四川水電站樞紐工程BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、笆烏東德水電站樞紐邦工佰程稗BI扳M頒設(shè)計(jì)與應(yīng)用1工程概況盎班扒1.拜1皚項(xiàng)目簡介盎奧烏東德水電站扳壩址位于四川省會岸東縣和云南省祿勸藹縣交界的金沙江下案游河道上。電站上頒距攀枝花疤市把213.9k吧m稗、下距白鶴灘水電頒站拌182.5k八m邦，下距重慶艾市襖928km扮.跋壩址控制流域面艾積骯40.頒6奧萬凹km懊2矮，占金沙江流域面艾積敖的扮86芭%扳，占長江宜昌以上吧流域面盎積扮40絆%絆以上。電站開發(fā)任矮務(wù)以發(fā)電為主，兼搬顧防洪。癌烏東德水電站艾正常蓄水耙位般975邦m鞍，壩頂高叭程骯988鞍m敗，最大壩挨高伴270M懊(般世界頒第爸5皚高拱笆壩皚)敖，總庫奧容艾74.0八8岸億板m扒

2、3把，裝機(jī)容挨量岸10200MW罷(伴世界岸第吧5啊)笆，工程靜態(tài)總投資愛為阿78頒9笆億元，凹為頒I骯等敗大叭(1背)懊型工程。樞紐工程主體建筑物由混凝背土雙曲拱壩、壩奧身芭5氨個表孔盎和芭6暗個中孔、右皚岸壩2骯條泄洪洞、兩岸地壩下電站等組成。烏白東德水電站樞紐工扒程八CATI凹A耙三維勘測設(shè)計(jì)模型半及效果圖見按圖埃1.跋吧圖翱1熬烏東德水電站樞紐隘工巴程懊CATI隘A敗三維勘測設(shè)計(jì)模型皚與效果圖叭拌把1.邦2擺工程特點(diǎn)和難點(diǎn)等扳烏東德水電站安工程規(guī)模大，創(chuàng)造皚許多世界之最，是岸目前世界上最薄辦的艾30八0奧米級雙曲拱壩，擁扳有世界最高的地下岸廠哀房邦(89.半8啊米奧)跋，大壩單位壩頂弧

3、斑長泄量世界第一，盎導(dǎo)流洞開挖斷面世昂界第一，導(dǎo)流洞高瓣度世界第芭一捌;扒尾水洞調(diào)壓室開挖疤半徑世界第一，是哀首個壩身不設(shè)導(dǎo)流伴底孔的高拱壩，首把個采用半圓筒型調(diào)昂壓室的水電站。烏埃東德水電站工程設(shè)襖計(jì)深度全面，技術(shù)霸難度巨阿大吧;奧施工條件復(fù)雜，技巴術(shù)難度高，建設(shè)工絆期緊捌張礙;俺參建單位眾多，協(xié)把調(diào)工作繁拔瑣柏;盎涉移民、 HYPERLINK /hbs/凹環(huán)保拜水保等專業(yè)領(lǐng)域，啊是一項(xiàng)規(guī)模宏大的暗系統(tǒng)性工程。拔唉巴2BIM絆組織與應(yīng)用環(huán)境瓣凹扮2.1BI拔M拔應(yīng)用目標(biāo)矮烏東德水電站板樞紐工程基于我院啊初步構(gòu)建的集地質(zhì)氨、水工、橋隧、建暗筑、機(jī)電、金結(jié)、拜施工總體等多專業(yè)瓣于一體的三維協(xié)同叭

4、設(shè)計(jì)集成化平臺，霸融合傳統(tǒng)勘測設(shè)計(jì)岸模式，建立了多專芭業(yè)三維勘測設(shè)計(jì)模扳型，在工程勘測設(shè)邦計(jì)的不同階段開捌展班“耙方案比選與論證、跋參數(shù)化精細(xì)設(shè)計(jì)建翱模、有限元計(jì)算分半析、多專業(yè)錯漏碰疤檢查、工程量自動扒統(tǒng)計(jì)、三維配筋、疤二維出圖、施工組疤織設(shè)計(jì)仿真、視覺扮傳翱達(dá)伴”胺等多方位的專業(yè)性霸工作，助力工程整俺體設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率板的提升，為業(yè)主提板供更為優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)氨產(chǎn)品與咨詢服務(wù)。絆傲版2.哎2靶實(shí)施方案按烏東德水電站半樞紐工程三維勘測瓣設(shè)計(jì)為長江設(shè)計(jì)院耙BI瓣M澳設(shè)計(jì)耙先驅(qū)項(xiàng)目，本項(xiàng)目邦通唉過扒GOCA拌D傲讀取工程地質(zhì)數(shù)據(jù)柏庫，并版在愛GOCA霸D笆中進(jìn)行三維地質(zhì)建擺模，通過二次開發(fā)敗插件，安將靶

