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基于BIM技术的抽水蓄能电站智慧建设管理
来源:水资源与生态环境公司 作者:任海飞、张爽 时间:2024年11月19日 文字大小:【      

摘要:在当今能源需求不断增长和能源结构优化的背景下,抽水蓄能电站作为一种重要的电力调节和储能设施,其建设和管理的高效性、科学性至关重要。建筑信息模型(BIM)技术的兴起为抽水蓄能电站的建设管理带来了新的契机。基于此,本文分析了BIM技术的概念及抽水蓄能电站建设管理的特点与需求并深入探讨了BIM技术在抽水蓄能电站智慧建设管理中的应用,旨在为抽水蓄能电站的高质量建设和高效运行提供有益的参考与指导。

关键词:BIM技术;抽水蓄能电站;智慧建设管理

一、引言

随着全球经济的持续发展和能源需求的日益攀升,能源领域的创新和优化已成为当务之急。抽水蓄能电站作为电力系统中极具灵活性和高效性的储能与调节手段,对于保障电网的稳定运行、提升能源利用效率具有不可替代的作用。然而,抽水蓄能电站的建设过程极其复杂,涵盖了多个学科领域和众多专业技术,牵涉到从规划设计、施工建设到运营维护的全生命周期。在传统的建设管理模式下,信息流通不畅、协同工作难度大、决策缺乏科学依据等问题屡见不鲜,严重制约了工程的质量、进度和效益。

BIM技术作为一种革命性的数字化技术,为解决抽水蓄能电站建设管理中的诸多难题提供了全新的思路和方法。它能够整合项目全生命周期的信息,实现多专业的协同工作,通过数字化模型进行模拟和优化,从而极大地提升建设管理的效率和质量,推动抽水蓄能电站的建设管理朝着智慧化、精细化的方向迈进。

二、BIM技术概述

(一)BIM技术的定义和特点

BIM技术,即建筑信息模型技术,是一种基于数字化模型的信息集成和管理技术。它不仅仅是简单的三维几何模型,更是包含了丰富的工程属性信息、施工过程信息以及运维管理信息等。其主要特点包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。

可视化是指BIM技术能够将抽象的二维设计图纸转化为直观的三维模型,让项目的各个参与方能够清晰地看到项目的最终效果,避免理解偏差。协调性使得不同专业之间能够在同一模型中进行协同设计,及时发现并解决相互之间的冲突和矛盾。模拟性允许对项目的施工过程、使用性能等进行模拟,提前预测可能出现的问题,为决策提供依据。优化性则可以基于模型中的大量信息,对项目方案进行优化,以达到最佳的效果。可出图性能够根据模型自动生成各种图纸和报告,提高工作效率和准确性。

(二)BIM技术在工程建设领域的应用现状

近年来,BIM技术在国内外的工程建设领域得到了广泛的应用和迅速的发展。在建筑行业,从住宅到商业综合体,从设计阶段的方案比选到施工阶段的进度控制,BIM技术都发挥了重要作用。在桥梁、隧道等基础设施领域,BIM技术也逐渐成为提高设计质量、保障施工安全的有力手段。例如,一些大型桥梁项目通过BIM技术实现了复杂结构的精确设计和施工过程的动态模拟,有效缩短了工期,降低了成本。

然而,尽管BIM技术在工程建设领域取得了显著的成果,但在推广应用过程中仍面临一些挑战。例如,不同软件之间的数据兼容性问题、行业标准的不统一、技术人才的短缺等,这些问题在一定程度上限制了BIM技术的更广泛应用和深入发展。

三、抽水蓄能电站建设管理的特点与需求

(一)抽水蓄能电站的结构和功能特点

抽水蓄能电站通常由上水库、下水库、输水系统、发电厂房等多个部分组成,其结构复杂,施工难度大。上水库和下水库需要具备良好的蓄水能力和防渗性能,输水系统中的压力管道和隧洞要承受巨大的水压,发电厂房内的机组设备要求高精度的安装和调试。此外,抽水蓄能电站还需要具备快速响应电网调度指令的能力,对设备的可靠性和稳定性要求极高。

(二)传统建设管理方式存在的问题

在传统的抽水蓄能电站建设管理中,信息往往以纸质文件或分散的电子文档形式存在,信息传递不及时、不准确,容易形成信息孤岛。设计阶段各专业之间缺乏有效的协同,导致设计变更频繁,影响工程进度和质量。施工过程中,进度计划的制定和控制主要依靠经验和人工统计,难以做到精确和动态调整。质量管理主要依靠现场检查和事后验收,无法实现全过程的实时监控。

