亞洲大垃圾發(fā)電廠項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用
中國是上的垃圾資源大國。如果中國能將垃圾充分地用于發(fā)電，每年將節(jié)省煤炭5-6千萬噸，其“資源效益”可觀。雖然中國的垃圾發(fā)電剛剛起步，但前景樂觀。中國豐富的垃圾資源，存在著大的潛在效益。城市每年因垃圾造成的損失大，而將其綜合利用卻能創(chuàng)造更多的效益，市場空間大。
項(xiàng)目概況
長沙市固體廢棄物深度綜合處理項(xiàng)目為湖南省重要工程，計(jì)劃建成亞洲大的生活垃圾發(fā)電廠。項(xiàng)目位于長沙市望城區(qū)橋驛鎮(zhèn)黑麋峰固體廢棄物處理場西側(cè)山谷，處于長沙市區(qū)北面，與市中心的直線距離為20km。項(xiàng)目總投資約25.86億元，占地面積約450畝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5000噸/日，年處理生活垃圾約180萬噸。
長沙市生活垃圾綜合深度處理（清潔焚燒）項(xiàng)目總平面圖
項(xiàng)目重難點(diǎn)
1工藝流程復(fù)雜，管材型號種類多
本項(xiàng)目配置6臺850t/d機(jī)械爐排垃圾焚燒爐、2臺25MW純凝式汽輪發(fā)電機(jī)組、2臺25MW抽凝時(shí)汽輪發(fā)電機(jī)組，相關(guān)工業(yè)安裝系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備、管材型種類多，施工場地空間有限，對施工的安全、質(zhì)量、進(jìn)度目標(biāo)都有嚴(yán)格要求。
2場地位于山區(qū)，地形地貌復(fù)雜
本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于山間谷地，氣候條件濕潤多雨，每年5-9月為雨季，場區(qū)地形地貌類型屬構(gòu)造剝蝕低山，地勢起伏較大，整體呈北高南低態(tài)勢；山體為燕山晚期裸露花崗巖巖體，自然坡度35°~45°。場區(qū)屬堅(jiān)硬狀花崗巖分布區(qū)，區(qū)內(nèi)除稻田分布區(qū)為沖洪積層、殘坡積層外，其余均為細(xì)粒二云母二長花崗巖。場區(qū)含水巖層的透水性差，富水性貧乏或極貧乏，大大增加了施工難度。
BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)介紹
1利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維場布
在項(xiàng)目進(jìn)場施工之前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行生活區(qū)、辦公區(qū)、倉庫、生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行立體規(guī)劃，然后召集業(yè)主、監(jiān)理及各施工單位進(jìn)行專題會(huì)議討論，在三維模型中協(xié)調(diào)和優(yōu)化，形成合理的場地布置。
本項(xiàng)目通過BIM三維場布技術(shù)的應(yīng)用，直觀的反映了施工現(xiàn)場情況，減少了施工用地、保障了現(xiàn)場運(yùn)輸通道的暢通、方便了施工材料堆放和調(diào)度、避免二次搬運(yùn)事故的發(fā)生。同時(shí)，在實(shí)際施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)及時(shí)對場地規(guī)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，有序保障施工全階段項(xiàng)目生產(chǎn)順利進(jìn)行。
生活區(qū)場地布置
施工區(qū)場地布置
管線分段預(yù)制加工
建筑機(jī)電安裝工程中的許多構(gòu)件可以異地工廠化預(yù)制加工，然后運(yùn)到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中（例如風(fēng)管、管道、橋架和電氣母線等構(gòu)件），近年來我國機(jī)電安裝行業(yè)管道安裝技術(shù)無重大發(fā)現(xiàn)，依舊停留在現(xiàn)場加工制作的操作模式階段。究其原因，主要是由于管線布置不夠準(zhǔn)確導(dǎo)致預(yù)制加工圖的準(zhǔn)確度低和預(yù)制加工圖制作方法繁瑣致使制作預(yù)制加工圖的效率不高，限制了預(yù)制加工的深度和發(fā)展。本工程接合BIM技術(shù)，探索通過BIM三維模型實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制加工和現(xiàn)場組合安裝以提高機(jī)電安裝生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。
實(shí)施流程
1）運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)
工廠化預(yù)制要想工作做好，前期管線綜合及現(xiàn)場核對工作重要。在制作管道預(yù)制加工圖之前，須利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合平衡深化設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)“錯(cuò)、漏、碰、缺”等設(shè)計(jì)問題和碰撞的地方并進(jìn)行方案優(yōu)化及碰撞協(xié)調(diào)，直到消除問題及碰撞為止。運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的流程如下圖所示：
2）管道預(yù)制加工圖的制作