5、GOCA拜D皚三維地質(zhì)模型連同翱屬性導(dǎo)入傲CATI稗A絆平臺，作為樞紐布置設(shè)柏計(jì)上游主要數(shù)據(jù)源壩之一。并基芭于捌CATI胺A爸平臺通過骨架關(guān)聯(lián)氨設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)據(jù)接拌口融合技術(shù)把水電挨工程多專業(yè)集于統(tǒng)板一的數(shù)據(jù)源進(jìn)行三扮維協(xié)同設(shè)計(jì)與應(yīng)用隘。矮捌埃2.敖3靶團(tuán)隊(duì)組織扒本項(xiàng)目由項(xiàng)目澳經(jīng)理掛帥，項(xiàng)目副叭經(jīng)理、總工及項(xiàng)把目伴BI鞍M笆助理負(fù)責(zé)組織開展胺多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)稗計(jì)應(yīng)用工作，包括啊任務(wù)策劃與分解、拌人員確定與分工、礙協(xié)調(diào)與組織實(shí)施，絆三維協(xié)同設(shè)計(jì)過程笆管理程序見白圖白2耙.搬下設(shè)專業(yè)設(shè)計(jì)組、辦BI哀M襖技術(shù)暗支持組和二次開發(fā)百組。專業(yè)設(shè)計(jì)組包板括專業(yè)負(fù)責(zé)人、專啊業(yè)主設(shè)人，涉及測笆量、地質(zhì)、壩工、愛廠

6、房、導(dǎo)流、機(jī)電捌、金屬結(jié)構(gòu)等專業(yè)斑，其中壩工專業(yè)為板牽頭專業(yè)，負(fù)責(zé)項(xiàng)吧目三維設(shè)計(jì)整體的熬技術(shù)協(xié)調(diào)擺。巴BI背M跋技術(shù)支持組負(fù)責(zé)平版臺維護(hù)、并對專業(yè)背設(shè)計(jì)組在三維設(shè)計(jì)凹過程中遇到的重難佰點(diǎn)軟件技術(shù)問題進(jìn)傲行技術(shù)支持，同時(shí)盎梳理多專業(yè)共性、礙單專業(yè)特性需求并澳提交二次開發(fā)組，佰根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行針搬對性二次開發(fā)與定癌制后，反饋絆于氨BI佰M哀技術(shù)支持組與專業(yè)哎設(shè)計(jì)組進(jìn)行迭代測安試與使用，整個團(tuán)巴隊(duì)協(xié)作運(yùn)行。昂其中專業(yè)設(shè)計(jì)辦組拌、佰BI扮M搬技術(shù)支持組和二次靶開發(fā)組大部分人員班具備專業(yè)設(shè)計(jì)敗與辦BI俺M巴應(yīng)用及研發(fā)的復(fù)合頒能力，為項(xiàng)目的推頒進(jìn)提供了強(qiáng)力的技拔術(shù)人才保障。拌鞍圖熬2八三維協(xié)同設(shè)計(jì)過程斑管理

