基于BIM的大藤峡水利枢纽工程施工进度管理.pdf

第 卷 增 人民珠江 年 月 :/.:/收稿日期:作者简介:丘仕能()男硕士助理工程师主要从事水利信息化工作 :.基于 的大藤峡水利枢纽工程施工进度管理丘仕能黄鹏嘉(广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司广西 桂平)摘要:为有效提升大藤峡水利枢纽工程管理效率、保障工程施工进度、节约项目投资推动工程全生命周期数字化管理引入 技术创建施工进度模型减少变更充分利用互联网 技术优势结合大藤峡工程管理实际情况创新性地开发基于 搭建的工程数字化交付平台优化施工组织方案 目前大藤峡水利枢纽工程的左岸厂房、船闸、泄水闸等建筑物均已开工建设建立 数据管理平台对工程进行三维建模按照施工组织设计对建筑物进行多层切割关联时间轴实现施工进度模拟对每个模型构件进行编码命名录入对应的工程信息 三维模型有效减少了设计变更降低了建设风险配合施工进度模拟以可视化强作为创新点精确控制工程施工进度优化施工组织方案 协助大藤峡工程实现建设及运维管理的数字化、可视化、智能化、作业辅助大藤峡工程建设项目管理的科学决策关键词:技术三维建模工程生命周期大藤峡水利枢纽工程中图分类号:文献标志码:文章编号:()研究背景现阶段中国在 技术的研究和实际应用方面取得了可喜的成果不再是停留在翻模阶段了如何利用模型的信息成为了大家关注的焦点一方面 技术已被行业内普遍认可另一方面 深入应用的需求正在不断加剧 水利发展“十三五”规划思路中提出:“以信息化、数字化、自动化和智能化现代技术为支撑加快完善水利信息基础设施提高水资源调控和水利管理的信息化水平”水利工程管理信息化是国家信息化发展的重要组成部分是实现水利现代化的基础和重要标志 水利工程建设项目管理系统的建设是顺应国家信息化发展的潮流运用现代科学理论和新兴技术对水利工程建设实行科学管理从而提高水利管理和工程运行的信息化水平 技术在水利水电工程建设方面应用仍处于初级阶段但也有学者将 技术运用于水利行业的施工模拟、安全预警和方案优化等方面的研究与应用 张少楠等将 技术应用在水利工程地形处理研究中将水库地形可视化为精准测量库区容量提供精准算力袁占全等将 技术与 技术结合运用于航道的三维漫游于模拟仲青等将 技术运用于水利工程施工现场的安全信息模拟实现了施工现场的可视化、信息自动化的安全监控李国杰等针对航道整治工程 技术应用问题研究航道整治工程全生命期的 技术路线和关键技术董思远等依托山东某内河航道工程探索 技术在设计中的应用取得了较好的工程效果 与建筑行业相比水利行业 技术的运用研究缺少相对完善成熟的构建族库且需按照设计对建筑物进行多层切割关联时间轴实施施工进度模拟技术要求较高 党中央、国务院提出了“推动信息化和工业化深度融合”“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”的中国特色社会主义现代化建设新要求 年国务院关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见和国务院关于印发促进大数据发展行动纲要人民珠江 年增刊 的通知的连续出台强调了要推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等新技术与经济社会各领域发展的深度融合“互联网 ”是成为经济社会创新发展的重要驱动力量大藤峡水利枢纽工程位于珠江水系西江流域黔江干流大藤峡出口处弩滩上是以防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用的大型水利枢纽工程 国家和水利部党组对大藤峡水利枢纽工程提出了很高的要求并给予了极高的期望力争将大藤峡工程建成国家重大基础设施的精品工程、阳光工程、廉洁工程和水利行业的标志性工程 工程项目管理平台实施主要存在的难点是大藤峡水利枢纽工程规模宏大建设的信息化管理系统平台结构复杂、技术要求高且水利行业缺少完善成熟的族库 