P1BIM技術(shù)在犬木塘水庫工程建設(shè)中的應(yīng)用左仲元湖南省水利水電勘測某著名企業(yè)數(shù)字工程院院長2022年7月4日目錄P2CONTENTS創(chuàng)新應(yīng)用建設(shè)內(nèi)容項(xiàng)目概述實(shí)施方案

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1

2

1項(xiàng)目概述P3BIM技術(shù)是當(dāng)今工程建設(shè)領(lǐng)域熱門的一項(xiàng)革命性、前沿性技術(shù)。在黨和國家的高度重視下，BIM技術(shù)已在國內(nèi)工業(yè)與民用建筑、市政、鐵路、交通、電力、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，有力推動(dòng)了工程建設(shè)與行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。近年以來，水利行業(yè)的BIM技術(shù)應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展，BIM、三維設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生、“

BIM+GIS”

、

數(shù)字工程等新概念、新技術(shù)在行業(yè)內(nèi)普遍接受，成為了各地開展數(shù)字水利、智慧水利的一項(xiàng)重要內(nèi)容。1.1項(xiàng)目背景P4湖南院從2015年啟動(dòng)BIM技術(shù)應(yīng)用工作，設(shè)立了BIM技術(shù)中心，各設(shè)計(jì)部門成立了BIM應(yīng)用小組，培訓(xùn)BIM設(shè)計(jì)人員380多人。開展了20多個(gè)大中型工程的BIM技術(shù)應(yīng)用，應(yīng)用涵蓋BIM咨詢、三維設(shè)計(jì)、方案評估、施工仿真、工程結(jié)構(gòu)分析、數(shù)字工程交付、智慧建設(shè)BIM應(yīng)用等方面，取得了優(yōu)良的成績，

獲得了多項(xiàng)水利行業(yè)、湖南省和國際BIM大賽的獎(jiǎng)項(xiàng)。

承擔(dān)了多項(xiàng)水利BIM科研項(xiàng)目。開發(fā)了若干水利

水電BIM設(shè)計(jì)工具軟件、BIM元件庫、參數(shù)化設(shè)計(jì)模板庫以及BIM應(yīng)用軟件，獲得了10多項(xiàng)軟件著作權(quán)。湖南院已初步具備了水利工程全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用與數(shù)字孿生工程交付的能力。1.1項(xiàng)目背景P5犬木塘水庫工程是國務(wù)院確定的172項(xiàng)重大水利工程之一，工程位于湖南省衡邵干旱走廊湘資分水嶺區(qū)域，橫

跨4市8縣（湖南省邵陽市的邵陽縣、邵東市、大祥區(qū)、雙清區(qū)，永州市的冷水灘區(qū)、祁陽縣，衡陽市的祁東縣、婁底市的雙峰縣），是一個(gè)以灌溉為主，結(jié)合城鄉(xiāng)供水，兼顧灌區(qū)水生態(tài)環(huán)境改善以及航運(yùn)、發(fā)電等綜合利用效益的Ⅱ

P

大（2）型水利工程，建設(shè)內(nèi)容包括樞紐、灌區(qū)兩大部分，總投資為102.43億元。1.2工程概述犬木塘所在地邵陽樞紐工程位于邵陽市境內(nèi)資水中上游，水庫正常蓄水位215米，總庫容1.4億方，興利庫容3600萬方，

電站裝機(jī)3.4萬千瓦，年發(fā)電量1.15億度。灌區(qū)總面積約113.16萬畝，年引水量3.2億方，主要包括渠首提水泵站、1條總干渠、

5條干渠、11條骨干支渠等建筑物，干渠總長184.03km

，骨干支渠總長39.33km

。工程總工期60個(gè)月。樞紐工程工

期41個(gè)月，第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電35個(gè)月，全部2024年4月完工。灌區(qū)工程總工期60個(gè)月，2025年5月全部完工、通水。1.2工程概述P71.2工程概述2020年6月工程正式開工，

目前樞紐工程、九龍嶺

隧洞、灌區(qū)C3、C4、C5標(biāo)段等關(guān)鍵工程已經(jīng)開工。P8n

在水利工程建設(shè)管理方面：“完善水工程建設(shè)全過程數(shù)據(jù)采集，水利工程建設(shè)全面采用

BIM技術(shù)”

、“積極推進(jìn)

BIM、G

IS、電子簽名以及施工現(xiàn)場實(shí)時(shí)在線視頻監(jiān)控等技術(shù)的運(yùn)用，構(gòu)建智慧工地系統(tǒng)、水利工程建設(shè)管理

