Bim 技术在输变电施工领域的应用前景

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1  引言
  进入 2l 世纪以来,快速发展的城市建设带来房产业的繁荣,从而推动中国首次超越美国成为全球头号建筑大国。工程设计任务量大而广,层出不穷的新材料、新技术、新的设计思想,未来的设计行业将会蕴含更高的科技含量和更丰富的设计思想,并达到更高的工艺水平。2006 年美国建筑师协会曾经发出过一个警告:不懂建筑信息模型(BIM Building Information Modeling) 的建筑师,不久的将来将失去获得Offer的机会。随着 BIM 的推广,所有的建筑业务,包括设计、设计审核、预算、施工、工程管理、建筑的运营维护管理等,都将会整合到一起。
  BIM 是近年来引领建筑设计数字技术走向更新更高层次的新技术,是继“从甩掉图板和手工绘图转变为二维计算机绘图”之后以一次建筑设计技术手段的变革,“BIM 三维计算机绘图”也是继“二维计算机绘图”后建筑设计技术的第二次革命。BIM技术的全面应用和协同设计将大大提高建筑设计的劳动效率,提升建筑工程的集成化程度,实现项目精细化设计知管理,使设计、施工到项目运营整个全生命周期的质量和效率显著提高,成本得到有效控制,将给建筑业的发展带来巨大的经济效益和社会效益。
  由于输变电工程施工涉及因素多、复杂性极强,其施工质量的控制不同于其他工业生产项目,施工中任何一处细微的失误都有可能对整个工程的施工质量造成不良影响。输变电线路的施工受输变电线路设计方案、施工技术、施工工序、所用材料、现场管理水平、施工人员素质、外部环境等多方面因素的影响,而就现场施工环节来说,强化施工技术的控制是保障工程质量的最为直接有效的方法。输变电施工质量对于电力供电质量、供电安全有着重要的影响,因而强化对输变电施工技术的研究,提升输变电施工质量控制水平有着很强的现实意义。
  Bim技术正是早已运用于建筑业而还没有运用于电力施工建设的成熟技术。
2  Bim 技术特点
Bim 技术在某种程度上我们可以把它看做是建筑行业数字化、信息化过程在进入 21 世纪后出现一个由量变到质变的临界点或者说过渡阶段。
当我们需要一个说法去标记这样一个阶段时,BIM就是众多说法中最为人们熟知,占绝对优势的一种说法。其实 BIM 内涵及外延早已超出了模型范畴,也延伸出了建筑行业、甚至到整个工程行业。从信息应用的本质来说,BIM 应用的目的是把隐含的建筑信息(设计信息、材料信息、厂家价格信息等方面) 显式化。从时代发展的脉络来说,BIM要做的就是把 2D 图纸为基础的设计交付手段转变 3D 的 BIM 模型为基础。
首先,BIM 是一种设计思想,它通过把建筑信息建立在建筑模型之上,从而赋予了建筑以生命,使得我们所创造的建筑本身具有智能的功能。比如,一处更新处处更新的三维设计功能特性、智能碰撞检测以及灵活的材料统计等等,都是在传统的设计模式下无法达到的。
其次,BIM 对项目的全过程管理更有意义。BIM渗透于项目的前期策划、设计、施工和运营管理的整个过程。通过 BIM 可以建立起项目各个不同阶段的无缝连接,使建筑信息能够准确、全面而且有效地传递下去。对于设计阶段则更是如此,在项目的方案或者初设时,我们就会把建筑模型搭建好,并赋予其建筑信息,之后在施工图乃至后期配合阶段,我们将沿用之前的成果,而我们所要做的就只是优化调整、完善项目,以致最优。
再次,可以使设计更快捷有效。由于可以省去在二维设计模式下的一些繁琐的又不可缺少的人工劳务以及避免了重复修改信息等特点,在三维制图的工作模式下,我们可以加快设计效率,加强各个专业间的团队协作,使我们在节约时间和成本的同时创造出更优质的作品。
最后,BIM 可以使设计更加合理。在 BIM 设计模式下,我们会在项目的初期就搭建好建筑模型,这样可以进行更为精确的负荷计算。利用详细的计算数据,我们又可以做出建筑的全年数据分析以及模拟仿真所选设备的运行情况,由此来逼近实际建筑设备使用的真实情况。
通过这样的设计分析模拟过程,我们就能够选择更合理的系统,并不断地对它进行优化处理。
3 Bim 技术在输变电施工领域的应用前景
