BIM技術在我國兩大污水處理廠中的應用

近年來，隨著我國城市化進程的加速，污水處理廠的建設和運營面臨著越來越高的要求。污水處理廠作為環境保護的重要設施，其效能和效率直接關系到水資源保護和生態平衡的維護?；诖?，國家陸續出臺了一系列政策法規以推動污水處理廠的建設與發展。
1.發布專項政策文件：國家發展改革委、住房城鄉建設部、生態環境部等部門聯合發布了多項政策文件，如《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》等，這些文件明確了污水處理行業的發展方向和目標，提出了具體的政策措施。
2.制定發展規劃：國家制定了《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》等規劃，對污水處理率、水質等級、污泥無害化處置等方面提出了更高的要求，推動了污水處理行業的升級和發展。
3.加強資金支持和稅收優惠：國家加大了對污水處理項目的資金支持力度，將符合條件的項目納入地方政府專項債券支持范圍，并支持符合條件的項目發行不動產投資信托基金、申請綠色信貸或通過綠色債券融資。同時，落實環境保護、節能節水等領域的稅收優惠政策，降低企業運營成本。

此外，由于傳統的污水處理廠建設和運營模式存在諸多不足，如設計繁瑣、施工周期長、運維難度大等問題。為了解決這些問題，BIM技術逐漸在污水處理廠的建設和運營中得到了廣泛應用。BIM技術以其數字化、信息化和智能化的特點，為污水處理廠的設計、施工和運維提供了全新的解決方案。通過BIM技術，可以實現污水處理廠全生命周期的信息化管理，提高建設效率和質量，降低運維成本，促進綠色發展和可持續發展。


BIM在污水處理廠中的應用
BIM在污水處理廠中的應用十分廣泛，主要包括如下：
1.設計階段
在設計階段，BIM技術可以幫助設計師更好地理解污水處理廠的工藝流程和建筑結構，實現精準設計和優化布局。通過BIM模型，設計師可以模擬各種工況和場景，評估不同設計方案的效果，從而選擇最佳方案。此外，BIM技術還可以實現多專業協同設計，避免設計沖突和重復工作，提高設計效率和質量。
2.施工階段
在施工階段，BIM技術可以顯著提高施工效率和質量。通過BIM模型，施工團隊可以直觀地了解施工現場的實際情況，進行精確的施工計劃和資源調配。同時，BIM模型還可以幫助施工團隊進行碰撞檢測和施工模擬，提前發現潛在問題并制定相應的解決方案。此外，BIM技術還可以實現施工過程的可視化管理，提高施工安全性和可控性。
3.運維階段
在運維階段，BIM技術可以提供全面的信息管理支持。通過BIM模型，運維團隊可以實時掌握污水處理廠的運行狀態和設備信息，實現遠程監控和智能控制。此外，BIM技術還可以幫助運維團隊進行故障預測和維修計劃制定，提高運維效率和設備可靠性。通過BIM技術的應用，可以顯著降低運維成本，提高污水處理廠的運行效率和出水水質。


BIM在污水處理廠中的應用效益
通過BIM在污水處理廠中的應用，能產生如下效益：
1.經濟效益
通過BIM技術的應用，可以減少設計變更，提高現場施工勞動率和鋼筋使用率，從而節約工程成本。同時，BIM技術還可以實現精確的工程量提取和成本分析，為經濟成本分析提供數據支持，幫助決策者及時做出正確抉擇和方案。
2.社會效益
BIM技術在污水處理廠中的應用，可以提高污水處理效率和質量，減少水體污染，保護水資源。同時，BIM技術還可以促進資源的循環利用，如污泥的穩定化和無害化處理后可作為土壤改良劑或能源回收，從而實現可持續發展。
3.環境效益
BIM技術可以對污水處理廠的能源消耗、資源利用和環境影響進行全面評估和優化，從而降低能耗和碳排放，提高水資源的利用效率和回收率，減少對環境的影響。


