山地风电道路BIM二次优化施工

张耀斌 潘石杰

【摘 要】随着社会经济的发展，节能减排及四新工艺的推广，风电场装机规模灵活，运行和维护成本低，基建周期短，可再生，无污染，很快就作为新时代节能减排的宠儿，将会演变成为接下来新能源建设的主角。但风电场大多地处山地，山地存在起伏很大，坡度陡峻，沟谷深幽，要满足风机设备的进场，尤其是长度长达45-60米的风机叶片的运输，道路的转角的优化以及纵坡坡度的控制就显得尤为重要，直接影响地表清理的面积及土方的开挖回填及土方运输的成本。

【关键词】节能减排，四新工艺，道路优化，土方运输

引言：

施工单位前期准备安排的工期严密紧凑，前期如果投入过多的时间，其间会导致设备采购进度延迟，甚至压缩中期安装的速度。在签订固定总价合同后，设备及材料期间的起伏就存在极大风险，在这种情况下，就需要联系之前的工作经验，采取新的方式，借助BIM科技分析大型风电电站道路设计，希望可以给相关的人员提供一定的参考。

1大型风机电站山地修建道路存在的问题

1.1地形图庞大，提取信息困难，山区高差起伏，坡度度量并不明显。在研究的过程中，BIM只要导入测量点，导入过程后，还方便查错。

1.2路线选取，传统二维山地，要选取合适的路线，没有直观展示面，凭经验是很难选取一条长度超过20km厂区道路，过程中要避开或处理暗沟，低洼，溪流，高坡等，施工管理人员更是头疼。BIM通过色彩渲染，低洼，高坡，直观明了;甚至方便标注暗沟，溪流，这样布置山区路线。

1.3方量计算，传统方量计算是通过CAD制作横纵断面，导入EXCEL计算公式，过程繁琐，还会因为导入过程比例不对，工程量计算偏差失误大。施工管理人员通过制作道路模型，利用BIM自动生成横纵断面，调整路线，合理安排施工机械，车辆，人员。过程中规划合理，节省方量。

2 BIM大型风机电站道路设计分析

2.1 BIM可视化

在山地道路优化的过程中，将枯燥的二维图纸装换成三维，并将相关数据着色，例如场区的坡度，高差等，让现场管理人员对场区情况一目了然，很大程度减少现场施工人员勘查过程中时间，过程中避免少走弯路，同时高差大，坡度陡地方标注十分明显，也保障施工人员勘查过程中安全。

2.2 BIM仿真模拟

场区道路在施工图纸上显示过于单调，施工人员获取信息十分困难，需要配合各种文件资料查阅。通过制作道路的配件图，将一个个属于公路属性组合，例如路基，边坡，路面，连接边坡与路面边沟，辅助边沟的截水沟，防止碎石最后的碎落台，场区道路由一张施工白纸，从白纸上跃起变得栩栩如生。半挖半填，全挖，全填的情况一目了然，这样便于过程合理布置运输土方车辆，转载机，挖掘机;还能对松方与填方合理利用。

2.3 BIM信息化

数据处理过程中，相比较传统的计算要结合CAD和EXCEL，过程中还要查阅造价信息;BIM自带相关造价信息，便于施工人员查询，处理相关数据，无需辅助软件，迅速便捷，更新施工规范及图集，准确及时。这对处理庞大的场区风电图，计算山地场区方量，优化道路路径，降低难度，缩短工期，造成良好的社会效益。

2.4地形分析

将地形图通过栅格三角网的形状展示，在EPC模式下，测量员在测量过程数据处理数据过程中会产生几万个点，难免出错，出错的时候，很难发现。现场施工管理人员就可以通过生成地形曲面，发现异常点，纠正测量人员测量数据，并要求其重新复测这一块数据;二在PPP模式下，設计中利用设计软件中的三角网栅格补齐地形图，再用文字修改功能修改高程，并未采取真实有效的高程点，坐标点上无显示，就无法提高地形图准确性。

渲染效果

通过对比发现，原地形图，因为等高线庞大，数据繁多，要直观看出地形图里面存在的问题，进而对道路进行优化是非常困难的，采用BIM建模渲染过后，一是不难找出地形图的存在问题的点，二是通过渲染，不难分析整个地形图的高程及坡度，简洁明了，可以避开深沟及高程偏差较大的地界。减少二次测量作业，改善施工人员作业环境。

BIM支持导入CAD图纸，PDF文件以及图片JPG，提供多元化选择的同时，导入地形图及道路中心线就方便许多，通过绘制道路中心线及创建初步道路，由于设计院未提供完整的地形图，以其中一段路段为例子创建初步道路。已经安装好道路装配，绘制好要素性，生成二维坡度的道路，所以看着比较繁琐，但方便后期做图。过程中，参考图集93J007-1设置道路装配，调整路面坡度，尺寸，路面宽度，及两边放坡。

2.5道路优化

由于生成的道路中心线是由原始地面提供高程而生成的，过程中并不满足四级道路要求，我们需要根据纵断面图生成的地形曲线附近重新绘制我们需要的设计路线。

仅有纵断面依旧不直观，调整我们通过绘制设计高程线，调出相应数据，设计值可以调整前坡度或者后坡度来控制纵坡坡度在18%范围内。

根据道路的桩号范围自动绘制道路采样线，对于比较复杂又或者道路等级比较高的道路可以适当选择加密，通过横断面，控制每一段道路挖填方。

结束语：

目前进场道路的优化就成了不少项目团队头疼的问题，传统方法是通过CAD与EXCEL结合分段制作横断面，操作复杂，过程需要投入大量精力和时间，横断面制作完成后，还需要通过南方CASS制作纵断面，如此换算繁琐，而且还需要现场收集大量资料，只要前期资料收集出现一丁点差错，前期投入大量人力物力就得卷土重来，重新查错整改就需要翻阅大量数据。

参考文献：

[1]孙振武;应用BIM技术的风力发电工程建设研究[J];科技创新导报;2018年26期

[2]乔慧婷;浅谈BIM技术在电力工程造价中的应用[J];低碳世界;2016年32期

[3]陈铭;BIM技术在水电站厂房设计中的应用探讨[J];黑龙江水利科技;2017年06期

[4]王丽霞;BIM技术在牵引变电所设计中的应用研究[J];铁路技术创新;2015年06期

[5]籍斌;谢航;李妙;BIM技术在电力工程造价中的应用[J];低碳世界;2016年27期

（作者单位：中国电建集团贵州工程有限公司）