未來水電工程建設(shè)抽水蓄能電站BIM項目解決方案

1、客戶：中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司（簡稱：北京院）始建于1953年，是大型綜合性勘測設(shè)計研究單位，現(xiàn)為中國電力建設(shè)集團有限公司（世界500強企業(yè)）的全資子企業(yè)。北京院主要從事水電、水利、工民建、新能源、市政、路橋等領(lǐng)域的規(guī)劃、測繪、勘察、設(shè)計、科研、咨詢、監(jiān)理、環(huán)保、水保、監(jiān)測、巖土治理、工程總承包，投資以及文物保護工程勘察、設(shè)計、施工等業(yè)務(wù)。北京院擁有工程勘察綜合甲級，測繪甲級，電力、水利、水運、建筑等行業(yè)工程設(shè)計甲級，工程咨詢甲級，工程造價咨詢企業(yè)甲級，建設(shè)項目環(huán)境影響評價甲級，水文、水資源調(diào)查評價甲級，建設(shè)項目水資源論證甲級，水土保持方案編

2、制甲級，地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查、設(shè)計甲級，工程總承包甲級，水利電力、電力、市政、房屋建筑、人防等工程監(jiān)理甲級，文物保護工程勘察設(shè)計甲級、施工一級等近20項國家甲級資質(zhì)證書，具有對外經(jīng)營資格證書、進出口資格證書，以及CMA計量證書。北京院致力于科技創(chuàng)新平臺建設(shè)和科技創(chuàng)新，獲批設(shè)立國家水能風(fēng)能研究中心北京分中心、北京市設(shè)計創(chuàng)新中心，并為北京市科學(xué)技術(shù)委員會、財政局、北京市國家稅務(wù)局和地方稅務(wù)局聯(lián)合認定的高新技術(shù)企業(yè)；近三十年來，北京院先后獲得230余項技術(shù)成果獎，其中國家級獎24項，省部級獎114項；獲得專利59項，軟件著作權(quán)21項，負責(zé)或參與編寫了44項國家和行業(yè)規(guī)程規(guī)范和技術(shù)標準，在業(yè)界的影響力

3、不斷擴大。未來，北京院將繼續(xù)秉承“務(wù)實、創(chuàng)新、擔(dān)當(dāng)”的企業(yè)精神和“誠信卓越，合作共贏”的經(jīng)營理念，服務(wù)國家能源和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進人與自然和諧發(fā)展；以不斷創(chuàng)新的技術(shù)和管理，竭誠為顧客提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；以海納百川的胸懷，凝聚一批優(yōu)秀的精英人才，并為他們提供更加廣闊的發(fā)展空間；以積極敏銳的眼光，不斷把握機遇，推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、跨域式發(fā)展，穩(wěn)步向“學(xué)習(xí)型、科技型、創(chuàng)新型”國際一流工程公司的目標邁進。案例：豐寧抽水蓄能電站項目相關(guān)軟件及解決方案:AutoCADAutoCADCivil3DAutodeskInventorAutodeskRevitAutodeskNavisworksAutodeskIn

4、fraWorksAutodeskInfraWorks360AutodeskVaultAutodeskBIM360GlueAutodesk3dsMax客戶證言：數(shù)字技術(shù)是當(dāng)代設(shè)計企業(yè)煥發(fā)新活力的推動器，也是新環(huán)境下設(shè)計人員應(yīng)該為業(yè)主提供服務(wù)的一種手段和方法。很高興我們的企業(yè)能夠在世界第一的工程中運用最尖端的技術(shù)，很欣慰我們的努力能夠得到同行的認可。北京院在推動BIM技術(shù)的道路上將繼續(xù)持之以恒，拼搏創(chuàng)新，以期為我們的客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院有限公司副總經(jīng)理嚴旭東BIM設(shè)計是未來水電工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展趨勢，豐寧項目BIM設(shè)計，為水電工程帶來的信息化設(shè)計，為后續(xù)電站數(shù)字化建