因此需要引入 技术提升对大藤峡工程的管理效率为推动工程全生命周期数字化管理提供强有力的技术支持 系统结构采用 技术开展项目规划、勘察、设计、施工、质量管理等方面的技术应用结合 建模实现工程建设的成本和进度、质量、安全控制等方面的可视化、虚拟化的协同管理 管理可以使项目参建各方包括设计、施工总承包、代建方、监理单位以及专业分包等都在 平台上进行管理共享并且建立与工程、项目管理密切相关的基础数据支撑和技术支撑大大提升项目协同管理效率 同时在项目建造过程中不断维护、完善的 模型在项目建成后可以形成物业运维模型为项目的运行维护平台提供数据支撑 项目协同管理平台是通过项目管理为主线设计产品为核心面向工程项目全生命周期的集成化网络生产环境改善与业主、设计院、总包、监理、供应商、合作伙伴等干系人之间的数据共享和协同 协同、可视化监督管理文档文件的整个生命周期控制工程项目设计、施工过程各类文件管理及追踪数个文件版本并记录文件历史利用 技术综合应用、过程模拟及施工优化理论和技术实现设计、施工的协同应用和动态管理有利于建设、设计和施工等单位沟通优化方案减少设计错误、提高建筑性能和设计质量(图)图 系统平台功能结构人民珠江 年增刊 大藤峡 协同应用子系统主要由 管理应用系统管理、个人工作台、设计管理四部分组成 管理应用中包含了 构建管理、质量管理、安全管理等系统管理则由组织架构、人员档案、系统角色、基础数据管理组成个人工作台主要展示个人待办、已办、我的提醒设计管理主要展示设计计划、交付、变更、成果等模块内容 建模通过 建模实现工程三维枢纽方案布置以及立体施工规划快速直观的建模和分析功能可轻松、快速帮助布设施工场地规划有效传递设计意图并进行多方案比选 三维建模的类型包括测绘 设计模型、枢纽 设计模型、工厂进度 设计模型、水电 施工模型和水电 运维模型.建模依据大藤峡 协同应用子系统建模是在确保产品质量标准和使用价值的前提下采用动态控制方法按照合同约定时间提交三维设计模型、施工进度模型并完成信息录入工作 参照建筑信息模型应用统一标准及大藤峡工程建模技术要求依据 协同平台采用 软件模拟 施工情况进行建立了大藤峡工程船闸、泄水闸、厂房等三维模型 建模方式分为 种方式:常规模型族()、体量族、内嵌体量族 它们各有优势常规模型族环境下建立模型应用程度高、投入使用后管理方便但其建模规定多与体量族及内嵌体量族后两者纯建模速度较快 为便于施工模型后续操作及接入平台运行管理项目组统一要求采用常规模型族环境下工作录入大藤峡水利枢纽工程施工图纸及施工进度文件作为建模基础库施工图纸设计详细、模型复杂、体量大按照 精度要求船闸、泄水闸、厂房等工程建模组成部件具有确定的尺寸和可识别的通用类型形状特征包括专业接口(或连接件)、尺寸位置和色彩反映关键性的设计需求或施工土建类(坝工、引水、施工、交通、厂房、建筑)混凝土建筑物应能准确体现外形轮廓、结构分缝、材料分区主要预埋件可示意 根据要求展示了船闸、左岸厂房、泄水闸部分建模深度要求明确了船闸的上下游导航墙、上下闸首、闸室、泄水箱涵左岸厂房的副厂房、尾水渠泄水闸的上下游铺盖、闸室段等工程对象的几何信息和非几何信息的模型内容 根据建模类型划分:土建结构包括进行泄水闸、大坝、厂房、船闸三维体型建模实现坝体参数化设计协同施工组织实现总体方案布置施工导流包括导流建筑物如围堰、导流隧洞及闸阀设施等及相关布置按照规定进行三维建模设计建模精度与内容包括根据建设部建模标准模型精度要求为 三维模型应满足工程的施工和运维的使用要求全专业全信息三维模型三维模型须包含模型内容、结构、描述和构件信息提供所有涉及的构件建立各类模型之间的装配关系三维模型应包全专业各类型构件/设备的功能属性信息、各类主数据的逻辑关系、各类文档与主数据之间的关系电站三维模型采用 编码.