BIM技术在输油管道水工保护全寿命周期的应用

BIM技术在输油管道水工保护全寿命周期的应用

郭世杰 ,秦敬然 ,裴秀霞

日照港港达管道输油有限公司

摘要：BIM技术是依据工业标准，在全寿命周期内，集成工程项目相关的数据信息模型。该技术可降低项目风险，加强信息共享能力，促进多专业协调工作，提升应急反应速度与综合效益。将该技术应用到输油管道项目内，可提升输油管道全寿命周期的管理效果。为此，设计基于BIM技术的输油管道全寿命周期管理平台。

关键词：输油管道;水工保护;BIM技术;全寿命周期

引言

BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling)概念最早是由美国的Chuck Eastman博士提出，借指利用3D技术，运用数字信息构建建筑物，使建筑物实体及功能特性数字化，将输油管道在全生命周期内的所有信息集成，最大限度地实现数据资源共享，加强协同管理，提高决策的最优化和项目生产效率。

1BIM技术概述

建筑信息模型即BIM，通过把输油管道管理的数据进行整理，导入到一个视觉模型当中，能够直观、清晰地看到管道施工的整个过程，完成项目进度计划、安全管理等工作。通过应用BIM技术，将建筑工程中单一的信息进行实时共享，极大提高了施工的质量和效率，在管道安全全寿命周期安全管理当中有着重要的应用。BIM技术的特点主要包括：可视化模拟、数据关联、可延展性、实时共享等等。

2BIM技术优势

（1）可视化，BIM技术在实际应用期间可以将物理特性、几何特性、功能特性等全面凸显出来，并在此前提条件下构建出一系列清晰直观的数字模型，为各部门施工人员体现出项目施工、设计等多个阶段的信息数据，进而构建出相应的可视化模型。（2）协调性，因为建筑工程在实际作业阶段中往往会涉及到诸多工作人员和部门单位，主要涵盖了设计单位、业主、施工单位、监理单位等等，然而在此情况下实现各个利益主体的高效沟通工作是十分困难的。（3）虚拟化，在输油管道设计期间，BIM技术可以结合实际情况自主开展节能、热传导和能量消耗的仿真模拟。项目工程施工环节中，BIM技术在实际应用状态下可以模拟施工具体流程，并在根本上加强3D、4D和5D技术的应用水准。然而将该技术融入运营管理期间可以有效模拟地震疏散和火灾事故疏散等场景。

3 BIM技术在输油管道水工保护全寿命周期的应用

3.1 BIM在管道设计阶段安全管理中的应用

建立三维BIM模型，能够更加直观的了解到工程开展的实际情况，及时的调整与优化项目设计方案，从而实现在建筑、排水、电气等方面模型的建立和优化设计。通过检查图纸和模型当中的缺陷，可以在设计的过程中发现参数等错误信息，及时的进行改正，从而提高设计的质量和效率。另外，BIM技术在防止建筑碰撞问题、提供底层支持、优化土建结构、性能优化分析等方面也有着重要的应用，极大的提升了建筑全生命周期安全管理工作的质量。

3. 2 BIM技术在施工中的应用

在正式开始项目施工前，都会有一个施工交底的过程，就是由施工单位技术人员向施工作业班组人员进行交底，即明确施工内容以及施工工序，从而保证施工质量和施工效率。但是在传统的管道施工管理方式下，施工技术交底的质量受到双方的描述和接受能力限制，如果双方沟通质量不佳就会影响到技术交底的效果。然而基于BIM的三维立体模型和施工动态模拟可以更好地指导施工人员开展工作，保证项目过程顺利实施，避免因交底不清造成的返工。另外在日常施工过程中，由于测量的误差或现场实际情况的变化，会出现设计变更，而如果频繁变更，会造成施工进度延误，对施工工期和施工成本产生极大的影响，通过BIM技术呈现的建筑模型，可以提高设计的精确性，降低设计误差。即使出现变更，也可以通过建筑模型实现更为理想的变更方式，使变更内容能够深入人心，减少变更过程中因施工单位理解能力的高低产生相应的偏差。

3.3运维阶段

运维阶段同样是输油管道全寿命周期的重要组成环节，管理人员可由基于BIM技术及RFID标签展开系统化管理，实时收集监控各种设备管线的运行情况，避免出现电梯、阀门设备超限运营问题、故障定位困难问题等，保障输油管道运营效率的提升。此外建筑需要改建、拆除时，同样可以基于BIM平台及RFID标签展开管理，避免违规拆除造成的承重体受损，同时提升构件回收评估准确性，减少能源的消耗支出，为输油管道的可持续发展保驾护航。

3.4基于BIM的管道安全管理模型框架的设计

管道安全管理模型的设计主要是依据风险识别方法，从而给管道安全管理工作提供安全管理对策。BIM系统模拟软件一般是以CAD软件为基础，并且在二维模型的基础上把建筑数据导入到软件当中，构建一个信息化平台，并且将模型转变为三维，这样就能够直观地判断出风险源存在的具体位置。以斯维尔软件为例，管道安全管理模型把数据层的信息输入到斯维尔软件里面，产生三维模型，在实际操作的过程中，可以同时开展两个过程，从而得到所建立的模型，分析其安全性

3.5深化设计与碰撞检测应用

在深化设计方面，基于BIM技术的施工图最后成果可能再三维信息模型与图纸之间进行选择，或者是两者相互结合。与传统的深化设计相比，基于BIM的施工图深化设计能够将二维的图纸转换为三维建筑模型，并对图纸进行优化、校队等，最后得到各专业的详细图纸以满足施工作业的要求。在深化设计的过程中，BIM建筑模型与图纸的质量对输油管道施工作业的正常开展具有非常大的影响，直接影响着施工质量和进度控制。在碰撞检测方面，BIM技术能够将涉及到的所有专业模型进行集成，实现各专业之间的碰撞检测，并将检测结果及时反馈给工作人员，以便对图纸进行修改和完善。同时，三维建筑模型碰撞检测能够快速找出在图纸中无法发现的问题，如空间问题等，达到优化图纸设计的目的。

4 BIM技术在未来管道建设中的应用

目前，国家在大力提倡科技创新，使用新技术，石油行业应该抓紧机会，加入新技术，尤其是在较难的成品油管道施工中，运用BIM新技术，不仅可以针对管道施工中的难点进行简化解决，而且可以有效地提高施工过程的质量与效率，节约成本。管道施工较日常的房屋管道施工相比，地理环境更加复杂多变，施工难度更大。目前成品油输油管道敷设的地区大多经过山地、峡谷、河流、平原等地区，管道公里数长且跨度大，在前期设计过程中路由的选择极为重要，通过BIM技术，可以结合地勘数据建立起最适合管道敷设的最佳走向，也可以对管道施工进行动态模拟，及时调整施工中存在的困难，同时支持不同工程专业信息技术相互进行碰撞，施工人员甚至可以随时根据现场进度变化情况完善后期施工进度变更规划，有利于有效减少后期施工出现进度变更错误现象

结束语

本文基于我国输油管道施工质量控制现状及BIM技术发展趋势，提出了基于BIM技术的输油管道施工质量全过程控制体系，系统的阐述了BIM技术在输油管道施工质量控制中的应用方法，构建了基于BIM技术的输油管道施工质量控制体系的框架和流程，将BIM技术与ＰＤＣＡ循环法进行了结合，提高了施工质量控制效率，这为输油管道施工质量控制提供了新的思路和方法，有效的保障了输油管道施工质量。

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