乌东德水电站枢纽工程BIM设计与应用.doc

乌东德水电站枢纽工程BIM设计与应用1工程概况1.1项目简介乌东德水电站坝址位于四川省会东县和云南省禄劝县交界的金沙江下游河道上。电站上距攀枝花市213.9km、下距白鹤滩水电站182.5km，下距重庆市928km.坝址控制流域面积40.6万km2，占金沙江流域面积的86%，占长江宜昌以上流域面积40%以上。电站开发任务以发电为主，兼顾防洪。乌东德水电站正常蓄水位975m，坝顶高程988m，最大坝高270M(世界第5高拱坝)，总库容74.08亿m3，装机容量10200MW(世界第5)，工程静态总投资为789亿元，为I等大(1)型工程。枢纽工程主体建筑物由混凝土双曲拱坝、坝身5个表孔和6个中孔、右岸2条泄洪洞、两岸地下电站等组成。乌东德水电站枢纽工程CATIA三维勘测设计模型及效果图见图1.图1乌东德水电站枢纽工程CATIA三维勘测设计模型与效果图1.2工程特点和难点等乌东德水电站工程规模大，创造许多世界之最，是目前世界上最薄的300米级双曲拱坝，拥有世界最高的地下厂房(89.8米)，大坝单位坝顶弧长泄量世界第一，导流洞开挖断面世界第一，导流洞高度世界第一;尾水洞调压室开挖半径世界第一，是首个坝身不设导流底孔的高拱坝，首个采用半圆筒型调压室的水电站。乌东德水电站工程设计深度全面，技术难度巨大;施工条件复杂，技术难度高，建设工期紧张;参建单位众多，协调工作繁琐;涉移民、环保水保等专业领域，是一项规模宏大的系统性工程。2BIM组织与应用环境2.1BIM应用目标乌东德水电站枢纽工程基于我院初步构建的集地质、水工、桥隧、建筑、机电、金结、施工总体等多专业于一体的三维协同设计集成化平台，融合传统勘测设计模式，建立了多专业三维勘测设计模型，在工程勘测设计的不同阶段开展“方案比选与论证、参数化精细设计建模、有限元计算分析、多专业错漏碰检查、工程量自动统计、三维配筋、二维出图、施工组织设计仿真、视觉传达”等多方位的专业性工作，助力工程整体设计质量与效率的提升，为业主提供更为优质的设计产品与咨询服务。2.2实施方案乌东德水电站枢纽工程三维勘测设计为长江设计院BIM设计先驱项目，本项目通过GOCAD读取工程地质数据库，并在GOCAD中进行三维地质建模，通过二次开发插件，将GOCAD三维地质模型连同属性导入CATIA平台，作为枢纽布置设计上游主要数据源之一。并基于CATIA平台通过骨架关联设计技术与数据接口融合技术把水电工程多专业集于统一的数据源进行三维协同设计与应用。2.3团队组织本项目由项目经理挂帅，项目副经理、总工及项目BIM助理负责组织开展多专业三维协同设计应用工作，包括任务策划与分解、人员确定与分工、协调与组织实施，三维协同设计过程管理程序见图2.下设专业设计组、BIM技术支持组和二次开发组。专业设计组包括专业负责人、专业主设人，涉及测量、地质、坝工、厂房、导流、机电、金属结构等专业，其中坝工专业为牵头专业，负责项目三维设计整体的技术协调。BIM技术支持组负责平台维护、并对专业设计组在三维设计过程中遇到的重难点软件技术问题进行技术支持，同时梳理多专业共性、单专业特性需求并提交二次开发组，根据优先级进行针对性二次开发与定制后，反馈于BIM技术支持组与专业设计组进行迭代测试与使用，整个团队协作运行。其中专业设计组、BIM技术支持组和二次开发组大部分人员具备专业设计与BIM应用及研发的复合能力，为项目的推进提供了强力的技术人才保障。图2三维协同设计过程管理2.4应用措施乌东德水电站枢纽工程BIM设计实施继承勘测设计的设校审机制，施行我院现有的BIM设计标准体系，主要包括：《水利水电工程三维设计过程管理程序》、《水利水电工程三维协同设计文件编码规则》、《水利水电工程三维地质建模规定》、《CATIA水工结构三维设计技术指南》、《CATIA水工结构三维设计出图规定》、《基于CATIA的水利水电工程模板入库条件与管理通则》等院企业标准。2.5软硬件环境等我院以CATIA为三维协同设计基础平台，目前在不同程度上打通了各类具有本专业优势的设计专用软件(表1)与CATIA的数据接口融合，持续提高平台的软件接口集成化与协同化程度。通过企业私有云架设基于网络的三维协同设计基础平台，配置DellPowerEdge系列数据库服务器、Dell图形工作站等，保证了图形显示和运算效率。3BIM应用3.1BIM建模乌东德水电站枢纽工程在预可研、可研、施工详图等各设计阶段，基于CATIA基础平台及专业软件开展了地质、坝工、电站建筑物、导流、机电与金结等多专业三维协同设计，不同设计阶段有逐步求精的模型深度等级。(1)三维数字化勘测与三维地质建模。乌东德水电站通过平板式工程地质测绘系统和平板式钻孔地质信息录入系统完成了13000米勘探平洞和150多个、近26000米的地质钻孔。在前