建模信息录入与规则 协同应用系统建模需要采用数据工程开发的信息录入工具将属性信息批量录入构件中录入信息表格要对特定的构件进行编码命名遵照编码命名规则(项目代码 建筑物 分段 专业 构建代码 文件序号)的原则对录入构件进行命名 同时根据实际情况设计了模型信息内容规则见表 该表包含系统设计方案的关键设计指标数据、工程单元对象类型信息、空间编码、主要技术经济指标以及工程对象构件主要技术参数和设计编码信息能反映关键性的设计需求或施工要求 按构件或分层分区块体作为信息赋予单元信息内容包括:标高、构件名称、构件编号、构件部位、构件类型、构件尺寸、顶高程、底高程、混凝土标号、体块编码、关联图纸信息等 为区分构件、便于平台识别管理经与委托方协商构件(块体)颜色采用冷色系如蓝、绿、蓝绿、青等色系 按照国际标准色卡颜色取色并赋予相应材质颜色人民珠江 年增刊 表 模型信息内容规则信息条目内容构件名称(部位)建筑物 部位 构件 分层分块 混凝土标号构件(编号)项目代码 建筑物 分段 专业 构件代码 构件部位建筑物 部位构件类型块体(墙、板、柱、基础、)编码.构件尺寸规则构件长 宽 高顶高程构件(块体)上表面高程底部高程构件(块体)底面高程混凝土编号对应混凝土分区编号混凝土标号构件(块体)混凝土强度等级信息体块编码关联图纸设计图纸图号关联文档构件的说明文档浇注时间施工组织设计浇注起止日期质检时间验收日期备注其他必要说明 通过指定的构件部位建立了特定的模型还需要对其进行保存项目文件命名规定为:项目名称 建筑物 类型(区域)建筑物.通过特定区域的命名可以在系统中快速找到对应的模型作为项目施工进度的软件模拟 施工进度模拟施工进度模型严格按照水利工程地形施工进度计划文件对大藤峡水电站三维模型进行设计施工进度模型需要对设计信息模型进行切分同时将切分后的模型与施工进度文件中的任务逐一挂接保证切分后的构件分块与施工进度计划中任务一一对应 对校审查后的信息模型按照施工计划进行切分后由 对切分后模型进行挂接 左岸厂房施工和泄水闸施工模型的建立切分颗粒较细基本按照.左右为控制尺寸进行分段挂接工作量十分繁重且项目软件经常出现卡顿经查找原因分析对策对 软件改造升级对项目成员工作施工和进程进行约束最终完成了左岸和泄水闸施工模型和制作 左岸施工模型、泄水闸模型见图、图 左岸 号安装间施工进度模拟图 泄水闸施工进度模拟根据收集到的左岸 号安装间施工图纸在协同平台 上创建了设计模型由施工单位在 平台上编制的施工计划通过施工任务编制人民珠江 年增刊 颗粒度及建模相关规定利用 创建施工进度颗粒度模型由 对创建的模型进行挂接最后组合成 号安装间施工进度模拟的 模型直观显示施工进度在对图 左岸 号安装间施工进度和图 泄水闸施工进度进行模拟过程中发现船闸施工进度文件数据存在施工顺序倒排现像、泄水闸施工进度文件中没有说明每个坝段中 个区分的位置按照人为计划的施工进度无法按时完成施工情况 最终反馈给设计院与业主经过沟通决定对泄水闸闸室部分按坝段进行整体的施工进度模拟并把上游铺盖施工进度时间全部归纳至 中整体进行模拟为工程项目施工按时完工提供了技术支撑根据创建的模型和业主提供的施工计划实现了左岸 号安装间和泄水闸施工模型的构件预览、属性查询、模型功能区域的划分、施工任务对应施工范围、施工任务对应完成主体、施工 模拟 设计成果管理利用 多维度可视化的特点对重要施工方案进行模拟 项目各方可利用 模型进行讨论调整方案快速调整相应 模型最终确定最优的施工方案 通过 模拟展示模型的进度模拟情况及资金、工时、工程量等消耗情况并且与已经实际完成的部分进行对比分析)能够监督管理文档文件的整个生命周期控制工程项目设计、施工过程中各类文件的建立、编辑、审查、修改、归档及保存分析进度计划模拟的计划工时以及已经完成进度计划的实际工时支持以折线图等直观方式展现)可以产生、管理及追踪数个文件版本并记录文件的历史 可以建立各种检索、查询标准方便快捷的重新组织文件分析进度计划模拟的各月份的资金需求量支持以折线图等直观方式展现)对于工程项目工程图纸及过程文档是信息的主要表现形式非结构化、数据量庞大是这类信息的重要特征优秀的管理策略是高效应用的前提保证 