亞洲大垃圾發(fā)電廠項目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(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。
項目概況
長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。項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。項目總投資約25.86億元，占地面積約450畝，設計處理規(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）項目總平面圖
項目重難點
1工藝流程復雜，管材型號種類多
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抽凝時汽輪發(fā)電機組，相關(guān)工業(yè)安裝系統(tǒng)復雜，設備、管材型種類多，施工場地空間有限，對施工的安全、質(zhì)量、進度目標都有嚴格要求。
2場地位于山區(qū)，地形地貌復雜
本項目建設地點位于山間谷地，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)應用點介紹
1利用BIM技術(shù)進行三維場布
在項目進場施工之前，利用BIM技術(shù)進行生活區(qū)、辦公區(qū)、倉庫、生產(chǎn)區(qū)進行立體規(guī)劃，然后召集業(yè)主、監(jiān)理及各施工單位進行專題會議討論，在三維模型中協(xié)調(diào)和優(yōu)化，形成合理的場地布置。
本項目通過BIM三維場布技術(shù)的應用，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、避免二次搬運事故的發(fā)生。同時，在實際施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場施工進度，實現(xiàn)及時對場地規(guī)劃進行動態(tài)調(diào)整，有序保障施工全階段項目生產(chǎn)順利進行。
生活區(qū)場地布置
施工區(qū)場地布置
管線分段預制加工
建筑機電安裝工程中的許多構(gòu)件可以異地工廠化預制加工，然后運到建筑施工現(xiàn)場，裝配到建筑中（例如風管、管道、橋架和電氣母線等構(gòu)件），近年來我國機電安裝行業(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BIM三維模型實現(xiàn)工廠化預制加工和現(xiàn)場組合安裝以提高機電安裝生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量。
實施流程
1）運用BIM技術(shù)進行深化設計
工廠化預制要想工作做好，前期管線綜合及現(xiàn)場核對工作重要。在制作管道預制加工圖之前，須利用BIM技術(shù)進行管線綜合平衡深化設計，發(fā)現(xiàn)“錯、漏、碰、缺”等設計問題和碰撞的地方并進行方案優(yōu)化及碰撞協(xié)調(diào)，直到消除問題及碰撞為止。運用BIM技術(shù)進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)建管道施工模型過程中，預先將施工所需的管道材質(zhì)、壁厚、規(guī)格等參數(shù)輸入到模型當中，然后根據(jù)現(xiàn)場實際情況對模型進行調(diào)整，待模型調(diào)整到與現(xiàn)場一致的時候再將管道材質(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就可以開始進行管段的預制加工，預制既可在異地工廠進行，也可在施工現(xiàn)場周邊區(qū)域設置預制加工中心由技術(shù)工人進行。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行自動化加工，如除銹采用噴砂除銹機、坡口加工采用自動坡口機、管道彎曲采用自動彎管機、開孔采用自動開孔機、焊接采用自動焊接設備等，大程度的提升自動化水平。
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)工人進行管道安裝可視化技術(shù)交底，同時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(xiàn)場按編號逐一進行組合安裝。施工過程中，作業(yè)工人可以清晰的了解每個預制管段的安裝位置、標高狀況，從而進行準確定位安裝，好的控制了施工質(zhì)量。管道組合安裝按下列程序進行：
管道預制效益總結(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)設備較多，且主要分布在鍋爐本體安裝范圍內(nèi)，設備安裝高度高，重量重，分布集中，施工采用現(xiàn)場設備地面組對拼接，集中吊裝的方法。
利用BIM技術(shù)制作3D動畫，對鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合及安裝吊裝順序進行技術(shù)交底，生動形象的展示了鋼結(jié)構(gòu)安裝工序和施工細節(jié)，方便施工人員更深刻的理解技術(shù)要點，管理人員更準確的管控施工質(zhì)量。
發(fā)電機組構(gòu)建組裝模擬
汽輪機的安裝是電廠建設中的重中之重，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(shù)，加快汽輪機裝配進程，針對該技術(shù)難點，利用BIM技術(shù)對汽輪機的裝配進行模擬演示，方便裝配人員對汽輪的機構(gòu)造和裝配準確了解，實現(xiàn)快裝配，同時，該模擬組裝動畫為后續(xù)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，形成一個總的工程造價信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫的建立與應用流程如下圖：
材料的合理分類是材料管理的一項重要工作，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。在進行數(shù)據(jù)建模時，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行“等級”分類，實現(xiàn)科學合理的管控。
根據(jù)安裝工程材料的特點，對需用量大、占用資金多、備料難度大的材料，建模時屬性定義為“三星類材料”，須嚴格按照設計施工圖及BIM機電模型，逐項進行認真仔細的審核，做到規(guī)格、型號、數(shù)量完全準確。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)的計算公式及預算定額含量確定。如下圖（某區(qū)域通風材料清單）。