黄藏寺水利工程BIM综合应用（上）

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公司简介-黄河勘测规划设计有限公司

公司前身的黄河水利委员会勘测规划设计院始建于1956年。

公司是以水利水电工程勘察设计为主业，为工程建设全行业提供全过程技术服务的科技型企业，是集流域和区域规划，工程勘察、设计、科研、咨询、监理、项目管理、工程总承包及施工等业务为一体的综合性工程勘察设计单位。

公司持有10多个国家高等级资质证书，同时也是国家重点高新技术企业。

公司BIM技术研究应用始于2004年，在经历了从三维翻模到三维设计，如今在融合BIM和新一代信息技术的基础上，已在水电、市政、建筑、轨道交通等领域的设计、施工及运维阶段得到了深度应用，形成了一系列具有自主产权的产品。

公司经过不断地研究积累，极大丰富了企业BIM资源，已制定了一系列针对BIM设计的资源、应用及交付规范，同时对BIM设计、施工业务进行了流程重建，并建立了企业级的BIM实施知识库。

公司也积极参与省内及国内的BIM大赛，并屡获佳绩。

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项目简介-黄藏寺水利枢纽工程

黄藏寺水利枢纽位于黑河干流上游，上距青海省祁连县城约19km，是国务院部署的172项重点水利工程之一，总投资285160万元。水利部副部长矫勇指出，黄藏寺水利枢纽工程主要作用：

1.落实中央政策加强生态环境保护

2.大力推动脱贫攻坚

3.为酒泉、鼎新军事基地提供后勤保障

4.推进民族地区发展和团结战略

采用BIM原因

受天然地形地质条件限制影响，坝址区两岸岸坡陡峭、地质条件复杂、施工场地狭窄、施工难度大，如何通过设计优化、施工组织来保证工程的安全实施运行，是工程师面临的巨大挑战之一。

工程设计涉及专业众多，上、下游专业协调效率低，返工率较高。

黄藏寺水利枢纽为我公司承担的总承包项目，枢纽施工共划分为10个标段，由10家分包商来完成，如何对分包商进行高效的管理、信息如何畅通无阻，也需要利用现代化的信息手段进行管理。

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项目设计及软件应用中的总体情况

黄藏寺项目自可行性研究阶段即采用了BIM技术来进行整个工程的设计工作。通过三维激光扫描技术构建地形点云，通过ItasCAD形成三维地质模型，通过CATIA V5（可研及初设阶段）及3DExperience平台（施工图阶段）实现从地形地质整合到工程布置，从设计方案到具体建筑物结构，从水工施工设计到机电金结设计的全面BIM设计。

在整个工程设计过程中，项目采用BIM设计具有明显的“加速器”效果。基于BIM模型，并通过拓展应用，可以有效的解决一些重复工作。通过BIM模型，可以完成项目的多专业碰撞检测；通过与计算分析软件的交互，可以大幅减少计算分析前处理过程；通过模型轻量化，可以实现基于BIM的施工综合管理平台；通过模型精简导入视频制作和图形渲染制作软件，可以大幅减少后期模型加工的工作量。

项目BIM应用的规模性

从2013年起，黄藏寺项目就开始利用BIM技术进行设计工作，截止到2017年6月，共完成可研、初设及施工图（已交付部分）三个阶段的工作。

项目BIM应用的复杂程度

坝址区构造复杂，断层、节理非常发育，且有多个厚度坡积、崩积的松散堆积物。如何在三维空间展示出来复杂的地质结构以便于设计人员进行设计成为BIM设计中的一个要点。

坝址区谷深坡陡，地形条件较差，边坡开挖范围大，最高点与最低点高差超过250m。如何在通过BIM技术构建的地形地质模型，采用参数化可调整的边坡开挖模型，以最大限度的优化边坡开挖方式，成为有效解决复杂地形地质条件下高边坡开挖问题的关键。

坝址区两岸山坡较陡峻，施工道路布置比较困难。特别是在施工过程中，边坡在开挖过程中出现滑塌，需要快速调整设计方案和道路线路。因此，如何对坝址区周边道路进行参数化设计，可以通过调整参数，完成道路模型的快速重生成，以较快的速度生成对应方案的三维可视化成果，成了BIM应用中的一个难点和重点。

坝址区地形山高谷深，在选择了坝后式厂房后，急需解决地形狭窄，地质条件复杂的问题。如何通过调整厂房形式，比较地面式、半地下式坝后厂房两种形式，实现投资、进度和设计风险的平衡，成为了BIM应用在项目中需要特别关注的一个点。