7、吧扒巴2.把4芭應(yīng)用措施斑烏東德水電站澳樞紐工艾程挨BI熬M胺設(shè)計(jì)實(shí)施繼承勘測邦設(shè)計(jì)的設(shè)校審機(jī)制埃，施行我院現(xiàn)有巴的案BI按M翱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，主奧要包括：水利水鞍電工程三維設(shè)計(jì)過凹程管理程序、版水利水電工程三維岸協(xié)同設(shè)計(jì)文件編碼啊規(guī)則、水利水凹電工程三維地質(zhì)建熬模規(guī)定、佰辦CATI佰A翱水工結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)暗技術(shù)指南、癌按CATI扳A稗水工結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)岸出圖規(guī)定、基熬于襖CATI耙A邦的水利水電工程模絆板入庫條件與管理叭通則等院企業(yè)標(biāo)皚準(zhǔn)。捌笆奧2.背5扳軟硬件環(huán)境等百我院唉以艾CATI俺A疤為三維協(xié)同設(shè)計(jì)基拜礎(chǔ)平臺，目前在不礙同程度上打通了各安類具有本專業(yè)優(yōu)勢俺的設(shè)計(jì)專用軟捌件氨(按表佰1辦)芭

8、與背CATI岸A爸的數(shù)據(jù)接口融合，唉持續(xù)提高平臺的軟矮件接口集成化與協(xié)藹同化程度。安通過企業(yè)私有敗云架設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的搬三維協(xié)同設(shè)計(jì)基礎(chǔ)叭平臺，配半置翱DellPowe伴rEdg礙e胺系列數(shù)據(jù)庫服務(wù)器按、安Del敗l邦圖形工作站等，保頒證了圖形顯示和運(yùn)敗算效率。3BIM應(yīng)用般暗癌3.1BI敗M藹建模熬烏東德水電站拜樞紐工程在預(yù)可研澳、可研、施工詳圖岸等各設(shè)計(jì)階段，基敗于岸CATI埃A案基礎(chǔ)平臺及專業(yè)軟瓣件開展了地質(zhì)、壩扳工、電站建筑物、拌導(dǎo)流、機(jī)電與金結(jié)唉等多專業(yè)三維協(xié)同佰設(shè)計(jì)，不同設(shè)計(jì)階案段有逐步求精的模把型深度等級。拌癌澳(1皚)俺三維數(shù)字化勘測與扮三維地質(zhì)建模。烏藹東德水電站通過平搬板式工程

9、地質(zhì)測繪壩系統(tǒng)和平板式鉆孔半地質(zhì)信息錄入系統(tǒng)扒完成奧了背1300胺0板米勘探平洞扳和班15隘0敗多個、哎近半2600癌0胺米的地質(zhì)鉆孔。熬在前期勘測階哎段，現(xiàn)場實(shí)測地質(zhì)挨數(shù)據(jù)如地質(zhì)點(diǎn)、勘罷探點(diǎn)等數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)霸格式，現(xiàn)場即時(shí)錄壩入平板電腦，并及矮時(shí)發(fā)送到工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，從源頭上昂解決數(shù)據(jù)錄入問題襖，大幅提高地質(zhì)勘板測效率。襖在后期施工階敖段，通過施工地質(zhì)澳可視化快速編錄系襖統(tǒng)，現(xiàn)場直接完成伴施工地質(zhì)編錄工作斑，生成施工地質(zhì)照扮片為底板的施工地扒質(zhì)編錄圖，還可以扳將編錄內(nèi)容與照片罷轉(zhuǎn)入三維模型，并笆及時(shí)發(fā)送到工程地哎質(zhì)數(shù)據(jù)庫，能夠提搬供更為詳細(xì)的三維啊地質(zhì)施工解譯成果辦。俺從工程地質(zhì)數(shù)邦據(jù)庫中讀取測

10、繪點(diǎn)胺、鉆孔、平洞等地跋形地質(zhì)數(shù)據(jù)并自動熬導(dǎo)唉入GOCA耙D中，結(jié)癌合熬ArcGi半s壩技術(shù)，構(gòu)建高精度安三維地質(zhì)模隘型罷(隘圖懊3罷)哀后，連同地質(zhì)屬性安信息導(dǎo)入愛至半CATI罷A氨基礎(chǔ)平臺中，進(jìn)行襖后續(xù)樞紐布置等多耙專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)捌。壩版圖3辦高精度地質(zhì)三維模癌型構(gòu)建過程壩埃巴(2扒)稗樞紐工程總骨架與熬專業(yè)子骨架創(chuàng)建。凹基于地質(zhì)三維模型埃，充分利用三維可邦視化的優(yōu)勢，進(jìn)行礙壩址壩線壩型比選爸，布置導(dǎo)流洞、引案水發(fā)電建筑物等關(guān)愛鍵控制點(diǎn)與軸線，捌并建立樞紐工程主皚要建筑物三維參數(shù)傲化模型，進(jìn)行空間佰分析與優(yōu)化布置。班根據(jù)樞紐布置結(jié)果稗，完善總體和專業(yè)澳子骨架。通過骨架襖關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)、協(xié)頒

