山地風(fēng)電道路BIM二次優(yōu)化施工

張耀斌 潘石杰

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)能減排及四新工藝的推廣，風(fēng)電場裝機(jī)規(guī)模靈活，運行和維護(hù)成本低，基建周期短，可再生，無污染，很快就作為新時代節(jié)能減排的寵兒，將會演變成為接下來新能源建設(shè)的主角。但風(fēng)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(fēng)機(jī)設(shè)備的進(jìn)場，尤其是長度長達(dá)45-60米的風(fēng)機(jī)葉片的運輸，道路的轉(zhuǎn)角的優(yōu)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?shù)某杀尽?/p>

【關(guān)鍵詞】節(jié)能減排，四新工藝，道路優(yōu)化，土方運輸

引言：

施工單位前期準(zhǔn)備安排的工期嚴(yán)密緊湊，前期如果投入過多的時間，其間會導(dǎo)致設(shè)備采購進(jìn)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(shè)備及材料期間的起伏就存在極大風(fēng)險，在這種情況下，就需要聯(lián)系之前的工作經(jīng)驗，采取新的方式，借助BIM科技分析大型風(fēng)電電站道路設(shè)計，希望可以給相關(guān)的人員提供一定的參考。

1大型風(fēng)機(jī)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(qū)高差起伏，坡度度量并不明顯。在研究的過程中，BIM只要導(dǎo)入測量點，導(dǎo)入過程后，還方便查錯。

1.2路線選取，傳統(tǒng)二維山地，要選取合適的路線，沒有直觀展示面，憑經(jīng)驗是很難選取一條長度超過20km廠區(qū)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(biāo)注暗溝，溪流，這樣布置山區(qū)路線。

1.3方量計算，傳統(tǒng)方量計算是通過CAD制作橫縱斷面，導(dǎo)入EXCEL計算公式，過程繁瑣，還會因為導(dǎo)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(diào)整路線，合理安排施工機(jī)械，車輛，人員。過程中規(guī)劃合理，節(jié)省方量。

2 BIM大型風(fēng)機(jī)電站道路設(shè)計分析

2.1 BIM可視化

在山地道路優(yōu)化的過程中，將枯燥的二維圖紙裝換成三維，并將相關(guān)數(shù)據(jù)著色，例如場區(qū)的坡度，高差等，讓現(xiàn)場管理人員對場區(qū)情況一目了然，很大程度減少現(xiàn)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(biāo)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(qū)道路在施工圖紙上顯示過于單調(diào)，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(qū)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(zhuǎn)載機(jī)，挖掘機(jī);還能對松方與填方合理利用。

2.3 BIM信息化

數(shù)據(jù)處理過程中，相比較傳統(tǒng)的計算要結(jié)合CAD和EXCEL，過程中還要查閱造價信息;BIM自帶相關(guān)造價信息，便于施工人員查詢，處理相關(guān)數(shù)據(jù)，無需輔助軟件，迅速便捷，更新施工規(guī)范及圖集，準(zhǔn)確及時。這對處理龐大的場區(qū)風(fēng)電圖，計算山地場區(qū)方量，優(yōu)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(wǎng)的形狀展示，在EPC模式下，測量員在測量過程數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)過程中會產(chǎn)生幾萬個點，難免出錯，出錯的時候，很難發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)場施工管理人員就可以通過生成地形曲面，發(fā)現(xiàn)異常點，糾正測量人員測量數(shù)據(jù)，并要求其重新復(fù)測這一塊數(shù)據(jù);二在PPP模式下，設(shè)計中利用設(shè)計軟件中的三角網(wǎng)柵格補(bǔ)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(biāo)點上無顯示，就無法提高地形圖準(zhǔn)確性。

渲染效果

通過對比發(fā)現(xiàn)，原地形圖，因為等高線龐大，數(shù)據(jù)繁多，要直觀看出地形圖里面存在的問題，進(jìn)而對道路進(jìn)行優(yōu)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(yè)，改善施工人員作業(yè)環(huán)境。

BIM支持導(dǎo)入CAD圖紙，PDF文件以及圖片JPG，提供多元化選擇的同時，導(dǎo)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(chuàng)建初步道路，由于設(shè)計院未提供完整的地形圖，以其中一段路段為例子創(chuàng)建初步道路。已經(jīng)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(shè)置道路裝配，調(diào)整路面坡度，尺寸，路面寬度，及兩邊放坡。

2.5道路優(yōu)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(jù)縱斷面圖生成的地形曲線附近重新繪制我們需要的設(shè)計路線。

僅有縱斷面依舊不直觀，調(diào)整我們通過繪制設(shè)計高程線，調(diào)出相應(yīng)數(shù)據(jù)，設(shè)計值可以調(diào)整前坡度或者后坡度來控制縱坡坡度在18%范圍內(nèi)。

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

結(jié)束語：

目前進(jìn)場道路的優(yōu)化就成了不少項目團(tuán)隊頭疼的問題，傳統(tǒng)方法是通過CAD與EXCEL結(jié)合分段制作橫斷面，操作復(fù)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(xiàn)場收集大量資料，只要前期資料收集出現(xiàn)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(shù)據(jù)。

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（作者單位：中國電建集團(tuán)貴州工程有限公司）