基于BIM 技術的變電站施工管理優化

談亞棟

（國網江蘇省電力工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

變電站作為電力系統中重要的組成部分，其施工管理水平會對輸配電網的安全性和可靠性產生很大的影響，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術作為建筑施工領域的重要信息技術，已經在變電站施工中得到廣泛應用，例如采用BIM 模型對施工材料和電力設備進行全過程管理，再借助BIM協同平臺對項目設計和施工進行協同管理[1]。因此，探索如何利用BIM技術來對變電站施工的進度、材料、質量以及安全等方面進行優化，實現對變電站施工全過程的管控，對提高變電站施工質量、縮短施工周期、減少施工成本和降低風險均具有重要意義。

1 基于BIM 的變電站施工管理優化策略

1.1 BIM 在施工進度管理中的應用

BIM 技術在施工進度管理中的優化，主要是通過建立BIM 模型和進行4D 模擬，實現對施工進度的全過程監控和管理[2]。4D 模擬指將變電站三維建筑模型與時間進度計劃相結合來生成四維模型，實現對施工進度的可視化和虛擬仿真，可對施工進度進行全過程監控和管理。在BIM模型中對變電站不同的建筑、電力設備以及施工任務進行編碼與分類，以便制訂施工進度計劃和動態調整。采用BIM 模型與4D 模擬方式對施工進度進行全方位的監控和管理，要綜合考慮施工任務的順序、時間、資源、質量等內容，從而實現對施工進度的全局掌控和優化。此外，BIM 技術可以進行碰撞檢測和沖突分析，即通過模型的可視化和仿真功能來檢測施工過程中可能出現的空間沖突與施工瓶頸，并及時采取處理措施進行布局調整和空間優化，也可以進行施工進度的預測和優化，幫助施工企業制訂更加科學合理的進度計劃，提高施工進度的可控性與可預測性[3]。

1.2 BIM 在材料管理中的應用

BIM 數字化材料模型可對施工材料進行全生命周期的實時監控和管理，包括采購、運輸、倉儲以及安裝等環節。在采購階段，BIM 技術將材料信息與供應商信息相結合，快速生成材料清單和采購訂單，提高采購效率；在運輸階段，通過建立物流信息模型，對材料運輸情況進行實時監控，及時發現運輸問題并進行處理；在倉儲階段，建立數字化的材料庫存管理模型，對材料的存儲、出入庫等情況進行實時監控，避免材料損壞或遺失；在安裝階段，將材料信息與施工圖紙相結合，實現材料的自動定位和安裝，提高安裝效率和準確性[4]。BIM 技術可實現材料信息的共享與協同管理，提高材料管理的效率和準確性。在傳統施工材料管理模式中，各個部門之間的信息共享和溝通經常會存在諸多問題，容易導致材料管理出現用料數量不精準、重復用料的情況，而BIM 數字化模型可實現各個部門之間的信息共享及協同管理。

1.3 BIM 在質量控制中的應用

BIM 技術可對施工質量進行優化管理，項目管理團隊借助3D 模型檢查變電站構件之間的尺寸和位置關系，確保其符合設計規范，并使用模擬技術驗證結構的可行性和安全性，減少施工錯誤與質量缺陷。BIM 技術不僅可以幫助團隊提高質量管理的水平，還可以在建設過程中提高生產效率并降低成本。此外，可以采用質量控制管理工具進行全面質量管理。例如，采用BIM 模型跟蹤每個構件的質量檢查結果，記錄質量問題和質量缺陷，并跟蹤解決方案的執行情況，幫助團隊識別重復質量問題和質量演變趨勢，以防后續施工中再次出現同類質量問題。

1.4 BIM 在安全管理中的應用

BIM 技術在施工安全管理優化方面具有很大的潛力，可通過建立管理模型來實現對施工安全的全過程監控與管理。采用3D 建模創建虛擬施工場景，對施工過程中存在的安全風險進行評估，在建模時加入人員、機械設備、材料等安全要素信息，用來模擬施工現場的情況，識別潛在的安全風險，并采取相應的措施進行糾正和預防。同時，BIM 技術可以模擬安全緊急事件的場景，并訓練施工作業人員應對不同危險情況的應急響應能力。

