國電滎陽超低排放改造項目的BIM應用

豆志遠 杜翟峰 田長有 陳英權

國電滎陽煤電一體化有限公司2X600MW機組煙氣超低排放脫硫改造工程項目，項目工期緊，作業環境復雜。為保證施工質量，縮短工期，最大限度地避免返工和材料浪費，滎陽電廠脫硫改造項目與BIM建模小組合作，將該項目建造、運營過程中重要方案的溝通、討論、決策都在可視化狀態下進行。

BIM（ Building Information Model） 中文直譯為建筑信息模型，它以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它作為一個共享的知識資源，可為整個工程項目從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。

BIM技術與脫硫吸收塔改造結合的意義

脫硫吸收塔改造是一項工期短、任務重且比較復雜的工程。近年來，隨著環保壓力越來越大，脫硫改造也逐漸進入高峰期。但是，由于脫硫吸收塔改造建設場地受限，施工難度倍增。因此，如何在較小空間內安全穩定、合理有序、保質保量保工期的施工已經成為研究的重點和難點。BIM技術的引入能夠為現場施工提供一個三維仿真場景，綜合考慮現場相關數據，模擬施工過程，預判存在的問題，優化施工方案，并將施工中的重難點提前向施工人員進行重點交底，在保證施工質量、縮短工期的同時，節省了人力、物力。本文以660MW機組脫硫吸收塔為例，針對如何在較短的停機時間內，安全可靠地完成脫硫系統的脫硫吸收塔改造，優化管道施工、大件吊裝施工方案，期望能夠為脫硫系統脫硫吸收塔改造技術革新工作提供一定的參考與指導。

BIM技術在脫硫吸收塔改造中的應用情況

BIM提供了可視化的思路，將以往的線條式的構件，形成一種三維的實物圖形。在BIM建筑信息模型中，整個過程的可視化，不僅可以帶來效果圖的展示，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都可在可視化狀態下進行。

基于BIM的優化可做到以下工作：（ 1 ）項目方案優化：把項目設計和投資回報分析結合起來，實時展現設計變化對投資回報的影響（ 2 ）特殊項目的設計優化：施工難度大的地方，可對這些設計施工方案進行優化，帶來顯著的工期和造價改進。在國電滎陽2X660MW脫硫吸收塔改造中改造中，BIM技術有以下應用：

施工組織設計 滎陽脫硫超低排放二號機組改造施工前期，BIM建模小組已嚴格按照設備建筑圖紙及場地規劃設計圖紙，將二號機組所有施工相關模型建立完畢，為現場施工提供了一個三維仿真場景。為二號機組安全文明施工、場地綜合布置及重要施工方案的決策提供了一個有效載體。在施工組織設計階段，利用BIM技術可以進行模擬實驗，可以根據施工模擬和進度模擬，從而確定合理的施工方案和工期以指導施工，實現成本控制。

三維技術交底 在現場施工中，大型復雜的工程向工人技術交底時，往往難以讓工人準確理解技術要求，利用BIM技術可以實現可視化的施工技術交底。技術人員通過模型實現向施工人員進行虛擬現實場景的可視化交底，讓施工方清楚了解設計意圖，了解設計中的每一個細節。交底過程中施工方也可以從施工的角度提出意見和建議，并實時更改、優化設計方案，直觀而形象。

管道施工中的應用

碰撞檢測 BIM建筑信息模型可在項目建造前期，對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，從而預判各專業間的碰撞問題，及時變更，節省人力物力。 BIM可以將各專業的設計展現在模型之上，供其他設計師進行參考，從根本上解決專業間協調問題。

施工過程中相關各方有時需要付出巨大的代價來彌補由設備管線碰撞等引起的拆裝、返工和浪費。建模小組首先通過Bentley公司BIM 模型軟件將全場的各管道系統嚴格按照圖紙進行仿真布置，在綜合考慮施工場地各設備占用空間的情況下，對各管道系統進行碰撞檢測，通過三維模擬可以直觀地把設計圖紙上的問題全部暴露出來，預判現場管線碰撞問題，當即給出解決方案，導出變更圖紙，優化施工方案，帶來明顯的效益提升。

管道單線圖和材料統計 設計院圖紙標注的尺寸大部分都是中心到中心的距離，再加上管線優化變更、施工下料時未考慮要除去管件、閥門長度等因素，很容易出現圖紙量與實際量相差較大的情況。 BIM通過對施工項目進行可視化展示、協調、模擬、優化以后，可以輸出經修改的綜合管線圖，綜合結構留洞圖，改進方案和材料統計清單等，為工藝管線及附件的工程量統計、預算、造價分析和管理帶來極大的便利。軟件導出的管道ISO圖及生成的材料清單，詳細列明各材料對應的尺寸、公稱壓力、數量或長度等信息，大大提高了工作效率，節省了大量的人力物力。

吊裝模擬 在2號機組凈煙道吊裝方案編制過程中，涉及老煙道的拆除和新煙道的吊裝，作業空間環境復雜，場地狹小，給大型機械施工造成了很大的困難，吊裝工作很難開展，首先通過BIM軟件以1：1的比例布置吊車模型。

根據吊裝仿真模擬平臺和規劃完成的吊裝方案，根據吊車實際吊裝工況，綜合考慮現場相關數據，模擬吊裝過程從而生成吊裝過程模擬動畫，使各個吊裝方案生成的BIM動畫演示可以真實地反映吊裝施工情況。

在動畫模擬過程中，某個時刻發生了物體之間的碰撞沖突時，記錄相關空間和時間坐標信息，以便繼續調整施工方案。當吊裝施工方案全過程仿真模擬無誤后，即可以確定吊裝方案，保證吊裝方案可行性、準確性和安全性。由此可見，引入BIM 技術的施工仿真模擬平臺將更加科學合理、高效直觀。

進度管控 BIM技術可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，可以用模型形象地反映出工程實體的實況，精確統計出各步工作的實際數據。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，施工方、監理方、業主方都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，大大減少施工質量問題、安全問題，減少返工和整改。

BIM技術涵蓋了項目的整個生命周期，運用BIM技術能夠在精確計劃、精確施工、提升效益方面發揮巨大作用，這為綠色設計和環保施工提供了強大的數據支持，既提高了項目的建造品質，又為項目節約了大量的資源。

從短期來說，它能使工程更快、更省、更精確，使各工種配合得更好，減少了圖紙的出錯風險，大大提高設計乃至整個工程的質量和效率。

從長遠來說，它不斷提供質量高、可靠性強的信息來使建筑和設備的運作、維護和設施管理能更好地運行，持續地節約了成本。

BIM技術在施工現場的運用無疑將帶來施工業界的一場大革命，這也是未來我們要持續不斷的研究和努力方向。