山地風電道路BIM二次優化施工

張耀斌 潘石杰

【摘 要】隨著社會經濟的發展，節能減排及四新工藝的推廣，風電場裝機規模靈活，運行和維護成本低，基建周期短，可再生，無污染，很快就作為新時代節能減排的寵兒，將會演變成為接下來新能源建設的主角。但風電場大多地處山地，山地存在起伏很大，坡度陡峻，溝谷深幽，要滿足風機設備的進場，尤其是長度長達45-60米的風機葉片的運輸，道路的轉角的優化以及縱坡坡度的控制就顯得尤為重要，直接影響地表清理的面積及土方的開挖回填及土方運輸的成本。

【關鍵詞】節能減排，四新工藝，道路優化，土方運輸

引言：

施工單位前期準備安排的工期嚴密緊湊，前期如果投入過多的時間，其間會導致設備采購進度延遲，甚至壓縮中期安裝的速度。在簽訂固定總價合同后，設備及材料期間的起伏就存在極大風險，在這種情況下，就需要聯系之前的工作經驗，采取新的方式，借助BIM科技分析大型風電電站道路設計，希望可以給相關的人員提供一定的參考。

1大型風機電站山地修建道路存在的問題

1.1地形圖龐大，提取信息困難，山區高差起伏，坡度度量并不明顯。在研究的過程中，BIM只要導入測量點，導入過程后，還方便查錯。

1.2路線選取，傳統二維山地，要選取合適的路線，沒有直觀展示面，憑經驗是很難選取一條長度超過20km廠區道路，過程中要避開或處理暗溝，低洼，溪流，高坡等，施工管理人員更是頭疼。BIM通過色彩渲染，低洼，高坡，直觀明了;甚至方便標注暗溝，溪流，這樣布置山區路線。

1.3方量計算，傳統方量計算是通過CAD制作橫縱斷面，導入EXCEL計算公式，過程繁瑣，還會因為導入過程比例不對，工程量計算偏差失誤大。施工管理人員通過制作道路模型，利用BIM自動生成橫縱斷面，調整路線，合理安排施工機械，車輛，人員。過程中規劃合理，節省方量。

2 BIM大型風機電站道路設計分析

2.1 BIM可視化

在山地道路優化的過程中，將枯燥的二維圖紙裝換成三維，并將相關數據著色，例如場區的坡度，高差等，讓現場管理人員對場區情況一目了然，很大程度減少現場施工人員勘查過程中時間，過程中避免少走彎路，同時高差大，坡度陡地方標注十分明顯，也保障施工人員勘查過程中安全。

2.2 BIM仿真模擬

場區道路在施工圖紙上顯示過于單調，施工人員獲取信息十分困難，需要配合各種文件資料查閱。通過制作道路的配件圖，將一個個屬于公路屬性組合，例如路基，邊坡，路面，連接邊坡與路面邊溝，輔助邊溝的截水溝，防止碎石最后的碎落臺，場區道路由一張施工白紙，從白紙上躍起變得栩栩如生。半挖半填，全挖，全填的情況一目了然，這樣便于過程合理布置運輸土方車輛，轉載機，挖掘機;還能對松方與填方合理利用。

2.3 BIM信息化

數據處理過程中，相比較傳統的計算要結合CAD和EXCEL，過程中還要查閱造價信息;BIM自帶相關造價信息，便于施工人員查詢，處理相關數據，無需輔助軟件，迅速便捷，更新施工規范及圖集，準確及時。這對處理龐大的場區風電圖，計算山地場區方量，優化道路路徑，降低難度，縮短工期，造成良好的社會效益。

2.4地形分析

將地形圖通過柵格三角網的形狀展示，在EPC模式下，測量員在測量過程數據處理數據過程中會產生幾萬個點，難免出錯，出錯的時候，很難發現。現場施工管理人員就可以通過生成地形曲面，發現異常點，糾正測量人員測量數據，并要求其重新復測這一塊數據;二在PPP模式下，設計中利用設計軟件中的三角網柵格補齊地形圖，再用文字修改功能修改高程，并未采取真實有效的高程點，坐標點上無顯示，就無法提高地形圖準確性。

渲染效果

通過對比發現，原地形圖，因為等高線龐大，數據繁多，要直觀看出地形圖里面存在的問題，進而對道路進行優化是非常困難的，采用BIM建模渲染過后，一是不難找出地形圖的存在問題的點，二是通過渲染，不難分析整個地形圖的高程及坡度，簡潔明了，可以避開深溝及高程偏差較大的地界。減少二次測量作業，改善施工人員作業環境。

BIM支持導入CAD圖紙，PDF文件以及圖片JPG，提供多元化選擇的同時，導入地形圖及道路中心線就方便許多，通過繪制道路中心線及創建初步道路，由于設計院未提供完整的地形圖，以其中一段路段為例子創建初步道路。已經安裝好道路裝配，繪制好要素性，生成二維坡度的道路，所以看著比較繁瑣，但方便后期做圖。過程中，參考圖集93J007-1設置道路裝配，調整路面坡度，尺寸，路面寬度，及兩邊放坡。

2.5道路優化

由于生成的道路中心線是由原始地面提供高程而生成的，過程中并不滿足四級道路要求，我們需要根據縱斷面圖生成的地形曲線附近重新繪制我們需要的設計路線。

僅有縱斷面依舊不直觀，調整我們通過繪制設計高程線，調出相應數據，設計值可以調整前坡度或者后坡度來控制縱坡坡度在18%范圍內。

根據道路的樁號范圍自動繪制道路采樣線，對于比較復雜又或者道路等級比較高的道路可以適當選擇加密，通過橫斷面，控制每一段道路挖填方。

結束語：

目前進場道路的優化就成了不少項目團隊頭疼的問題，傳統方法是通過CAD與EXCEL結合分段制作橫斷面，操作復雜，過程需要投入大量精力和時間，橫斷面制作完成后，還需要通過南方CASS制作縱斷面，如此換算繁瑣，而且還需要現場收集大量資料，只要前期資料收集出現一丁點差錯，前期投入大量人力物力就得卷土重來，重新查錯整改就需要翻閱大量數據。

參考文獻：

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（作者單位：中國電建集團貴州工程有限公司）