涇河?xùn)|莊水利樞紐工程地質(zhì)BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李清波，戴其祥，王泉偉，劉振紅，齊菊梅，杜朋召，劉建磊，侯清波，裴麗娜，劉 灝

（水利水電工程BIM單項(xiàng)應(yīng)用獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)單位為黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司）

工程效果圖

涇河?xùn)|莊水利樞紐工程位于陜西省禮泉縣與淳化縣交界的涇河下游峽谷段，控制流域面積4.32萬km2，占涇河流域面積的95.1%，設(shè)計(jì)總庫容32.76億m3，設(shè)計(jì)混凝土拱壩壩高230m，是一座以防洪減淤為主的大型水利樞紐工程。工程壩址區(qū)兩岸基巖裸露、山勢陡峻、節(jié)理裂隙發(fā)育、風(fēng)化卸荷顯著、巖溶問題突出，地質(zhì)條件復(fù)雜。巖溶滲漏、建基面巖體選擇、壩肩抗滑穩(wěn)定是制約工程立項(xiàng)與建設(shè)的關(guān)鍵地質(zhì)問題。

BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用

為破解地質(zhì)BIM應(yīng)用技術(shù)難題，黃河設(shè)計(jì)院提出了工程地質(zhì)BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用一體化解決方案，研發(fā)了工程勘察數(shù)字采集系統(tǒng)、地質(zhì)信息綜合管理平臺(tái)、勘察數(shù)據(jù)與建模及計(jì)算平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)了勘察數(shù)字化采集、數(shù)據(jù)一體化管理、模型快速構(gòu)建與動(dòng)態(tài)調(diào)整、專業(yè)數(shù)據(jù)相通和模型共享。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的三維地質(zhì)正向設(shè)計(jì)，構(gòu)建了東莊多階段、全要素的地質(zhì)BIM模型。

地質(zhì)BIM模型

BIM成果服務(wù)智慧工程

地質(zhì)BIM模型直觀展示了2.7km碳酸鹽巖庫段的巖溶分區(qū)和地表溶洞發(fā)育特征，揭示了地下水水位空間分布與地下水滲流規(guī)律，為庫壩區(qū)防滲提供了科學(xué)依據(jù)；同時(shí)，綜合波速、RQD和巖體強(qiáng)度數(shù)據(jù)，構(gòu)建了壩基巖體分級(jí)屬性模型，確定了壩基各部位的巖體質(zhì)量，并通過模型共享計(jì)算了邊坡三維穩(wěn)定性，為工程設(shè)計(jì)提供了合理建議。

地質(zhì)BIM模型通過與設(shè)計(jì)模型順利裝配，系統(tǒng)指導(dǎo)了壩線比選、導(dǎo)流洞布置等工作，同時(shí)通過輕量化處理和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，各參建單位可在移動(dòng)端通過瀏覽器順利訪問。地質(zhì)BIM成果作為智慧東莊的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和重要組成，通過數(shù)字化交付，將持續(xù)服務(wù)于工程全生命周期。

創(chuàng)新與效益

涇河?xùn)|莊水利樞紐工程地質(zhì)BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用，集成攝影測量、移動(dòng)采集、無人機(jī)、云平臺(tái)、GIS+BIM等眾多前沿技術(shù)，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了勘察全專業(yè)數(shù)字化采集、全過程數(shù)據(jù)一體化管理、全階段模型動(dòng)態(tài)更新和多平臺(tái)數(shù)據(jù)共享。相關(guān)成果先后獲得國家發(fā)明專利、軟件著作權(quán)近20項(xiàng)，工程勘察數(shù)字采集系統(tǒng)經(jīng)鐘登華院士等專家組鑒定，一致認(rèn)為達(dá)到國際先進(jìn)水平，獲得全國優(yōu)秀水利水電工程勘測設(shè)計(jì)金質(zhì)獎(jiǎng)。

涇河?xùn)|莊水利樞紐工程地質(zhì)BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為工程順利立項(xiàng)和快速推進(jìn)提供了重要技術(shù)支撐，研究成果已納入相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已廣泛應(yīng)用于公司30多個(gè)大中型項(xiàng)目生產(chǎn)之中，有力促進(jìn)了地質(zhì)BIM技術(shù)應(yīng)用水平。