分析进度计划模拟的各月份的人材机需求量)不需要安装客户端和各种专业软件的前提下预览、审批、批注主要包括:目录结构、目录信息、文档列表、文档属性信息等 按照月、周、天等维度分析工时损耗率(工时损耗率 计划工时/实际工时)支持以折线图等直观方式展现 结束语基于 的大藤峡水利枢纽工程施工进度模型可有效减少设计变更降低建设风险 配合施工进度模拟还能精确控制工程施工进度优化施工组织方案 因此建议尽快将本项目 成果应用到大藤峡水利枢纽工程的施工及管理过程中充分体现其经济效益和管理效益并最终实现工程全生命周期数字化管理大藤峡水利枢纽工程的左岸厂房、船闸、泄水闸等建筑物均已开工建设 在本项目 服务过程中建模人员陆续发现了一些与设计图纸、施工组织管理相关的问题并反馈给设计院得到妥善解决考虑管综、机电金结等专业设备设施以及右岸建筑物尚未开工建设有必要提前启动该部分的 咨询服务查找可能存在的技术问题将风险化解在萌芽状态降低了建设风险提升了大藤峡工程的管理效率参考文献:张丽媛郝有新蒋荣清等 倾斜摄影融合技术在双桥枢纽工程中的应用.水运工程():.周毅李啸华懿.“三维协同设计”在葛岙水库移民安置规划中的应用研究.水利发电():.汪海英.工具选择系统框架研究.武汉:华中科技大学.张小宁基于 的装配式冷水机房安装技术/年全国土木工程施工技术交流会论文集:.张少楠张瑞于景波等倾斜摄影技术与 技术结合在水利工程地形处理中的研究.中州大学学报():.袁占全李明益基于 的航道三维漫游系统设计与实现.水运工程():.仲青苏振民王先华.基于 与 的集成施工现场安全监控关键技术研究.建筑科学():.(下转第 页)人民珠江 年增刊 前提下增加库区通航里程、降低灌溉提水扬程并增加发电量)主汛期 月承担的防洪、航运、灌溉、发电等各项任务间彼此联系又相互制约本文通过约束法将多目标决策问题转化为单目标问题在优先满足防洪、航运等目标前提下进一步优化发电调度方案以充分发挥工程效益 但本文以发电效益最优为主要目标防洪、航运等其他效益仅作为约束条件而如何实现各项任务的综合效益最优仍需进一步研究参考文献:中水东北勘测设计研究有限责任公司中水珠江规划勘测设计有限公司.大藤峡水利枢纽工程初步设计报告.廖志伟.大藤峡水利枢纽的战略地位和效益研究.中国水利():.陈杨.大藤峡水利枢纽工程首台机组投产发电.人民珠江().胥加仕吕忠华郭东浦.大藤峡水利枢纽建设思路调整与效益分析.中国水利():.钟平安.防洪限制水位研究的几点思考.河海大学学报(自然科学版)():.王本德周惠成.水库汛限水位动态控制理论与方法及其应用.北京:中国水利水电出版社.高波王银堂胡四一.水库汛限水位调整与运用.水科学进展():.冯平徐向广温天福等.考虑洪水预报误差的水库防洪控制调度的风险分析.水力发电学报():.张改红周惠成王本德等.水库汛限水位实时动态控制研究及风险分析.水力发电学报():.任明磊何晓燕丁留谦等.基于改进预泄能力约束法的水库汛限水位分期动态控制域确定及应用.中国水利水电科学研究院学报():.赵云发刘志武张继顺.三峡水库动态汛限水位控制范围探讨.水电自动化与大坝监测():.戴力群.飞来峡水利枢纽水库运行调度方式.人民珠江():.王先甲.水资源持续利用的多目标分析方法.系统工程理论与实践():.陈南祥李跃鹏徐晨光.基于多目标遗传算法的水资源优化配置.水利学报():.叶秉如.多目标规划的理论、方法及在水资源规划中的应用.河海大学科技情报():.(责任编辑:高天扬)(上接第 页)李国杰刘松郭涛等.技术在航道整治工程全生命期的应用.():.董思远范海文张金刚.技术在内河航道工程中的应用.():.黄鹏嘉王广铭丘仕能.大藤峡工程项目管理系统的设计与实现.水利信息化():.吴文勇焦柯童慧波等.建筑结构设计过程的研究与实现.建筑结构():.裴彦飞苏芮苏谦.基于 的中低速磁浮土建构件管理平台开发.铁道标准设计():.王雪青任远杨秋波 的国际发展态势 基于网站内容分析.工程管理学报():.满庆鹏李晓东基于普适计算和 的协同施工方法研究.土木工程学报():.(责任编辑:程 茜)