2 案例研究

2.1 案例介紹和項目背景

某變電站項目占地面積約為100 000 m2，總投資額為1.5 億元，包括多座建筑電力設施，其中主變電站是整個項目的核心部分，包括聯絡線、開關站、主控樓、檢修樓等，項目建設目標為現代化的變電站，可為區域經濟發展提供能源保障。變電站項目施工工期為18 個月，由于項目規模較大，材料管理和質量控制是施工管理的重要環節，在施工管理過程中會存在著較多困難，施工現場也面臨著人員、設備、材料等方面的協調與管理問題，需要進行有效的協調。因此，采用BIM 技術進行施工管理，具有很高的必要性和實用性[5]。

2.2 BIM 技術在變電站施工管理中的應用情況

2.2.1 進度管理

案例中采用BIM 技術進行4D 模擬，結合施工進度計劃，通過虛擬現實的方式對施工進度進行可視化管理和控制。在施工過程中，通過實時更新模型的數據，不斷優化和調整施工進度計劃，有效提高了施工效率，縮短了工期，進度偏差統計如表1 所示。

表1 進度偏差統計

從表1 中的數據可以看出，通過BIM 技術進行施工進度管理，實際工期比計劃工期縮短了10 d左右，而且完成率也都在90%以上，說明BIM 技術在施工進度管理方面起到了積極作用。

2.2.2 材料管理

案例中通過BIM 模型對變電站所需的各類材料進行清單管理，并實現了與供應商和采購方的信息交流及協作，具體數據如表2 所示。

表2 材料采購量控制統計表

從表2 中的數據可以看出，鋼筋和混凝土的差值分別為+4.0%和+4.2%，說明在材料采購方面，BIM 技術可以幫助管理人員進行精細化管理，實現材料使用的精準控制，從而減少材料浪費，提高工程的經濟效益。同時，在電纜和變壓器等材料的管理方面，BIM技術實現了計劃采購量與實際采購量的精準匹配，保證了材料供應的及時性與準確性，為施工進度的控制提供了有力的保障。

2.2.3 質量控制

在質量控制方面，BIM 技術可以幫助實現對施工質量的全過程控制和管理，包括施工前、施工中以及施工后。通過BIM 技術，可以對工程模型進行質量檢測和分析，發現模型中存在的問題并及時解決。此外，BIM 技術可以幫助實現對施工材料的質量控制和管理，包括對材料的選擇、檢驗以及驗收等。表3 是本案例中BIM 技術在質量控制方面的具體應用情況。

表3 質量控制應用情況統計表

2.2.4 安全管理

在安全管理方面，BIM 技術可以通過建立安全管理模型，實現對施工安全的全過程監控和管理。安全管理模型可以根據實際情況進行實時更新，以便及時發現施工安全問題，采取相應措施進行調整，提高施工安全控制能力和安全性。通過對施工現場的監控與分析，可以及時發現并預防施工安全事故。表4是本案例中BIM 技術在安全管理方面的具體應用情況統計表，通過BIM 技術在質量和安全方面的應用，變電站項目的施工質量得到了提高，施工安全得到了保障。

表4 安全管理應用情況統計表

2.3 實施效果評估

在實施BIM 技術進行變電站施工管理優化的過程中，進行了實施效果評估：（1）施工進度方面，通過對施工進度的監控和管理，BIM 技術有效縮短了施工周期，實際工期比計劃工期縮短了10 d 左右，而且完成率也都在90%以上，大大提高了施工效率；（2）材料管理方面，BIM 技術在材料管理中的應用，使材料采購、入庫、出庫等環節更加規范化和自動化，同時能夠實現對材料使用情況的實時監控，以及對材料剩余量和使用量的精準預測，避免了材料的浪費，節約了成本；（3）質量控制方面，BIM 技術能夠全方位監控和管理施工質量，通過對模型的精細化設計和實時監控，可以減少施工中的質量問題，提高施工質量，同時能夠對施工過程中發現的問題進行及時跟蹤和處理，防止問題的擴大或影響整個工程的質量；（4）安全管理方面，BIM 技術能夠建立全面的安全管理模型，實現對施工安全的全過程監控和管理。通過對安全管理模型的實時更新，能夠及時發現施工安全問題，采取相應措施進行調整，提高施工安全控制能力和安全性。

3 結 論

采用BIM 技術對變電站施工管理中的應用情況及效果進行評估，發現BIM 技術的應用能夠加快施工進度，提升材料管理、質量控制以及安全管理的能力，從而降低施工風險，保障施工質量和安全性。通過案例分析，可以看出BIM 技術在變電站施工管理中的應用已經逐漸成熟，并且得到了良好的應用效果?？傊?，BIM 技術在變電站施工管理中的應用提供了一種新的思路和方法，對提高施工質量和效率、降低施工風險具有重要意義。