(xiǎn)隱患管控及停電配合搭接等工作，可有效提高改、擴(kuò)建工程設(shè)備安裝調(diào)試效率風(fēng)險(xiǎn)

9、辨識(shí)防控準(zhǔn)確性及項(xiàng)目安全管理針對(duì)性，亦可優(yōu)化停電施工方案從而降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)安全管理，將打破以往現(xiàn)場(chǎng)安全管控的概念及方式，改變了項(xiàng)目安全管理遲滯于建設(shè)進(jìn)度的情況。從項(xiàng)目建設(shè)伊始便制定工程建設(shè)全過(guò)程安全管控軸線，預(yù)先控制安全管理節(jié)點(diǎn)、提前制定安全管理措施、超前預(yù)演安全管理過(guò)程，解決了工程建設(shè)安全管控風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判難、方案制定難、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行難等問(wèn)題，從而為電網(wǎng)變電工程建設(shè)安全管控提供強(qiáng)有力的支撐。基于BIM技術(shù)的施工管理變電站防火墻安裝工序較為復(fù)雜且涉及高空作業(yè)，安裝過(guò)程必須做好安全風(fēng)險(xiǎn)管控。傳統(tǒng)的施工方案基于文字及二維圖形，施工過(guò)程中復(fù)雜的細(xì)節(jié)無(wú)法可視化，導(dǎo)致無(wú)法清晰地描述施

10、工過(guò)程以及各項(xiàng)工序之間的復(fù)雜關(guān)系。研究團(tuán)隊(duì)使用BIM技術(shù)制作關(guān)鍵施工工序模擬，實(shí)現(xiàn)施工方案可視化，首先創(chuàng)建施工模擬過(guò)程所需要使用的臨建BIM模型如防火墻模板、腳手架等模型，然后將所有BIM模型載入BIM軟件Navisworks，然后根據(jù)防火墻安裝方案制作模擬動(dòng)畫，模擬防火墻安裝的所有工序，如防火墻模板預(yù)拼裝、模板加固、鋼筋工程、腳手架平臺(tái)搭設(shè)、混凝土澆筑等，然后召集相關(guān)人員結(jié)合模擬動(dòng)畫去驗(yàn)證施工方案是否符合規(guī)范的要求，通過(guò)驗(yàn)證之后形成正式的施工方案以及施工模擬動(dòng)畫用于指導(dǎo)施工除了施工方案驗(yàn)證，施工模擬還用于施工交底。傳統(tǒng)的施工交底方式通過(guò)管理人員對(duì)紙質(zhì)版施工方案進(jìn)行描述，作業(yè)人員不易理解。研究

11、團(tuán)隊(duì)將施工模擬動(dòng)畫交到施工單位管理人員手上，要求施工單位管理人員在防火墻安裝之前，召集作業(yè)班組，結(jié)合模擬動(dòng)畫進(jìn)行安裝交底。施工單位管理人員向施工人員詳細(xì)、直觀地展示防火墻安裝的工序以及安裝細(xì)節(jié)，對(duì)于關(guān)鍵部位附上文字說(shuō)明，明確作業(yè)過(guò)程危害類型，做好風(fēng)險(xiǎn)防控：質(zhì)量方面如模板圍檁材料、長(zhǎng)度、中心間距都有詳細(xì)說(shuō)明，安全方面如臨建場(chǎng)地布置、施工用電、工具材料堆放均有完整詳細(xì)的指示。結(jié)合施工模擬動(dòng)畫的交底方式，讓作業(yè)人員能夠提前理解工藝流程、協(xié)作方式以及安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，避免了不少施工問(wèn)題，提高了管理人員的管理效率。BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目質(zhì)量管理的運(yùn)用為保證電網(wǎng)輸變電工程建設(shè)完成后設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)

12、為運(yùn)行管理單位后期設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供可靠保障，質(zhì)量管理也是工程建設(shè)全過(guò)程管理的重要一環(huán)。目前，電網(wǎng)變電工程現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理均基于電網(wǎng)輸變電工程建設(shè)質(zhì)量管理規(guī)定規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展，雖然這種方式具有工程質(zhì)量管理普遍適用性，但對(duì)工程建設(shè)全過(guò)程質(zhì)量管控而言仍存在管控措施制定不完善、執(zhí)行不全面、實(shí)施針對(duì)性薄弱等短板。結(jié)合BIM技術(shù)可在工程建設(shè)前期從人、機(jī)、料等方面制定詳細(xì)的項(xiàng)目質(zhì)量預(yù)控措施，提前對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝、關(guān)鍵工序及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)開(kāi)展質(zhì)量管控模擬預(yù)演。一方面，對(duì)參建單位所有人員可進(jìn)行數(shù)字化、可視化、立體化工程建設(shè)質(zhì)量管理重點(diǎn)演示，從各專業(yè)實(shí)施細(xì)節(jié)上對(duì)質(zhì)量管控措施的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)全方位交底;另一方面，可行之有效提高工程建設(shè)過(guò)