信息系統(tǒng)，提升水利工程建設(shè)精細(xì)化管理水平，實(shí)現(xiàn)水利工程全生命周期管理”

、”強(qiáng)化監(jiān)管手段，建設(shè)各建設(shè)項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)應(yīng)用,將項(xiàng)目的管理工作流程化、信息公開及時(shí)化、文檔資料系統(tǒng)化、

項(xiàng)目分工管理責(zé)任化，實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)全流程智慧管理”。----水利部《關(guān)于印發(fā)加快推進(jìn)智慧水利的指導(dǎo)意見和智慧水利總體方案的通知》1.3工程智慧建設(shè)P9智慧犬木塘水

庫

工程1.3工程智慧建設(shè)犬木塘水庫工程智慧水利建

設(shè)工程智慧運(yùn)維工程智慧建設(shè)l智慧樞紐l智慧灌區(qū)l工程大數(shù)據(jù)中心l工程BIM設(shè)計(jì)l智慧工地l智慧建設(shè)管理運(yùn)營階段建設(shè)階段P102實(shí)施方案P11總體目標(biāo)：對標(biāo)一流，打造智慧水利建設(shè)標(biāo)桿工程，建設(shè)高水準(zhǔn)數(shù)字孿生水利工程。對標(biāo)一流，

以BIM+為抓手，推動(dòng)新技術(shù)、新模式、新理念與現(xiàn)代水利工程深度融合，圍繞犬木塘水庫工程建設(shè)管理目標(biāo)功能定位和全生命周期管理需求，服務(wù)于建設(shè)“創(chuàng)新工程、精品工程、生態(tài)工程、智慧工程、標(biāo)

桿工程”

的工程目標(biāo)，把犬木塘水庫工程打造成湖南省BIM應(yīng)用水平一流的智慧建設(shè)標(biāo)桿工程、BIM應(yīng)用示

范

工程、新技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)工程。2.1總體目標(biāo)把犬木塘水庫工程打造成我省應(yīng)用水平一流的智慧水利建設(shè)標(biāo)桿工程、BIM應(yīng)用示范工程、新技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)工程.…P12廠

廠高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)

無人機(jī)航拍人員車輛定位系統(tǒng)

門禁道閘監(jiān)控工程二維碼應(yīng)用

環(huán)境與安全監(jiān)測系

統(tǒng)智能灌漿系統(tǒng)建設(shè)管理系統(tǒng)視頻會(huì)商系統(tǒng)網(wǎng)站、、APP

OA系統(tǒng)財(cái)務(wù)支付系統(tǒng)招投標(biāo)誠信管理系統(tǒng)。。。2.2應(yīng)用領(lǐng)域三維協(xié)同設(shè)計(jì)三維碰撞檢查工程量核算三維出圖

仿真與分析

施工模擬

三維展示

三維交底。。。全過程BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用智慧建管應(yīng)用智慧工地應(yīng)用三大應(yīng)用領(lǐng)域：P13廠

廠2.3總體構(gòu)架P142.4實(shí)施組織2.4.1實(shí)施組織機(jī)構(gòu)成立犬木塘水庫工程BIM應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)

智慧水利的頂層設(shè)計(jì)審查，BIM應(yīng)用的協(xié)調(diào)，技術(shù)

審查，項(xiàng)目驗(yàn)收等。P153建設(shè)內(nèi)容P163.建設(shè)內(nèi)容BIM應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)BIM+GIS基礎(chǔ)平臺(tái)、三維可視化系統(tǒng)、BIM建設(shè)管理系統(tǒng)、

BIM數(shù)字工程交付系統(tǒng)、智慧工地集中監(jiān)控系統(tǒng)、BIM應(yīng)

用統(tǒng)一門戶等建設(shè)…

…BIM應(yīng)用模型建設(shè)BIM應(yīng)用模型建設(shè)、工程三維GIS模型建設(shè)、實(shí)景建模、施工專項(xiàng)模型咨詢…

………信息安全體系建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全、等級保護(hù)測評與備案、系統(tǒng)運(yùn)行保障.……BIM應(yīng)用體系建設(shè)總體設(shè)計(jì)方案、年底實(shí)施方案、6本BIM標(biāo)準(zhǔn)、BIM培訓(xùn)

體系.