输变电施工是输变电线路建设的核心所在,是将输变电线路付诸实践的关键环节,由于输变电线路施工具有很强的专业性和复杂性,施工中任何一道工序的质量都影响着将来输变电线路的供电质量,只有强化对每道关键工序的控制,才能确保工程质量。现将Bim技术在输变电线路施工中的关键性技术应用前景分析如下:
3.1基础施工
基础施工对保障输变电线路稳定运行有着重要的作用,在实施施工时,bim技术能够严格遵循相关的要求进行,考虑实际考察地理环境,并结合地理环境的特点,因地制宜实行基础的建设,如掏挖式基础等。由于经过风化侵蚀严重的岩石其具有的抗剪力强,因而利用岩石嵌固基础,这样一来基础工程的能够承受很强的抗拔力,bim技术能在施工建设时要通过岩石采样实验,确定岩石的种类,进而选择施工工艺。对于土质较好的地方,且该地的地下水位位于混凝土基础之下,则可以选择掏挖式基础。在实行掏挖式的基础工程过程,首先进行样坑的掏挖,然后对样坑进行测试,符合要求时候才进行实际的掏挖。人工挖主柱,从而保证孔径大小的合理。如果因为时间因素,需要第二天浇筑,则一定要采取防雨措施。对于基础吃力较深且作用力大地区,可以选择塔灌注桩式基础,在施工过程中要充分分析研究桩与土之间的摩擦力及桩端的承载能力。在进行水下混凝土灌注过程,必须经过实验,来确定混凝土配合比,同时,在灌注过程不能出现中断停止,必须连续性一次灌注完成,如因特殊原因必须中断,则要采取相应的措施,来防止导管堵塞。Bim技术能偶全程监控这些步骤的实施,相比于传统方法更加可靠和高效。
3.2 杆塔建设
杆塔的建设的质量高低对输变电线路施工质量高低起着重要的作用内抱杆分解组立塔过程中,角钢的弯度要低于对应长度的5‰。在没出现裂痕的状况下,通过冷矫正的方式矫正角钢的弯度。Bim技术可实现结合地形因素,因地制宜,丘陵平原地区的杆塔,可以选择预应力混凝土式,而高山等条件不好的地区的杆塔可以选择铁塔式,此外,要对杆塔进行防锈处理,在实行杆塔建设过程,其操作方法和技术要严格遵守安装技术规范。
3.3 架线
架线是输变电施工中的核心环节,其主要步骤为拉力放线施工,紧线施工,导线、地线连接施工、附件安装等。在实行工程架线时选择张力架线。张力架线的原理是利用牵张机来控制导地线的张力。在拉紧线时悬垂绝缘子往往会偏离中垂位置,这种现象产生的原因是观测弧垂的计算忽略了滑车的摩擦力,bim技术能防止这种情况的发生在计算考虑摩擦因素,并对导线弧垂进行适当调整。在进行线路架设时,导、地线的连接好坏直接对输送电的安全可靠的运行产生影响。导线连接地线的方式有三种:机械钳压连接、液压连接、爆破压接。在爆破压连接导地线时,bim技术可以避免金属壳的雷管,以防金属壳爆炸损坏导线、伤害工作人员。在缠绕导爆索过程要避免用力过猛和剧烈震动,从而防止爆炸。在安装隔离开关时,由于用力过猛内部齿轮往往不能不吻合。此外由于隔离开关触点接触不良,往往会出现发热现象,因而需要在动静触动之间添加润滑油。
3.4 高压试验
在输变电正式投入使用前,要先进行输变电高压实验,达到设计要求时才能投入使用。Bim技术输变电实验可以检验变压器是否正常,进行试验时,由于主绝缘变压器不同于纵绝缘,因而采取的试验方式不同,终端电压也就相应不同,为此,可以采用单相感应高压试验方法来代替。
4 结语
输变电线路施工复杂,需要考虑很多的因素,如设计、施工工序、施工技术、地质环境、人员素质和管理、机械设备、操作方法、设备的安装、调试等各个方面。Bim技术能够保证施工人员在施工时严格遵照要求,保障输变电线的施工质量,避免安全故障的发生,因此Bim技术在输变电施工领域具有良好的应用前景。
参考文献
赵昂. BIM 技术在计算机辅助建筑设计中的应用初探 [D]. 重庆: 重庆大学, 2006.
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衣立东, 吕世荣. 750kV 输变电示范工程施工关键技术的研究与应用[J]. 江苏电机工程, 2006, 25(B11): 56-61.
汶根社. 小议输变电工程施工及控制管理[J]. 科技传播, 2010, 6.
  
[正文图表略.]
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