案例1北湖污水處理廠
北湖污水處理廠位于武漢化工新區騰飛大道與八吉府路交匯處東側，主要服務沙湖、二郎廟、落步咀及白玉山，污水系統約130.35平方公里，服務群眾達248萬。近期建設計劃日處理污水80萬噸，遠期達150萬噸，尾水水質按國家一級A標準執行，為目前國內一次性建成規模最大的污水處理廠工程。

項目動畫
BIM應用詳情
1.三維場地設計
施工現場布置基于BIM技術，設計建立了良好的項目駐地，輔助設計塔吊、鋼筋加工棚、VR體驗館等，優化了施工場地的布置。
2.智慧工地
基于BIM模型，設計了場地的遠程視頻辦公室、電子沙盤、門禁箱等模型，融合物聯網，建設智慧工地。

3.建模標準
進行BIM模型設計，建立BIM建模標準，確保BIM模型能夠在施工過程中，應用于現場的施工管理及溝通交流等。

4.專業族庫設計
基于歐特克公司的Revit軟件，進行二次開發，建立起BIM構件庫云服務管理平臺，解決技術人員建模難、應用難的問題。

5.無人機傾斜攝影技術
通過無人機傾斜攝影測量技術，采集外業數據，全方位的展示施工形象，應用于數據采集、土石方量的計算、三維場地的設計等。
6.VR技術應用
項目現場引進VR技術，讓體驗者對施工結構有直觀感受，讓生產人員身臨其境地熟悉結構，加強對施工結構的理解，提高安全施工意識。

7.全景技術應用
基于靜態圖像的虛擬現實技術，形成整個施工區域的360度全景影像，使用者能用鼠標或手機觸屏控制環視的方向，進入施工虛擬現實的體驗。

8.協同管理平臺
基于廣聯達BIM5D平臺的應用，云端模式協同，移動端共享信息，實現了多方協同與移動辦公，為項目的進度、成本管控、物料管理等提供數據支撐，協助技術管理人員及施工管理人員，有效決策和精細化的管理。

9.施工圖的深化設計
采用BIM技術，形象展示結構，直觀發現結構錯誤，依托廣聯達BIM5D，進行施工流水段劃分，更精細的優化設計施工圖。

10.土建建模技術應用
基于設計施工圖，建立了污水處理廠工程的BIM模型，直觀展示復雜的單體結構，便于形象認知施工圖，以及輔助施工方案的設計。

11.鋼筋建模技術應用
利用Bentley的鋼筋建模軟件，進行鋼筋建模，能夠導出鋼筋模型，詳細大樣圖及尺寸，提高鋼筋算量效率。資料導入廣聯達BIM5D移動端，便于參照鋼筋大樣圖，對施工隊伍加工半成品鋼筋進行查詢。

12.基于模型的結構驗算
基于BIM技術的IFC標準接口，將建好模型的鋼筋加工棚、觀光平臺、大模板支架技術等BIM模型導入邁達斯計算軟件中，對結構進行驗算，確保了施工安全。

13.機電建模技術應用
廠區管網錯綜復雜，管線多達10余類，利用BIM進行機電建模，及時檢查出管線問題，并通過正確標高及坐標，精確施工，節省材料，減少返工。

案例2.廣州瀝滘污水處理廠
中鐵上海工程局集團市政環保工程有限公司承建的瀝滘污水處理廠三期工程、瀝滘污水廠提標改造設計—采購—施工總承包（EPC）項目，位于廣州市海珠區小洲村，是廣州市三年水治理重點民生工程之一。服務整個海珠區及部分黃埔區、番禺區共計115.5平方公里區域。
本項目包括三期新建日處理25萬立方米規模的全地埋式擴建污水廠工程，及日處理50萬立方米的一二期提標改造工程。為優質高效地完成建設任務，我公司以智慧建造為核心，基于BIM技術開展了一系列綜合應用，取得了良好的應用效果，為項目爭創國家級優質工程打下了堅實的技術基礎。

項目動畫
BIM應用詳情
1.BIM技術建模標準
根據《建筑信息模型應用標準》、《中鐵上海工程局集團有限公司企業BIM模型建立標準》等文件確保模型創建的準確性。建立了項目的BIM模型標準，技術人員遵循統一標準對建筑、結構、機電等專業進行模型設計。