…

…工程監(jiān)管中心建設(shè)施工期云平臺(tái)建設(shè)、監(jiān)控機(jī)房、智慧工地相關(guān)支撐軟硬件建設(shè)、技術(shù)服務(wù).建設(shè)期BIM服務(wù)無人機(jī)航拍、施工仿真、BIM培訓(xùn)、資料收集與整編、……030501040602P17……工程BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是整個(gè)工程項(xiàng)目開展BIM工作的前提和基礎(chǔ)，制定BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系才能規(guī)范和統(tǒng)一BIM應(yīng)用的行為。為推動(dòng)犬木塘水庫工程BIM技術(shù)的全生命周期的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)犬木塘水庫工程統(tǒng)一的信息的創(chuàng)建、交換、共享、存儲(chǔ)和應(yīng)用，根據(jù)國家、行業(yè)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合犬木塘水庫工程特點(diǎn)，專門定制了高程BIM技

術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。主要有：

《BIM模型創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》、

《BIM模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》、

《BIM模型交付標(biāo)準(zhǔn)》、

《BIM模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、

《GIS交付和空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、

《綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》。3.1工程BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)P18可行性研究階段3.2全過程BIM設(shè)計(jì)及應(yīng)用

各專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)

二三維施工圖紙輸出

設(shè)計(jì)方案三維可視化交底

施工圖設(shè)計(jì)優(yōu)化

工程量與材料清單核算

工程分析與仿真

施工進(jìn)度模擬

施工工序、工藝模擬初步設(shè)計(jì)階段

可行性研究方案比較

方案可視化展示

技術(shù)線路驗(yàn)證

工程投資估算

基地現(xiàn)況建模（現(xiàn)地條件

模擬）可持續(xù)發(fā)展評估犬木塘水庫工程全過程BIM設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)階段與決策

設(shè)計(jì)優(yōu)化（碰撞檢查、凈空

分析等）空間規(guī)劃土地利用和交通規(guī)劃（交通

影響模擬）

各專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案可視化展示、比較

工程量統(tǒng)計(jì)與投資概算

工程分析與仿真（如結(jié)構(gòu)、水力學(xué)等）

4D進(jìn)度規(guī)劃與模擬方案比較/展示/評審規(guī)劃目標(biāo)可視化規(guī)劃階段P19

01

樞紐工程和提水泵站BIM設(shè)計(jì)樞紐工程BIM模型包含：樞紐工程地質(zhì)模型，泄水閘閘壩、電站廠房、魚道、船閘、兩岸連接壩及護(hù)岸

等

土建模型，電站廠房、泄水閘、船閘等主要機(jī)電設(shè)備與管路模型。3.2全過程BIM設(shè)計(jì)及應(yīng)用P20P213.2全過程BIM設(shè)計(jì)及應(yīng)用01

樞紐工程和提水泵站BIM設(shè)計(jì)溢流閘壩BIM模型：包括消力池壩段、護(hù)坦壩段、上下部水工、金結(jié)、建筑各專業(yè)各階段模型。01

樞紐工程BIM設(shè)計(jì)電站BIM模型：包括水工結(jié)構(gòu)、主機(jī)設(shè)備、

輔機(jī)設(shè)備、水機(jī)油氣水系統(tǒng)及埋管、

電氣設(shè)備、

電纜橋架及共箱母線、通訊及消防

設(shè)備、金結(jié)閘門及啟閉設(shè)備等模型等專業(yè)各階段模型。P223.2全過程BIM設(shè)計(jì)及應(yīng)用02

灌區(qū)工程BIM設(shè)計(jì)灌區(qū)BIM模型包括野雞潭提水泵站、三都提水泵站、峽口山提水泵站、黃家壩提水泵站，總干渠、分干渠和

骨干支渠的主要渠道、渡槽、倒虹吸、隧洞、箱涵、水閘、公路、橋建、機(jī)電及地質(zhì)模型。利用固

化的

模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、施工模擬、三維出圖和工程量統(tǒng)計(jì)。通過參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立標(biāo)準(zhǔn)化模型庫，并較好

地將典

型BIM模型利用到整個(gè)灌區(qū)的模型構(gòu)建中。3.2全過程BIM設(shè)計(jì)及應(yīng)用P233.3BIM應(yīng)用模型建設(shè)施工管理4D、5D應(yīng)用P24工程BIM+GIS基礎(chǔ)平臺(tái)犬木塘BIM應(yīng)用系統(tǒng)組成3.4BIM應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

工程數(shù)字交付系統(tǒng)BIM建設(shè)管理系統(tǒng)三維可視化展示系

統(tǒng)智慧工地集控系統(tǒng)

BIM應(yīng)用統(tǒng)一門戶

2435P2501三維綜合展示模塊三維綜合展示模塊將工程范圍內(nèi)GIS信息、BIM模型、工程設(shè)計(jì)信息、工程建設(shè)動(dòng)態(tài)、現(xiàn)場視頻監(jiān)控、全景