5、設(shè)，及建成移交全生命期管理提供了基礎(chǔ)與平臺。我院多個生產(chǎn)部門與數(shù)字工程中心積極配合，共同組織協(xié)調(diào)BIM設(shè)計，使模型更加精細化，承載信息內(nèi)容更加豐富，在原設(shè)計基礎(chǔ)上積累更多數(shù)據(jù)，完善設(shè)計信息，創(chuàng)造更大價值，更好的為項目單位提供技術(shù)支持與服務(wù)。中電建北京院信息與數(shù)字工程中心主任歐陽明鑒BIM的核心是協(xié)同，通過協(xié)同設(shè)計，我們實現(xiàn)了效率的提升和設(shè)計手段的變革，讓設(shè)計人員從繁重的低技術(shù)含量、重復(fù)性勞動中解放出來，是一次重大的飛躍。期待著有更多的設(shè)計師能夠通過BIM為自己，為團隊帶來更大的幫助和收益。中電建北京院信息與數(shù)字工程中心?？偤绽装咐模築IM技術(shù)在豐寧抽水蓄能電站中的設(shè)計與應(yīng)用項目概況河北豐寧

6、抽水蓄能電站地處河北省承德市豐寧滿族自治縣境內(nèi)，距北京市區(qū)的直線距離180km,距承德市的直線距離150km。電站的供電范圍為京津及冀北電網(wǎng)。電站建成后，將和十三陵等先期建設(shè)的抽水蓄能電站及其他調(diào)峰電源，共同解決京津及冀北電網(wǎng)調(diào)峰能力不足，也包括調(diào)節(jié)風(fēng)電負荷等問題。同時，根據(jù)電網(wǎng)需求，電站還可承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)相、負荷備用和緊急事故備用等任務(wù)，維護電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行。河北豐寧抽水蓄能電站總裝機容量3600MW,電站分兩期開發(fā)，一、二期工程裝機容量分別為1800MW。樞紐建筑物主要由上水庫、下水庫、一、二期工程輸水系統(tǒng)和發(fā)電廠房及開關(guān)站組成。圖1豐寧抽水蓄能電站三維透視圖項目難點豐寧抽水蓄能電站是

7、目前世界上最大的抽水蓄能電站，水電站在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，有以下難點問題：(1)對天然地形地貌高精度還原難度大、數(shù)據(jù)量大；(2)對地下地質(zhì)情況只能根據(jù)有限控制條件進行判斷得出，在后期需要不斷進行修正調(diào)整；圖2電站地表三維模型圖3電站地質(zhì)三維模型(3)水工建筑物依地形地質(zhì)條件設(shè)計，多為非標準異形結(jié)構(gòu)；(4)機電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備多為小尺寸和精細的零件、管路設(shè)備，并且數(shù)據(jù)量龐大；圖4電站大壩三維模型圖5電站機電與金屬結(jié)構(gòu)三維模型(5)施工總布置建立在大尺寸工程區(qū)地形上,涵蓋所有專業(yè)建筑物，數(shù)據(jù)量也十分龐圖6電站施工總布置三維模型(6)水電站三維設(shè)計涉及幾十個專業(yè)，多專業(yè)協(xié)同難度高，模型結(jié)

8、構(gòu)復(fù)雜及大數(shù)據(jù)量,對軟件和平臺要求高;三、生產(chǎn)管理體系北京院通過近10年的研究和積累，目前已擁有較為完善的三維數(shù)字化協(xié)同設(shè)計生產(chǎn)組織和管理體系：建立了以項目為中心、專業(yè)為基礎(chǔ)、數(shù)字工程中心為技術(shù)保障的矩陣式生產(chǎn)組織架構(gòu)，制定了三維協(xié)同設(shè)計工作流程，職責(zé)明確、分工合理、邏輯正確。北京院通過項目生產(chǎn)實踐總結(jié)，將國家、行業(yè)、企業(yè)設(shè)計規(guī)范、標準、規(guī)則和知識融入到BIM設(shè)計中，發(fā)布了一系列企業(yè)級三維管理文件，規(guī)范設(shè)計過程，實現(xiàn)知識復(fù)用，提高設(shè)計效率。北京院為推動BIM設(shè)計工作，建立了實施保障機制，出臺了一系列三維考核標準，建立了完善的獎懲機制。通過項目上設(shè)置數(shù)字化專職副設(shè)總、定期組織三維軟件培訓(xùn)、三維認