2.智慧工地平臺應用
項目結合BIM技術與智慧工地平臺，達到“1+1>2”效果，為項目節省大量成本及工期。項目引進智能鋼筋加工平臺，通過鋼筋建模，自動配料等操作減少500余噸鋼筋損耗，直接節省成本約200萬元。通過三維場地布置及模型演示，優化塔吊及噴淋系統設置、門禁系統、智能芯片安全帽及工地寶等硬件設施布置，將數據傳入平臺進行共享分析，給項目管理者提供科學的現場管理和決策依據。根據現場視頻監控抓拍，同步上傳數據分析平臺，與對應BIM數據進行對比，有效控制現場物資驗收，依據BIM模型匯總量編排總進度計劃，參與現場實際情況與各周進度計劃前鋒線進行對比，及時做出決策調整。
3.專業族庫設計
基于Revit軟件，進行二次開發，建立起BIM構件庫云服務管理平臺，分專業工程收錄了企業員工設計的構件族，解決現場技術人員建模難、應用難的問題，體現平臺技術價值。

4.無人機傾斜攝影技術
廣州瀝滘污水處理廠占地面積約為53200㎡，土方開挖量達120萬立方米，回填量30萬立方米，開挖及回填方量巨大。
通過無人機傾斜攝影測量技術采集外業數據，高效快速獲取施工范圍的地形空間數據信息，1:1測量實際土方高程差，計算土方量。

5.VR技術應用
項目引進vr技術，結合BIM實體模型與VR眼鏡實現了動態漫游，讓體驗者對施工結構有直觀的感受。通過體驗高空墜落、腳手架坍塌等加強施工結構印象和提高了安全施工意識。

6.三維場地設計
施工道路不唯一、不固定，管線密集，深基坑群塔布置困難，設計存在大量碰撞等問題需要調整，進行三維模型設計，達到合理布設。
7.施工圖的深化設計
本工程多工區多專業并行施工，采用BIM技術直觀發現施工碰撞，項目經過幾次聯系設計單位與業主進行溝通，通過基于模型的圖紙會審，完成數個重大圖紙變更。
8.施工方案優化
依托于模型三維設計，進行方案設計及優化。解決了初設圖紙中三期基坑西側首道錨索與DN2500mm頂管鋼管的調整、三期基坑西北角陽角段錨索調整、鼓風機房PHC400mm管樁與三期基坑南側錨索調整、土方開挖方案最優化調整、一二期DN2500鋼管爬升段多彎頭空間非常規旋轉角度連接方案確定等系列問題，為項目節約大量成本及縮短工期。
9.BIM環境下的全景技術
依據BIM模型，進行三維全景建設，能夠輕松直觀地了解裝飾裝修等設計意圖。
10.基于模型的結構驗算
基于BIM技術的IFC標準接口，將建好模型導入邁達斯計算軟件中，對拱肋安裝進行驗算，確保了結構施工安全，其中自主設計不銹鋼V型槽已申請專利。
11.碰撞檢查
依托navis works進行檢查碰撞，發現機電與機電硬碰撞、機電與結構碰撞、結構與結構碰撞共計100余處。提前發生碰撞，施工過程中提前設計方案，管道提前繞行，避免返工及材料浪費。

12.三維技術交底
依托三維模型，進行模型交底及下發三維交底書，生產人員清楚掌握結構鋼筋的布設情況，避免錯誤施工情況的發生，有效的縮短施工工期和避免材料浪費。

13.工程量提取及成本分析
通用Revit軟件標準建模，與工程算量軟件數據關聯，基于BIM5D達到任意提取工程量，便于快速準確提供對內、對外計量數據，在經濟成本分析上能夠及時做出正確抉擇和方案。
14.施工進度計劃
基于BIM5D的項目管理平臺，優化施工進度計劃。根據每一個工種的實際功效，導出完成進度計劃所需要的人力物力資源，做到合理指導現場施工，節約項目成本。