特高壓輸電線路工程項目管理BIM應用研究

摘 要：我國特高壓輸電線路工程建設處于高峰期，故加強特高壓輸電線路工程項目管理尤為重要。目前，BIM技術在工程項目管理領域得到了廣泛應用，是行業發展的選擇。文章以特高壓輸電線路工程項目管理為例，以Tekla為BIM建模軟件，對項目質量、進度、成本三方面進行了優化，得出結論。

關鍵詞：特高壓；輸電線路工程；項目管理；BIM

1 概述

因能源分布不均衡，我國要通過特高壓輸電線路遠距離輸送電能。2016-2017年為我國特高壓建設高峰期，特高壓輸電線路工程項目管理尤為重要。由于部分企業仍采用企業管理、經驗管理來開展輸電線路工程項目管理，欠缺高效率的管理體系與方法[1]。BIM技術以項目各項相關信息數據作為模型基礎，建立建筑模型，在建筑行業已廣泛應用，在電力行業也在逐步發展應用。BIM技術具有協調、可視、模擬、優化功能，利用其在三維模擬、可視化檢查、工程量精確計算等優勢，能優化特高壓輸電線路工程項目質量、進度、成本管理，促進經濟效益。

2 工程概況

±1100kV吉泉線（寧夏段）提前架線段由5基鐵塔組成，線路長度2.004km。基礎形式分為直柱板式基礎和挖孔基礎兩種。其中2基塔型為JC27102B，其余3基塔型為ZKC27101B。

3 BIM技術應用

3.1 BIM技術軟件

BIM軟件是實現BIM管理的基礎，目前主流的BIM軟件有Revit系列、MicoStation系列、CATIA軟件、Rhino軟件、Tekla軟件等。劉睿等利用Revit軟件將變電站工程主體建模分為建筑建模和結構建模[2]，取得良好的應用效果。針對輸電線路工程鐵塔鋼結構特點，用SWOT分析法對BIM建模軟件進行分析，選擇主要應用于鋼結構建模的Tekla軟件進行建模。

3.2 BIM技術項目管理

3.2.1 BIM技術應用步驟

輸電線路工程項目管理BIM技術應用分為模型建立、數據集成、技術應用三個主要步驟。

（1）模型建立。導入應用國際IFC標準的BIM軟件建立的模型，通過數據接口進行交換，一般BIM模型由設計院提供，建立含有關工程所有參數信息的三維模型（圖1為JC27102B型塔三維模型）。利用WBS將輸電線路工程分解，利用BIM軟件編輯邏輯關系，對應工期計劃，將3D模型構件與施工進度結構關聯，形成4D進度模型。

（2）信息集成。模型建立后，通過信息集成平臺對已建立的三維和4D模型進行信息集成，形成多種信息模型，以不同3D和4D項目管理軟件來完成信息集成，實現工程信息共享與數據訪問。

（3）技術應用。根據項目管理需要和內容，基于現有BIM技術軟件和目前BIM技術應用現狀，應用在輸電線路工程項目質量、進度、成本幾個方面的管理，在上述幾個方面進行目標優化。

3.2.2 BIM技術應用

（1）質量管理。基于BIM技術的特高壓輸電線路工程質量管理主要涉及工程前期和工程建設階段，在三維模型、增加時間維度的4D模型基礎上，對各種方案內容進行分析。

a.工程開工場地布置方案模擬。由于BIM技術三維地質建模是一個尚不成熟的領域，三維地質建模平臺不完善[3]，本文只進行簡單地形模擬。特高壓輸電線路工程施工平面布置、安全設施、標志、標識牌等布置應達到國網公司統一等效果，三維模擬解決了二維圖紙策劃的局限性，達到安全文明施工標準化布置。b.施工方案模擬。土建階段可將BIM模型輸入到有限元軟件中進行整體、局部穩定性計算，并對施工開挖、超載，降雨引起地下水位上升、土體C、P值下降等多工況進行計算，最大程度確保基坑安全[4]。鐵塔組立時，用可視化技術對施工方案、安全措施合理性進行檢查。在進行三維模擬時，用Tekla軟件工具可視化將鐵塔模型部件屬性進行自定義，把每個構件的時間參數寫入屬性里，設置完成后進行模擬，根據模擬安全施工優化了組塔抱桿的選擇，確保了方案安全措施的準確性。c.碰撞檢查。碰撞檢查主要檢查初步、施工圖設計質量，避免土建、安裝過程中可能出現構配件沖突導致無法安裝的情況。Tekla軟件工具欄中“碰撞校核管理器”選項，通過簡單設置對JC27102B、ZKC27101B鐵塔模型進行碰撞檢查，經檢查發現碰撞錯誤共12處，經過協調設計單位修改圖紙，避免鐵塔生產錯誤和安裝問題導致窩工。

（2）進度管理。BIM技術對于特高壓線路工程進度的管理主要體現在4D信息模型施工模擬上，通過4D模擬施工，優化后得出科學的進度計劃，避免靠企業或者項目部經驗預估造成的進度誤差。

a.進度優化。根據施工經驗計劃基礎混凝土澆制9天，鐵塔組立工期42天。加上架線工程，總工期為91天。通過BIM模型，對2個施工段流水作業4D模擬，鐵塔組立工期減少為36天，其余工期未變化。模擬優化后提前架線段總工期為85天，比原工期減少6天。b.提高工作效率。設計單位在完成BIM技術建模后，通過三維可視化模型，各有關參建方均可在模型上以第一人稱視角進行細部檢查，促進了設計交底和施工圖會檢的開展，避免了設計結構錯誤影響安裝工期。

（3）成本管理。BIM技術通過方案優化減少成本支出、工程量精確計量來實現成本管理。

a.方案優化。通過4D模型模擬，總工期優化了6天，勞務分包施工人員按照300元/天的人工費用計算，施工人員共計80人在6天時間里節約費用14400元。b.工程量精確計算。BIM建立模型后，用造價BIM軟件進行造價計算管理，實現了工程量的精確計量。根據定額直柱板式基礎混凝土工程量為504.56m3，而BIM模型統計混凝土工程量為510.9m3，誤差值為1.26%，其誤差值很小，能夠實現工程成本精確計量。

4 結束語

根據特高壓輸電線路工程發展和BIM技術的廣泛應用，將BIM技術應用于輸電線路工程項目中是有必要的。利用Tekla為輸電線路工程進行三維模型建立，通過模型建立、信息集成、技術應用三個步驟，能夠對項目質量、進度、成本三大目標管理進行優化，可以作為輸電線路工程建模的參考。

參考文獻

[1]李艷超.邵府220kV輸電線路工程建設項目管理研究[D].北京：華北電力大學，2010.

[2]劉睿.胡曉強，馬健.電力建設工程BIM建模[M].北京：中國電力出版社，2015：5-6.

[3]錢睿.基于BIM的三維地質建模[D].北京：中國地質大學（北京），2015.

[4]潘珂.基于BIM技術深基坑工程信息化施工管理平臺研究[D].南寧：廣西大學，2014.

作者簡介：丁偉（1987-），工程師，畢業于華北電力大學，就職于國網寧夏中衛供電公司，從事輸電線路工程項目管理工作。