(三)抽水蓄能电站智慧建设管理的需求

为了应对抽水蓄能电站建设的复杂性和高要求,实现智慧建设管理成为必然趋势。这需要实现全生命周期的信息管理,确保信息的完整性、准确性和及时性。多专业之间需要紧密协同工作,打破部门和专业之间的壁垒。施工过程需要进行精确的模拟和优化,提前制定合理的施工方案和进度计划。同时,还需要建立智能化的质量和安全管理体系,实现对工程建设全过程的实时监控和预警。

四、BIM技术在抽水蓄能电站智慧建设管理中的应用

(一)设计阶段的应用

1.三维协同设计

抽水蓄能电站的设计涉及到水工、机电、建筑等多个专业,传统的二维设计方式容易导致各专业之间的沟通不畅和设计冲突。BIM技术提供了一个三维协同设计平台,各专业可以在同一模型中进行设计,实时查看彼此的设计成果,及时发现并解决冲突。例如,水工专业在设计水库大坝时,可以与机电专业共同确定进水口和出水口的位置,避免管道与大坝结构的碰撞。

2.碰撞检测与优化

在传统设计中,由于各专业之间的信息交流不充分,往往在施工阶段才发现管道与结构构件、设备与建筑空间之间的碰撞问题,导致大量的设计变更和返工。利用BIM技术的碰撞检测功能,可以在设计阶段就对模型进行全面的碰撞检查,提前发现并解决这些问题。通过优化设计方案,不仅可以减少施工中的变更和返工,还可以提高设计质量,降低工程成本。

(二)施工阶段的应用

1.施工进度模拟

施工进度管理是抽水蓄能电站建设中的关键环节。通过将BIM模型与施工进度计划相结合,创建4D施工进度模型,可以直观地展示施工过程的时间顺序和空间关系。项目管理人员可以根据模拟结果提前发现施工中的潜在问题,如资源配置不合理、工序衔接不畅等,并及时进行调整和优化。同时,4D模型还可以为施工人员提供清晰的施工指导,提高施工效率和质量。

2.质量与安全管理

质量和安全是工程建设的生命线。利用BIM技术,可以将质量和安全管理要求与模型相关联,实现对施工过程的实时监控和预警。例如,在模型中设定质量检查点,施工人员在现场完成相应工作后,可以通过移动终端将检查数据上传至BIM平台,管理人员可以及时查看并进行质量评估。对于安全管理,通过在模型中标识出危险区域和高风险作业,提前制定安全防范措施,并对施工人员进行安全教育和培训。

(三)运维阶段的应用

1.设备资产管理

抽水蓄能电站中的设备种类繁多、价值高昂,设备的管理和维护对于电站的长期稳定运行至关重要。通过建立基于BIM技术的设备资产管理系统,可以将设备的基本信息、运行状态、维护记录等集成在一个模型中。管理人员可以随时查询设备的相关信息,制定合理的维护计划,提高设备的使用寿命和可靠性。

2.智能运维管理

结合物联网技术,将BIM模型与传感器、监控系统等相连接,可以实现对电站运行状态的实时监测和智能分析。例如,通过监测设备的运行参数、温度、压力等数据,及时发现设备的故障隐患,并进行预警和诊断。基于BIM模型的可视化功能,运维人员可以快速定位故障设备,制定维修方案,缩短维修时间,提高电站的运行效率。

结语:

综上所述,BIM技术在抽水蓄能电站的设计、施工和运维阶段都具有显著的应用价值。它能够实现全生命周期的信息管理,提高多专业协同工作的效率,优化施工方案和进度计划,加强质量与安全管理,提升设备资产管理和运维水平,是抽水蓄能电站建设管理领域的一次重大变革,它将推动抽水蓄能电站朝着更加智慧、高效、绿色的方向发展,为能源领域的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献:

[1]侯望. BIM技术在抽水蓄能电站上水库设计中的应用 [J]. 工程技术研究, 2023, 8 (18): 204-206.

[2]汤启明. BIM技术在抽水蓄能电站施工进度管理中的应用分析 [J]. 水利水电技术(中英文), 2022, 53 (S2): 14-18.

【责任编辑:韩佳福】

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