創(chuàng)建管道施工模型過程中，預(yù)先將施工所需的管道材質(zhì)、壁厚、規(guī)格等參數(shù)輸入到模型當(dāng)中，然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對模型進(jìn)行調(diào)整，待模型調(diào)整到與現(xiàn)場一致的時(shí)候再將管道材質(zhì)、壁厚、規(guī)格和長度等信息生成一張完整的預(yù)制加工圖。
3）管道預(yù)制加工
管道預(yù)制加工圖制作完成后工廠就可以開始進(jìn)行管段的預(yù)制加工，預(yù)制既可在異地工廠進(jìn)行，也可在施工現(xiàn)場周邊區(qū)域設(shè)置預(yù)制加工中心由技術(shù)工人進(jìn)行。其加工流程如下圖。
管道預(yù)制加工中各道工序都將盡量采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化加工，如除銹采用噴砂除銹機(jī)、坡口加工采用自動(dòng)坡口機(jī)、管道彎曲采用自動(dòng)彎管機(jī)、開孔采用自動(dòng)開孔機(jī)、焊接采用自動(dòng)焊接設(shè)備等，大程度的提升自動(dòng)化水平。
4）管道組合安裝
在施工現(xiàn)場具備作業(yè)面后，由技術(shù)管理人員利用BIM技術(shù)向安裝管道的技術(shù)工人進(jìn)行管道安裝可視化技術(shù)交底，同時(shí)將帶有管段編號的施工圖紙發(fā)放給作業(yè)工人，將制作完成帶有編號的管道預(yù)制段搬運(yùn)至施工現(xiàn)場按編號逐一進(jìn)行組合安裝。施工過程中，作業(yè)工人可以清晰的了解每個(gè)預(yù)制管段的安裝位置、標(biāo)高狀況，從而進(jìn)行準(zhǔn)確定位安裝，好的控制了施工質(zhì)量。管道組合安裝按下列程序進(jìn)行：
管道預(yù)制效益總結(jié)：a.大大提高了工程質(zhì)量；b.大大縮短現(xiàn)場施工工期；c.減少了安全事故發(fā)生的幾率；d.節(jié)約了施工現(xiàn)場的加工場地；e.減少工程材料不合理的損耗。
3利用BIM技術(shù)進(jìn)行安裝交底
本工程重要的內(nèi)容就是鍋爐的安裝，共6臺850t/d焚燒爐。鍋爐的鋼架是由立柱、板梁、支撐等組成，鍋爐全部的重量都要通過鋼架傳遞到基礎(chǔ)上。鋼柱采用地腳螺栓連接，鋼結(jié)構(gòu)采用螺栓連接。由于本工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備較多，且主要分布在鍋爐本體安裝范圍內(nèi)，設(shè)備安裝高度高，重量重，分布集中，施工采用現(xiàn)場設(shè)備地面組對拼接，集中吊裝的方法。
利用BIM技術(shù)制作3D動(dòng)畫，對鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合及安裝吊裝順序進(jìn)行技術(shù)交底，生動(dòng)形象的展示了鋼結(jié)構(gòu)安裝工序和施工細(xì)節(jié)，方便施工人員更深刻的理解技術(shù)要點(diǎn)，管理人員更準(zhǔn)確的管控施工質(zhì)量。
發(fā)電機(jī)組構(gòu)建組裝模擬
汽輪機(jī)的安裝是電廠建設(shè)中的重中之重，汽輪機(jī)設(shè)備重量大、體積大、吊裝難度大、零配件多、安裝精度要求高。為了提高汽輪機(jī)裝配質(zhì)量，減少預(yù)裝配的次數(shù)，加快汽輪機(jī)裝配進(jìn)程，針對該技術(shù)難點(diǎn)，利用BIM技術(shù)對汽輪機(jī)的裝配進(jìn)行模擬演示，方便裝配人員對汽輪的機(jī)構(gòu)造和裝配準(zhǔn)確了解，實(shí)現(xiàn)快裝配，同時(shí)，該模擬組裝動(dòng)畫為后續(xù)運(yùn)行維護(hù)和檢修提供了好的參考和指導(dǎo)。
工程量清單，材料管控
項(xiàng)目部拿到機(jī)電安裝施工藍(lán)圖后，由BIM項(xiàng)目經(jīng)理組織各BIM工程師進(jìn)行建模，之后將各模型鏈接到一起，形成安裝BIM模型數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是以創(chuàng)建的BIM機(jī)電模型全過程清單數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，把原來分散在各安裝手中的工程信息匯總到一起，形成一個(gè)總的工程造價(jià)信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的建立與應(yīng)用流程如下圖：
材料的合理分類是材料管理的一項(xiàng)重要工作，基于BIM模型的材料數(shù)據(jù)庫的大優(yōu)勢是包含材料的全部屬性信息。在進(jìn)行數(shù)據(jù)建模時(shí)，各建模人員對施工所使用材料的不同屬性，按其需用量的大小、占用資金多少及重要程度進(jìn)行“等級”分類，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的管控。
根據(jù)安裝工程材料的特點(diǎn)，對需用量大、占用資金多、備料難度大的材料，建模時(shí)屬性定義為“三星類材料”，須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖及BIM機(jī)電模型，逐項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的審核，做到規(guī)格、型號、數(shù)量完全準(zhǔn)確。對管道、閥門等通用主材定義為“二星類材料”，可以根據(jù)BIM模型提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確控制材料及使用數(shù)量。對資金占用少、需用量小、比較次要的輔助材料定義為“一星類材料”，可采用一般常規(guī)的計(jì)算公式及預(yù)算定額含量確定。如下圖（某區(qū)域通風(fēng)材料清單）。