照片等進(jìn)行的全面展示，實(shí)現(xiàn)從全局到局部、從外至內(nèi)、地上地下結(jié)合、靜態(tài)模型與動(dòng)態(tài)信息相呼應(yīng)的工程

全方位三維可視化展現(xiàn)。3.4.1三維可視化展示系統(tǒng)建設(shè)P263.4.1三維可視化展示系統(tǒng)建設(shè)02工程動(dòng)態(tài)態(tài)勢該模塊將對工程建設(shè)的進(jìn)度、質(zhì)量、安全、投資、

人員、征地移民設(shè)備信息，

以及工地監(jiān)控視頻、航拍

照片視頻、720全景等進(jìn)行可視化展示。P27犬木塘水庫工程BIM建設(shè)管理系統(tǒng)將建設(shè)如下功能模塊：個(gè)人工作首頁（管理駕駛艙）

、項(xiàng)目管理、合同管理、

施工管理、進(jìn)度管理、安全管理、質(zhì)量管理、投資管理、設(shè)計(jì)管理、監(jiān)理管理、檔案管理、

圖模中心等功能模塊。同時(shí)系統(tǒng)提供APP端、大屏端應(yīng)用功能模塊，通過后臺(tái)服務(wù)調(diào)用，支持PC端、大屏端、某著名企業(yè)端

的應(yīng)用功能擴(kuò)充。3.4.2BIM建設(shè)管理系統(tǒng)建設(shè)P283.4.2BIM建設(shè)管理系統(tǒng)建設(shè)02施工管理具有施工組織方案報(bào)審、開工報(bào)驗(yàn)、進(jìn)場報(bào)驗(yàn)、工程量報(bào)驗(yàn)、施工日志管理、施工驗(yàn)收管理等功能。計(jì)量報(bào)驗(yàn)施工報(bào)驗(yàn)開工申請?jiān)O(shè)備申報(bào)日志管理方案報(bào)審P293.4.3智慧工地集中監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)搭建統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)樞紐工程和灌區(qū)各標(biāo)段工地高清視頻監(jiān)控、工地門禁和車輛道閘監(jiān)控、人

車定位、工程安全與環(huán)境監(jiān)測、數(shù)字施工設(shè)備

等現(xiàn)

集中監(jiān)控。P30用3.4.5APP應(yīng)用APP規(guī)劃了16個(gè)應(yīng)用功能犬木塘工程智慧建設(shè)APP應(yīng)P314創(chuàng)新應(yīng)用P3201大數(shù)據(jù)和AI應(yīng)用研究n

工程BIM應(yīng)用在三維信息展現(xiàn)、工程建設(shè)管理、全生命周期

信息數(shù)據(jù)協(xié)同等領(lǐng)域具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，可作為水利水電“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用的核心載體。n

在本項(xiàng)目實(shí)施過程中主要將BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)、A

I技術(shù)應(yīng)用

的深度融合嘗試在施工安全管理、質(zhì)量分析、決策分析等方面

的應(yīng)用研究。大數(shù)據(jù)人工智能4.2創(chuàng)新應(yīng)用BIM云計(jì)算P3302

VR/AR/MR技術(shù)應(yīng)用研究本項(xiàng)目實(shí)施過程中擬深入“

BIM+VR/AR/MR”技術(shù)融

合

應(yīng)用，擬通過疊加工程BIM模型和顯示場景，并在手機(jī)

端、

PC端、VR/AR設(shè)備端上進(jìn)行展示，在虛擬場景構(gòu)建、

施工進(jìn)

度模擬、復(fù)雜局部施工方案模擬、施工成本模擬、多維模型

信息聯(lián)合模擬等方面進(jìn)行應(yīng)用研究。4.2創(chuàng)新應(yīng)用P344.2創(chuàng)新應(yīng)用03工程構(gòu)件二維碼應(yīng)用擬在技術(shù)交底、物料管理、安裝指導(dǎo)、驗(yàn)收管

理、

質(zhì)量安全巡檢、試驗(yàn)檢測管理等方面開展工

程構(gòu)件

二維碼應(yīng)用。P35043D打印研究n

3D設(shè)計(jì)打印技術(shù)作為具有前沿性、先導(dǎo)性的智能制造技術(shù)，在藝術(shù)設(shè)計(jì)、航空航天、地理信息、軍工、醫(yī)療

和消費(fèi)電子等多個(gè)行業(yè)得到快速發(fā)展。n

因水利水電工程結(jié)構(gòu)具有尺寸跨度大、形式多種多樣、材料種類繁多、施工