9、證考試，為BIM設(shè)計提供技術(shù)支撐。圖7BIM設(shè)計生產(chǎn)組織架構(gòu)圖四、項目解決方案及應(yīng)用根據(jù)軟件平臺的功能，結(jié)合水電工程特點，將項目分為地質(zhì)、樞紐、廠房、施工四個子系統(tǒng)。地質(zhì)子系統(tǒng)主要以AutodeskCivil3D為主，建立測量地質(zhì)專業(yè)三維模型，并進行各專業(yè)開挖設(shè)計；樞紐子系統(tǒng)主要以AutodeskInventor為主，建立樞紐布置中各專業(yè)建筑物模型，進行結(jié)構(gòu)體型設(shè)計；廠房子系統(tǒng)主要以AutodeskRevit為主，建立廠房內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、建筑裝修模型，進行結(jié)構(gòu)、管路、設(shè)備布置設(shè)計；施工子系統(tǒng)主要以AutodeskInfraWorks及AutodeskInfraWorks360為主，建立

10、和集成施工總布置中各種建筑物、施工場地、設(shè)施模型，進行場地布置設(shè)計。各子系統(tǒng)均在統(tǒng)一的Vault協(xié)同平臺上進行數(shù)據(jù)交互，在AutodeskNavisworks軟件中進行項目整體模型整合，進行三維可視化校審、碰撞檢查、進度模擬等工作。借助AutodeskBIM360云平臺，開展項目參見各方的信息共享與協(xié)同工鼻瓜三汕辱旎hwHwC H ITNr» .wv i L -及班:EB總維.* fettJ"班/ls*.<n*c*里，業(yè)餐械又收如«JHOSE及理T7T1CWR，x二雄泰班ETBRr d wMfVault Professional班弟國唯關(guān)盤平臺工程至信息三維

11、模型靜逕樓查及三31校審李專業(yè)信里例必修臺日匚1區(qū)£工：SWtriK堂生曲同埼+白圖8BIM設(shè)計整體解決方案五、三維設(shè)計價值點通過BIM設(shè)計，其價值點如下:（一）模型與圖紙的關(guān)聯(lián)設(shè)計人員能夠根據(jù)三維模型自動生成各類工程圖紙和文檔，并始終與模型保持邏輯關(guān)聯(lián)。當(dāng)模型發(fā)生變化時，與之關(guān)聯(lián)的圖紙和文檔將自動更新，避免了修改內(nèi)容在某些圖紙中被遺漏的情況，有效保證了設(shè)計的質(zhì)量。在地質(zhì)子系統(tǒng)中，利用AutodeskCivil3D下自主開發(fā)模塊，可以實現(xiàn)一鍵成圖，并與模型關(guān)聯(lián)，解決地質(zhì)模型需要不斷更新產(chǎn)生后序工作量大的難題。在AutodeskInventor和AutodeskRevit中，各專業(yè)出圖

12、也與模型關(guān)聯(lián)，設(shè)計調(diào)整修改模型后，圖紙也隨之自動更新。-9 -圖9AutodeskRevit三維模型軸測圖及平立剖面圖10AutodeskCivil3D三維地質(zhì)模型及關(guān)聯(lián)的剖面圖紙（二）可視化校審基于三維模型可模擬工程完建場景，實現(xiàn)可視化漫游和多角度審查，提高設(shè)計方案的可讀性和項目校審的精度。傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙表達有死角，如：二維圖紙對于管路、橋架爬升、翻折、交叉、穿墻開孔等布置多重重疊區(qū)域為平面線型表達，無法反映空間位置關(guān)系，常常造成對圖紙的理解錯誤。三維模型設(shè)計可以生成平、立、剖及三維軸側(cè)圖紙，準確表達重疊位置的上下層位置關(guān)系、表達直觀形象更易于理解。在各個軟件中均可實現(xiàn)三維模型可視化瀏覽，