11、同技術(shù)與權(quán)限管理岸機(jī)制保證了上下游阿專業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)愛、一致和及時(shí)變更佰。邦絆拔(3爸)癌壩工專業(yè)復(fù)雜形體癌精細(xì)化設(shè)計(jì)。通胺過罷ADA岸O般程序進(jìn)行拱壩形體俺方案設(shè)計(jì)，生成形爸體參數(shù)設(shè)計(jì)表并對背接皚CATI敖A鞍拱圈三維模板快速阿完成各高程拱圈曲半線，擬合成拱壩基巴本體型。結(jié)合三維巴模板完成表孔、中罷孔、結(jié)構(gòu)分縫、混艾凝土分區(qū)及壩體廊癌道的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，辦過程見絆圖翱4.柏絆圖岸4八雙曲拱壩三維設(shè)計(jì)邦過程案岸笆(4敗)拌電站建筑物與導(dǎo)流氨專業(yè)全程模板化三辦維設(shè)計(jì)?；诘刭|(zhì)艾模型，電站建筑物白專業(yè)采挨用扮“班骨捌架胺+俺模瓣板八”敗的方法完成地下式靶引水發(fā)電建筑物三柏維設(shè)計(jì)整體模型，般導(dǎo)流專業(yè)采用

12、類似扒的方法完成了導(dǎo)截啊流建筑物的三維設(shè)安計(jì)建模，見按圖芭5.邦胺圖埃5柏地下式引水發(fā)電建愛筑物和導(dǎo)截流建筑礙物全程模板化三維熬設(shè)計(jì)鞍佰柏(5叭)拔機(jī)扒電阿(矮電一、電二、水機(jī)板、暖瓣通皚)礙多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)皚計(jì)。機(jī)電專業(yè)參照翱地下式引水發(fā)電建扮筑物中的主廠房、隘調(diào)壓室、主變洞等敗三大洞室土建結(jié)構(gòu)瓣，調(diào)用機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)件白庫，進(jìn)行機(jī)電管路矮和設(shè)備等綜合布置襖設(shè)隘計(jì)邦(扮圖藹6佰)昂。吧挨圖奧6疤機(jī)電多專業(yè)三維協(xié)芭同設(shè)計(jì)爸佰絆3.2BI岸M壩應(yīng)用情況岸伴襖(1凹)碰撞檢測。機(jī)電多邦專業(yè)通過碰撞檢測八工具進(jìn)行錯、漏、搬碰檢查，形成碰撞敗檢測報(bào)表并可自動叭定位到有問題的位唉置，及時(shí)進(jìn)行方案啊調(diào)整與優(yōu)化。暗

13、靶辦(2)按工程量統(tǒng)計(jì)。通過鞍三維設(shè)計(jì)可一次性壩精確獲取模型的各愛種參數(shù)如數(shù)量、質(zhì)頒量、形心等，省去絆了人工算量的過程礙，尤其是解決了對愛復(fù)雜異性結(jié)構(gòu)工程稗算量精度低下、機(jī)哀電設(shè)備明細(xì)統(tǒng)計(jì)過程繁瑣的難題。頒皚扒(3熬)奧計(jì)算分析。初步形把成三維設(shè)計(jì)模型到疤分析計(jì)算模型的簡按化準(zhǔn)則，提高分析版計(jì)算前處理效率。拔藹昂(4扒)盎地質(zhì)出圖?；酚诎糋OCA疤D隘高精度三維地質(zhì)模案型，任意布設(shè)平切盎面和縱剖面，快速凹切剖生成地質(zhì)剖面叭圖靶(辦圖氨7翱)敖和等值線圖。艾跋拌(5敗)斑結(jié)構(gòu)出圖。通過我扳院自主研發(fā)瓣的CATI吧A伴水工結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)扒二維出圖技術(shù)解決班方案，通過三維模班型抽取二維圖與軸拜側(cè)圖，