13、程中質(zhì)量管控措施制定的前瞻性、實(shí)施的同步性、執(zhí)行的高效性。比如，可以開(kāi)展變電站（換流站）新（擴(kuò)、改）建工程所涉及的深基坑開(kāi)挖、接地網(wǎng)焊接、設(shè)備預(yù)埋件及基礎(chǔ)、電氣設(shè)備拼裝、綜合管線三維碰撞檢查等質(zhì)量管控要點(diǎn)模擬演示，在工程落地建設(shè)前規(guī)避可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及缺陷。電網(wǎng)變電工程建設(shè)全過(guò)程質(zhì)量管控措施的執(zhí)行信息，可在各階段三維模型信息庫(kù)同步記錄，實(shí)現(xiàn)建設(shè)過(guò)程質(zhì)量管控信息的可傳遞性、可追溯性及可移植性，便于質(zhì)量管理信息的匯總、核對(duì)、查找及存儲(chǔ)。通過(guò)BIM技術(shù)在質(zhì)量管理過(guò)程的應(yīng)用，使工程的建設(shè)、運(yùn)行及遠(yuǎn)期改、擴(kuò)建等工作實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化共享化。3.5BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目進(jìn)度管理的運(yùn)用56.電網(wǎng)變電工程項(xiàng)目

14、建設(shè)進(jìn)度管理是保證輸變電工程按既定計(jì)劃完成建設(shè)任務(wù)，繼而開(kāi)展設(shè)備調(diào)試啟動(dòng)運(yùn)行，從而強(qiáng)化電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的重要保障。項(xiàng)目進(jìn)度管理包含設(shè)計(jì)、物資、施工等方面，根據(jù)不同專業(yè)及階段又可以進(jìn)行細(xì)致的劃分。在工程前期，結(jié)合BIM技術(shù)已對(duì)工程項(xiàng)目開(kāi)展了初步設(shè)計(jì)的深度深化、方案優(yōu)化及理念驗(yàn)證。基于此，工程項(xiàng)目中土建、電氣及通信等專業(yè)所需設(shè)備物資信息(如材料設(shè)備規(guī)格、數(shù)量、型號(hào)等)均可通過(guò)三維技術(shù)軟件生成詳細(xì)物資清單，通過(guò)導(dǎo)出的物資清單結(jié)合模塊化三維模型和初步設(shè)計(jì)方案，可在物資招標(biāo)階段避免出現(xiàn)設(shè)備物資誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)、漏報(bào)，同時(shí)也可提前規(guī)避諸如非通用設(shè)備物資需特殊處理的情況出現(xiàn)。工程建設(shè)所需物資清單確定后，將工程建設(shè)計(jì)劃

15、與BIM技術(shù)下三維模型工序模擬演示相結(jié)合，可進(jìn)一步全面制定電網(wǎng)變電工程物資供應(yīng)需求計(jì)劃隨著工程項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃的確定，工程建設(shè)階段土建及電氣等專業(yè)的施工進(jìn)度及專業(yè)間的配合也很重要。尤其是施工方各專業(yè)間的配合，基于應(yīng)用BIM技術(shù)建立的三維模型共享平臺(tái)，在執(zhí)行過(guò)程中可有效地開(kāi)展建設(shè)進(jìn)度糾偏及專業(yè)間信息共享管理，建設(shè)管理信息傳遞的實(shí)時(shí)性、及時(shí)性和準(zhǔn)確性能夠保障工程項(xiàng)目如期完成建設(shè)任務(wù)。電氣專業(yè)可實(shí)時(shí)查詢土建專業(yè)施工進(jìn)度，對(duì)土建專業(yè)施工可能影響電氣設(shè)備安裝的施工細(xì)節(jié)，電氣專業(yè)均可進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)并將問(wèn)題與相關(guān)方及時(shí)溝通解決，以保證電氣設(shè)備安裝調(diào)試按期實(shí)施，進(jìn)而為工程項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度要求保駕護(hù)航。結(jié)束語(yǔ)本項(xiàng)目以110kV大柘站擴(kuò)建工程為研究對(duì)象，探討基于BIM技術(shù)的電網(wǎng)工程建設(shè)。通過(guò)對(duì)基于BIM技術(shù)的三維模型、施工管理、進(jìn)度管理、安全管理等方面的研究，嘗試改變了傳統(tǒng)的電網(wǎng)基建管理方式，做到施工問(wèn)題可預(yù)測(cè)，施工工序可模擬，施工進(jìn)度可視化，減少了施工問(wèn)題，提高了工程質(zhì)量，減少了安全隱患，加快了工程進(jìn)度