亞洲大垃圾發(fā)電廠(chǎng)項目BIM技術(shù)應用
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，每年將節省煤炭5-6千萬(wàn)噸，其“資源效益”可觀(guān)。雖然中國的垃圾發(fā)電剛剛起步，但前景樂(lè )觀(guān)。中國豐富的垃圾資源，存在著(zhù)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(chǎng)空間大。
項目概況
長(cháng)沙市固體廢棄物深度綜合處理項目為湖南省重要工程，計劃建成亞洲大的生活垃圾發(fā)電廠(chǎng)。項目位于長(cháng)沙市望城區橋驛鎮黑麋峰固體廢棄物處理場(chǎng)西側山谷，處于長(cháng)沙市區北面，與市中心的直線(xiàn)距離為20km。項目總投資約25.86億元，占地面積約450畝，設計處理規模為5000噸/日，年處理生活垃圾約180萬(wàn)噸。
長(cháng)沙市生活垃圾綜合深度處理（清潔焚燒）項目總平面圖
項目重難點(diǎn)
1工藝流程復雜，管材型號種類(lèi)多
本項目配置6臺850t/d機械爐排垃圾焚燒爐、2臺25MW純凝式汽輪發(fā)電機組、2臺25MW抽凝時(shí)汽輪發(fā)電機組，相關(guān)工業(yè)安裝系統復雜，設備、管材型種類(lèi)多，施工場(chǎng)地空間有限，對施工的安全、質(zhì)量、進(jìn)度目標都有嚴格要求。
2場(chǎng)地位于山區，地形地貌復雜
本項目建設地點(diǎn)位于山間谷地，氣候條件濕潤多雨，每年5-9月為雨季，場(chǎng)區地形地貌類(lèi)型屬構造剝蝕低山，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(chǎng)區屬堅硬狀花崗巖分布區，區內除稻田分布區為沖洪積層、殘坡積層外，其余均為細粒二云母二長(cháng)花崗巖。場(chǎng)區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)應用點(diǎn)介紹
1利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維場(chǎng)布
在項目進(jìn)場(chǎng)施工之前，利用BIM技術(shù)進(jìn)行生活區、辦公區、倉庫、生產(chǎn)區進(jìn)行立體規劃，然后召集業(yè)主、監理及各施工單位進(jìn)行專(zhuān)題會(huì )議討論，在三維模型中協(xié)調和優(yōu)化，形成合理的場(chǎng)地布置。
本項目通過(guò)BIM三維場(chǎng)布技術(shù)的應用，直觀(guān)的反映了施工現場(chǎng)情況，減少了施工用地、保障了現場(chǎng)運輸通道的暢通、方便了施工材料堆放和調度、避免二次搬運事故的發(fā)生。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，結合現場(chǎng)施工進(jìn)度，實(shí)現及時(shí)對場(chǎng)地規劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整，有序保障施工全階段項目生產(chǎn)順利進(jìn)行。
生活區場(chǎng)地布置
施工區場(chǎng)地布置
管線(xiàn)分段預制加工
建筑機電安裝工程中的許多構件可以異地工廠(chǎng)化預制加工，然后運到建筑施工現場(chǎng)，裝配到建筑中（例如風(fēng)管、管道、橋架和電氣母線(xiàn)等構件），近年來(lái)我國機電安裝行業(yè)管道安裝技術(shù)無(wú)重大發(fā)現，依舊停留在現場(chǎng)加工制作的操作模式階段。究其原因，主要是由于管線(xiàn)布置不夠準確導致預制加工圖的準確度低和預制加工圖制作方法繁瑣致使制作預制加工圖的效率不高，限制了預制加工的深度和發(fā)展。本工程接合BIM技術(shù)，探索通過(guò)BIM三維模型實(shí)現工廠(chǎng)化預制加工和現場(chǎng)組合安裝以提高機電安裝生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。
實(shí)施流程
1）運用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設計