13、特別是AutodeskNavisworks和AutodeskInfraworks中，實現(xiàn)對項目整體模型大場景、大數(shù)據(jù)量的輕量化承載，保證漫游的流暢度。圖11AutodeskRevit模型可視化漫游圖12AutodeskInfraworks施工總布置模型漫游（三）智能碰撞檢測在Autodesk Navisworks中可智能實現(xiàn)各專業(yè)模型間的碰撞檢測，生成檢測報告，有效的減少工程“錯漏碰缺”的問題。圖 12 Autodesk Navisworks 碰撞檢查（四）優(yōu)化設(shè)計利用三維數(shù)字化成果，可通過多視角審視和虛擬漫游等手段，實現(xiàn)工程問題前置，進而完成錯誤排查和設(shè)計優(yōu)化的工作圖13 Autodesk

14、Revit可視化漫游進行校審和優(yōu)化設(shè)計（五）可視化溝通直觀可視化的三維模型將以一種所見即所得的方式表達設(shè)計方案意圖，可有效提高工程tL二二三；二參建各方間的溝通效率。同時，基于移動端技術(shù)可將設(shè)計成果上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，工程現(xiàn)場通過iPad、智能手機等移動端即可瀏覽最新發(fā)布的設(shè)計成果。圖14通過AutodeskBIM360在移動端查看三維模型（六）協(xié)同設(shè)計和并行設(shè)計各專業(yè)設(shè)計均在統(tǒng)一的AutodeskVault協(xié)同平臺上實時交互，所需的設(shè)計參數(shù)和相關(guān)信息可直接從平臺獲得，保證數(shù)據(jù)的唯一性和及時性，有效避免重復(fù)的專業(yè)間提資，減少了專業(yè)間信息傳遞差錯，提高了設(shè)計效率和質(zhì)量。各專業(yè)數(shù)據(jù)共享、參照及關(guān)聯(lián)，

15、能夠?qū)崿F(xiàn)模型更新實時傳遞和并行設(shè)計，極大節(jié)約了專業(yè)間配合時間和溝通成本。圖14基于AutodeskVault平臺各專業(yè)軟件協(xié)同設(shè)計（七）設(shè)計成果復(fù)用通過參數(shù)化、關(guān)聯(lián)性及模板化設(shè)計，可以實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動下的模型適應(yīng)變形，可通過模板的調(diào)用實現(xiàn)設(shè)計成果的復(fù)用。AutodeskInventor參數(shù)化模型、AutodeskRevit參數(shù)化族均可以制作成模版，通過項目應(yīng)用不斷累積和豐富模型庫，實現(xiàn)類似項目的成果復(fù)用，提高效率和質(zhì)量。圖14 Autodesk Revit參數(shù)化模型在不同項目間復(fù)用11（八）工程材料表提取通過精細化BIM模型設(shè)計，框選模型部分區(qū)域可快速生成其對應(yīng)的材料量清單。材料量統(tǒng)計高效精確，減少了人工統(tǒng)計材料量的偏差，極大的降低了工程建設(shè)成本。圖14AutodeskRevit鋼筋模型及工程量明細表（九）項目全流程展示采用場景模擬、渲染、較色、配音及后期處理等專業(yè)化制作技術(shù)，對工程進行多角度、全方位模擬展示，全面提高項目展示宣傳效果、提高項目知名度與影響力圖15Autodesk3dMax模型渲染效果六、總結(jié)通過近十年的BIM技術(shù)研究，北京院積累了豐富的設(shè)計經(jīng)驗和成果。