项目BIM应用的易操作性

在可研和初设阶段，通过对设计环境（CATIA V5）、设计资源（基于CATIA V5的标准构件库）、设计流程（通过二次开发的CATIA V5辅助设计软件）、设计协同（Projectwise协同环境）、设计及交付标准、过程控制程序等的定制，形成了符合公司设计标准化要求和水工设计方法的企业设计平台（基于CATIA V5），统一设计入口和资源，让设计师专注于设计工作。

在施工图阶段，设计平台转至3DExperience体验平台。通过该平台，实现了对整个项目的BIM设计工作进行WBS分解的目标，并通过其自带的统计功能，实现了整个项目进度的图形化统计。另外，借助3DExperience平台的数据管理功能，完成了BIM模型与有限元计算结果、各类文档（包括设计准则、计算书、报告等）、二维工程图等工程文件的挂接，从而形成设计成果的数字化、标准化管理。

在施工阶段，通过自主开发的BIM轻量化工具实现BIM模型与BIM信息的剥离并分别录入不同的数据库，再基于数据库，通过调用安全监测、OA系统、手机端应用的数据，形成统一数据源、可实时更新的施工综合管理平台。不同的工作人员，仅需要在自己熟悉的界面上完成对应的工作，就可以在施工综合管理平台上查看整个项目的情况，突破以往一个施工项目多个软件管理平台，数据打架导致的管理问题，为项目管理的易操作性提供实现手段。

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BIM应用特点

专业可研阶段初设阶段施工图阶段

勘测

专业

地形模型：1:10000精度模型

地质模型：较大的断层模型

地形模型：1:1000~1:2000精度模型

地质模型：中等规模以上断层及节理模型

地形模型：同初设阶段

地质模型：根据地质揭露调整模型

水工

专业

坝工：简单模型，坝型多方案

厂房：简单模型，形式多方案

要求：能快速调整的骨架式模型，主要针对规模和选址

坝工：中等精度模型，坝段多方案

厂房：中等精度模型，形式多方案

要求：能够快速调整的参数化模型，主要针对选定坝址的多种方案比选

坝工：细化模型，无方案比选要求

厂房：细化模型，无方案比选要求

要求：构件化模型，可使用参数进行局部调整，针对施工可能的变更

施工

专业

道路：进场道路简单模型

导截流建筑物：简单模型

施工场地：无

道路：进场、施工道路简单模型

导截流建筑物：中等精度模型

施工场地：初步布置简单模型

道路：进场、施工道路细化模型

导截流建筑物：细化模型

施工场地：细化模型

金属结构

专业

闸门：空间占位模型

启闭机：主设备空间占位模型

闸门：简单模型

启闭机：简单模型

闸门：可加工细化模型

启闭机：可加工细化模型

电气

专业

电气一次：主设备空间占位模型

电气二次：主设备空间占位模型

电气一次：设备体型模型

电气二次：设备体型模型

电气一次：设备及管路模型

电气二次：设备及管路模型

动力

专业

主设备空间占位模型设备体型模型设备及管路模型

1、BIM技术的全阶段应用

可研阶段BIM技术应用的要点在于辅助设计工程师完成规模和坝址的比选。

初设阶段BIM技术应用的要点在于辅助设计工程师完成选定坝址不同方案的比选。

施工图阶段BIM技术应用的要点在于对所有的模型进行细化，以保证工程出图的需要，并探索数字化移交的可行性。

在本项目的BIM设计涉及测绘、地质、坝工、厂房、施工、电气、金属结构、动力等多个专业，并从可研阶段就使用了基于BIM协同的正向设计手段。

2、BIM技术的全专业应用——勘测

2、BIM技术的全专业应用——测绘

2、BIM技术的全专业应用——地质

基于ItasCAD&CATIA的数据接口研究，实现两个软件的双向互导，打通地质与水工专业数据链条；

利用CAITA强大的曲面建模特性，结合地质数据，快速构建三维地质模型。

2、BIM技术的全专业应用——土建

水工与施工专业作为本项目的重点，在坝工、厂房、导截流、施工总布置等细分专业中，BIM模型的细节随着阶段的推进，不断深化，真正实现了BIM模型的连续性。

2、BIM技术的全专业应用——机电

2、BIM技术的全专业应用——金结

注：文章为“黄河勘测规划设计有限公司”原创。

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原文始发于微信公众号（海南省BIM中心）：黄藏寺水利工程BIM综合应用（上）