工廠(chǎng)化預制要想工作做好，前期管線(xiàn)綜合及現場(chǎng)核對工作重要。在制作管道預制加工圖之前，須利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線(xiàn)綜合平衡深化設計，發(fā)現“錯、漏、碰、缺”等設計問(wèn)題和碰撞的地方并進(jìn)行方案優(yōu)化及碰撞協(xié)調，直到消除問(wèn)題及碰撞為止。運用BIM技術(shù)進(jìn)行深化設計的流程如下圖所示：
2）管道預制加工圖的制作
創(chuàng )建管道施工模型過(guò)程中，預先將施工所需的管道材質(zhì)、壁厚、規格等參數輸入到模型當中，然后根據現場(chǎng)實(shí)際情況對模型進(jìn)行調整，待模型調整到與現場(chǎng)一致的時(shí)候再將管道材質(zhì)、壁厚、規格和長(cháng)度等信息生成一張完整的預制加工圖。
3）管道預制加工
管道預制加工圖制作完成后工廠(chǎng)就可以開(kāi)始進(jìn)行管段的預制加工，預制既可在異地工廠(chǎng)進(jìn)行，也可在施工現場(chǎng)周邊區域設置預制加工中心由技術(shù)工人進(jìn)行。其加工流程如下圖。
管道預制加工中各道工序都將盡量采用機械設備進(jìn)行自動(dòng)化加工，如除銹采用噴砂除銹機、坡口加工采用自動(dòng)坡口機、管道彎曲采用自動(dòng)彎管機、開(kāi)孔采用自動(dòng)開(kāi)孔機、焊接采用自動(dòng)焊接設備等，大程度的提升自動(dòng)化水平。
4）管道組合安裝
在施工現場(chǎng)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制段搬運至施工現場(chǎng)按編號逐一進(jìn)行組合安裝。施工過(guò)程中，作業(yè)工人可以清晰的了解每個(gè)預制管段的安裝位置、標高狀況，從而進(jìn)行準確定位安裝，好的控制了施工質(zhì)量。管道組合安裝按下列程序進(jìn)行：
管道預制效益總結：a.大大提高了工程質(zhì)量；b.大大縮短現場(chǎng)施工工期；c.減少了安全事故發(fā)生的幾率；d.節約了施工現場(chǎng)的加工場(chǎng)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(guò)鋼架傳遞到基礎上。鋼柱采用地腳螺栓連接，鋼結構采用螺栓連接。由于本工程鋼結構設備較多，且主要分布在鍋爐本體安裝范圍內，設備安裝高度高，重量重，分布集中，施工采用現場(chǎng)設備地面組對拼接，集中吊裝的方法。
利用BIM技術(shù)制作3D動(dòng)畫(huà)，對鋼結構結合及安裝吊裝順序進(jìn)行技術(shù)交底，生動(dòng)形象的展示了鋼結構安裝工序和施工細節，方便施工人員更深刻的理解技術(shù)要點(diǎn)，管理人員更準確的管控施工質(zhì)量。
發(fā)電機組構建組裝模擬
汽輪機的安裝是電廠(chǎng)建設中的重中之重，汽輪機設備重量大、體積大、吊裝難度大、零配件多、安裝精度要求高。為了提高汽輪機裝配質(zhì)量，減少預裝配的次數，加快汽輪機裝配進(jìn)程，針對該技術(shù)難點(diǎn)，利用BIM技術(shù)對汽輪機的裝配進(jìn)行模擬演示，方便裝配人員對汽輪的機構造和裝配準確了解，實(shí)現快裝配，同時(shí)，該模擬組裝動(dòng)畫(huà)為后續運行維護和檢修提供了好的參考和指導。
工程量清單，材料管控
項目部拿到機電安裝施工藍圖后，由BIM項目經(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模型數據庫，該數據庫是以創(chuàng )建的BIM機電模型全過(guò)程清單數據為基礎，把原來(lái)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)信息數據庫，該數據庫的建立與應用流程如下圖：
材料的合理分類(lèi)是材料管理的一項重要工作，基于BIM模型的材料數據庫的大優(yōu)勢是包含材料的全部屬性信息。在進(jìn)行數據建模時(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(lèi)，實(shí)現科學(xué)合理的管控。
根據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(lèi)材料”，須嚴格按照設計施工圖及BIM機電模型，逐項進(jìn)行認真仔細的審核，做到規格、型號、數量完全準確。對管道、閥門(mén)等通用主材定義為“二星類(lèi)材料”，可以根據BIM模型提供的數據，準確控制材料及使用數量。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(lèi)材料”，可采用一般常規的計算公式及預算定額含量確定。如下圖（某區域通風(fēng)材料清單）。