特高压输电线路工程项目管理BIM应用研究

摘 要：我国特高压输电线路工程建设处于高峰期，故加强特高压输电线路工程项目管理尤为重要。目前，BIM技术在工程项目管理领域得到了广泛应用，是行业发展的选择。文章以特高压输电线路工程项目管理为例，以Tekla为BIM建模软件，对项目质量、进度、成本三方面进行了优化，得出结论。

关键词：特高压；输电线路工程；项目管理；BIM

1 概述

因能源分布不均衡，我国要通过特高压输电线路远距离输送电能。2016-2017年为我国特高压建设高峰期，特高压输电线路工程项目管理尤为重要。由于部分企业仍采用企业管理、经验管理来开展输电线路工程项目管理，欠缺高效率的管理体系与方法[1]。BIM技术以项目各项相关信息数据作为模型基础，建立建筑模型，在建筑行I已广泛应用，在电力行业也在逐步发展应用。BIM技术具有协调、可视、模拟、优化功能，利用其在三维模拟、可视化检查、工程量精确计算等优势，能优化特高压输电线路工程项目质量、进度、成本管理，促进经济效益。

2 工程概况

±1100kV吉泉线（宁夏段）提前架线段由5基铁塔组成，线路长度2.004km。基础形式分为直柱板式基础和挖孔基础两种。其中2基塔型为JC27102B，其余3基塔型为ZKC27101B。

3 BIM技术应用

3.1 BIM技术软件

BIM软件是实现BIM管理的基础，目前主流的BIM软件有Revit系列、MicoStation系列、CATIA软件、Rhino软件、Tekla软件等。刘睿等利用Revit软件将变电站工程主体建模分为建筑建模和结构建模[2]，取得良好的应用效果。针对输电线路工程铁塔钢结构特点，用SWOT分析法对BIM建模软件进行分析，选择主要应用于钢结构建模的Tekla软件进行建模。

3.2 BIM技术项目管理

3.2.1 BIM技术应用步骤

输电线路工程项目管理BIM技术应用分为模型建立、数据集成、技术应用三个主要步骤。

（1）模型建立。导入应用国际IFC标准的BIM软件建立的模型，通过数据接口进行交换，一般BIM模型由设计院提供，建立含有关工程所有参数信息的三维模型（图1为JC27102B型塔三维模型）。利用WBS将输电线路工程分解，利用BIM软件编辑逻辑关系，对应工期计划，将3D模型构件与施工进度结构关联，形成4D进度模型。

（2）信息集成。模型建立后，通过信息集成平台对已建立的三维和4D模型进行信息集成，形成多种信息模型，以不同3D和4D项目管理软件来完成信息集成，实现工程信息共享与数据访问。

（3）技术应用。根据项目管理需要和内容，基于现有BIM技术软件和目前BIM技术应用现状，应用在输电线路工程项目质量、进度、成本几个方面的管理，在上述几个方面进行目标优化。

3.2.2 BIM技术应用

（1）质量管理。基于BIM技术的特高压输电线路工程质量管理主要涉及工程前期和工程建设阶段，在三维模型、增加时间维度的4D模型基础上，对各种方案内容进行分析。

a.工程开工场地布置方案模拟。由于BIM技术三维地质建模是一个尚不成熟的领域，三维地质建模平台不完善[3]，本文只进行简单地形模拟。特高压输电线路工程施工平面布置、安全设施、标志、标识牌等布置应达到国网公司统一等效果，三维模拟解决了二维图纸策划的局限性，达到安全文明施工标准化布置。b.施工方案模拟。土建阶段可将BIM模型输入到有限元软件中进行整体、局部稳定性计算，并对施工开挖、超载，降雨引起地下水位上升、土体C、P值下降等多工况进行计算，最大程度确保基坑安全[4]。铁塔组立时，用可视化技术对施工方案、安全措施合理性进行检查。在进行三维模拟时，用Tekla软件工具可视化将铁塔模型部件属性进行自定义，把每个构件的时间参数写入属性里，设置完成后进行模拟，根据模拟安全施工优化了组塔抱杆的选择，确保了方案安全措施的准确性。c.碰撞检查。碰撞检查主要检查初步、施工图设计质量，避免土建、安装过程中可能出现构配件冲突导致无法安装的情况。Tekla软件工具栏中“碰撞校核管理器”选项，通过简单设置对JC27102B、ZKC27101B铁塔模型进行碰撞检查，经检查发现碰撞错误共12处，经过协调设计单位修改图纸，避免铁塔生产错误和安装问题导致窝工。

（2）进度管理。BIM技术对于特高压线路工程进度的管理主要体现在4D信息模型施工模拟上，通过4D模拟施工，优化后得出科学的进度计划，避免靠企业或者项目部经验预估造成的进度误差。

a.进度优化。根据施工经验计划基础混凝土浇制9天，铁塔组立工期42天。加上架线工程，总工期为91天。通过BIM模型，对2个施工段流水作业4D模拟，铁塔组立工期减少为36天，其余工期未变化。模拟优化后提前架线段总工期为85天，比原工期减少6天。b.提高工作效率。设计单位在完成BIM技术建模后，通过三维可视化模型，各有关参建方均可在模型上以第一人称视角进行细部检查，促进了设计交底和施工图会检的开展，避免了设计结构错误影响安装工期。

（3）成本管理。BIM技术通过方案优化减少成本支出、工程量精确计量来实现成本管理。

a.方案优化。通过4D模型模拟，总工期优化了6天，劳务分包施工人员按照300元/天的人工费用计算，施工人员共计80人在6天时间里节约费用14400元。b.工程量精确计算。BIM建立模型后，用造价BIM软件进行造价计算管理，实现了工程量的精确计量。根据定额直柱板式基础混凝土工程量为504.56m3，而BIM模型统计混凝土工程量为510.9m3，误差值为1.26%，其误差值很小，能够实现工程成本精确计量。

4 结束语

根据特高压输电线路工程发展和BIM技术的广泛应用，将BIM技术应用于输电线路工程项目中是有必要的。利用Tekla为输电线路工程进行三维模型建立，通过模型建立、信息集成、技术应用三个步骤，能够对项目质量、进度、成本三大目标管理进行优化，可以作为输电线路工程建模的参考。

参考文献

[1]李艳超.邵府220kV输电线路工程建设项目管理研究[D].北京：华北电力大学，2010.

[2]刘睿.胡晓强，马健.电力建设工程BIM建模[M].北京：中国电力出版社，2015：5-6.

[3]钱睿.基于BIM的三维地质建模[D].北京：中国地质大学（北京），2015.

[4]潘珂.基于BIM技术深基坑工程信息化施工管理平台研究[D].南宁：广西大学，2014.

作者简介：丁伟（1987-），工程师，毕业于华北电力大学，就职于国网宁夏中卫供电公司，从事输电线路工程项目管理工作。