14、尤其是提高癌了復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的胺出圖表達(dá)質(zhì)安量搬(吧圖般8搬)挨。佰叭爸(6)跋三維配筋出圖。將板模型導(dǎo)入到我院自阿主研發(fā)的三維配筋胺軟件中，基于計(jì)算澳分析結(jié)果，進(jìn)行交班互式三維配筋，剖骯切出圖并自動生成胺鋼筋唉表瓣(靶圖瓣9挨)拜，特別對于復(fù)雜曲百面結(jié)構(gòu)能夠顯著提伴高鋼筋圖出圖效率頒。邦伴(7俺)跋機(jī)電出圖。提出二柏三維混合、結(jié)構(gòu)圖笆疊加效果圖的出圖敖表達(dá)理凹念挨(胺圖搬10疤)巴并應(yīng)用。吧佰圖頒7吧地質(zhì)剖面出敖圖愛 挨圖搬8瓣結(jié)構(gòu)出圖皚安圖拜9鞍三維配筋出邦圖伴 擺圖唉1藹0隘機(jī)電出圖拌阿扳(8叭)巴基于模型的延伸應(yīng)澳用壩。邦礙開發(fā)了交互式三維壩演示系統(tǒng)，結(jié)合虛埃擬現(xiàn)實(shí)引擎進(jìn)行場般景實(shí)時(shí)渲染

15、，提供拌交互式體背驗(yàn)昂(扳圖八11)挨;皚骯進(jìn)行壩址區(qū)模疤型搬3唉D百打印，采熬用襖LO俺M拔技術(shù)一次性打印成啊型扒(拌圖熬12案)傲。扳傲圖笆1骯1癌交互式三維演示系班統(tǒng)敖 澳圖岸123斑D愛打印模拔型瓣(巴精爸度叭0.1mm)4應(yīng)用效果伴通過烏東德水哎電站樞紐工扮程版BI頒M班設(shè)計(jì)的實(shí)施，積累辦了融合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和埃規(guī)則的三維模板庫昂。其中，水工參數(shù)暗化模板庫擴(kuò)充盎至捌50吧0藹量級，機(jī)電專業(yè)標(biāo)拌準(zhǔn)件庫擴(kuò)充辦至爸2瓣萬量級?；敬蛲巳呔S設(shè)計(jì)二維出圖環(huán)藹節(jié)，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)扮量與效率，包括地般質(zhì)剖面圖、水工結(jié)壩構(gòu)圖與鋼筋圖、機(jī)壩電三維圖。基于三俺維地質(zhì)模型的剖面芭出圖效率相比傳統(tǒng)板模式提笆高俺3

16、.捌5澳倍，三維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)百出圖率八達(dá)霸30%35邦%矮，三維配筋出圖率八高壩達(dá)挨80%.熬發(fā)現(xiàn)并解決了案機(jī)電與廠房土建結(jié)柏構(gòu)以及機(jī)電專業(yè)內(nèi)班部之間的碰撞干涉胺問題，在機(jī)電專業(yè)稗內(nèi)部共檢查扒出襖4哎2伴處碰撞問題，機(jī)電扒專業(yè)和廠房專業(yè)間靶共檢查扒出頒1矮2按處碰撞問題，均以罷較快的速度優(yōu)化了俺達(dá)到設(shè)計(jì)要求的方氨案。5總結(jié)5.1創(chuàng)新點(diǎn)骯懊哎(1藹)半將我院水利水電啊工程三維協(xié)同設(shè)計(jì)挨過程管理程序內(nèi)安嵌礙至擺CATI跋A捌平臺，保證項(xiàng)佰目皚BIM哎設(shè)計(jì)工作有序開展傲。翱拜靶(2矮)頒以水利水電工程制凹圖基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和工程芭制圖學(xué)原理為基礎(chǔ)邦，研發(fā)了基芭于捌CATIAV昂5的水工結(jié)構(gòu)三維設(shè)板計(jì)出圖解決方案，安基本解決了由水工柏結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)模型笆向二維工程圖生成擺過程中出現(xiàn)的技術(shù)捌難題。澳翱盎(3藹)巴研發(fā)基于三維地質(zhì)斑模型剖切快速生成半標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面圖，矮減少大量的圖形后安處理工作量，大幅半提高出圖效率。背昂邦(4