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【关注】玉龙喀什水利枢纽:数字孪生 “智”造世界高坝

2023-06-07 18:22
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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进入6月,昆仑山上的冰川加速化作奔流的水,从千沟万壑中汇集到玉龙喀什河中,其与喀拉喀什河汇聚而成的和田河,由南向北贯穿塔克拉玛干沙漠,浇灌了沿线的绿洲,所到之处满是生机与希望。

◆玉龙喀什河地理位置(此图朝南)

历史上的玉龙喀什河,孕育了温润细腻的和田玉。如今,一座数字孪生的的智慧大坝——中国能建葛洲坝集团投资建设的玉龙喀什水利枢纽正在火热建设中。

◆玉龙喀什水利枢纽效果图

在未来,这座应用多项智能数字化技术建造的水利枢纽,将为新疆经济社会高质量滋养出更多动力。

数字技术应用 赋能项目履约

“高峡出平湖”从来都不是一件容易的事,要在昆仑山北坡建起一座高达233.5米的混凝土面板堆石坝更是如此。

◆玉龙喀什水利枢纽原始地貌

玉龙喀什水利枢纽位于喀什塔什乡,大坝建设地震设防烈度高、填筑标准高、筑坝周期长,再加之施工区窄河床、高海拔、大温差、多沙尘天气等恶劣环境,给大坝填筑带来了巨大挑战。

“在如此恶劣的施工条件下,建设200米级高坝,目前国内外均无成熟、可借鉴经验。”玉龙喀什项目公司总工崔安哲介绍,“为克服不利条件,我们争当‘数字能建、智慧能建’探路先锋,牵头设计单位和科研机构,集成数字孪生、VR施工仿真及专项科研,将多项智能数字化技术运用到了大坝之上。”

◆工程数字化门户

打开玉龙喀什水利枢纽工程数字化门户,合同管理、进度管理、质量管理、水情预报、智能碾压等板块“一张图”清晰明了。据崔安哲介绍,这是玉龙喀什项目公司打造的集BIM设计交底、智能建造应用、建管要素控制等于一体的水利工程建设期全信息、全链路数字孪生管理平台,通过该平台,实现了BIM、VR、物联网等数字化技术赋能与项目履约的深度融合。

三维正向协同 提升设计质效

设计工作作为工程建设项目全过程生命周期的重要组成部分,是科学技术转化为生产力的纽带和处理技术与经济关系的关键性环节。

在玉龙喀什水利枢纽工程的设计上,有两大难题,一是场地狭窄、边坡高陡、沟梁相间的恶劣地形地貌条件,二是传统协作模式中不同专业之间大规模协同与交叉工作的协调问题。

◆工程数据底板

为此,玉龙喀什水利枢纽工程全流程应用三维正向协同设计。以“先建模后出图”的正向设计形式,保证模型和图纸的一致性;以全专业协同设计,有效减少专业间信息沟通障碍,同时解决空间上建筑物、设施设备布置和协同工作问题;将传统CAD与CAE有机融合,构建三维有限元应力应变及渗漏分析模型,为工程打造多维度数理模拟的数据底板,提高设计工作完成度和模型信息的精细度,全方位提升设计质效。

◆大坝高精度BIM示意

“对设计师而言,三维正向协同设计可以极大的提高各专业之间的协同效率,避免各个专业之间的碰撞问题,对于局部复杂区域的设计,也可以通过三维的形式使之一目了然。”长江设计集团玉龙喀什项目现场负责人徐文林介绍,通过三维正向协同设计,有效优化了该项目泄水建筑物、趾板、高趾墩等结构物布置及工程设计,减少了设计“错、漏、碰、缺”等问题。

数字门户平台 提升管理水平

在公司2021年项目管理工作会上,公司党委书记、董事长宋领指出,要推动项目由传统管理、经验管理向科学管理、数字化管理转变。

◆三维有限元数理模型

身处项目管理能力提升第一线,玉龙喀什项目公司结合BIM、GIS、VR等技术,构建了“GIS三维地图+BIM工程模型”的数字孪生场景,以“模型+监控”虚实结合的方式,将工程实体映射到数字化的三维可视化空间,实现了建管业务及信息交互从“纸面”到“数字化”、从“二维”到“三维”的提升。

◆培训班合照

“从原有的‘人找人’转变成为‘信息找人’,这个管理平台就像是人的大脑,视频监控系统、质量管理系统、安全管理系统等子板块就相当于人的五官,它们完整构成了一个参建各方信息共享、协同、交互的统一业务工作平台。”4月底,全疆水利系统60余人在玉龙喀什水利枢纽工程现场参加培训学习,培训中,玉龙喀什工程数字化门户受到业内人士一致点赞。

玉龙喀什项目公司董事长杨俊成介绍,该平台以“全生命周期管理、全方位风险预判、全要素智能调控”为目标,实现了智能控制工程进度和投资,并识别偏差要因,预判及消除质量隐患,全面促进安全生产。

智能建造应用 优化施工组织

玉龙喀什项目工程建设战线长,每年有效施工时间较短,对进度把控要求高。同时受地形影响,各作业面和道路在不同高程上多级层叠,施工组织要求高。

◆穿透式VR仿真

但截至目前,玉龙喀什水利枢纽工程已完成场内交通工程建设、完成坝肩开挖设计的70%,正在进行趾板及大坝下游河床开挖施工,工程建设即将由大开挖转序为大坝填筑施工。工程建设的按时序稳步推进,也离不开数字化、智能化的赋能。

◆BIM+智慧碾压示意

4月10日,玉龙喀什水利枢纽工程项目下游围堰防渗墙全线浇筑完成,实现了在6月至10月汛期来临前完工的目标,为后期基坑开挖提供了有力保障。玉龙喀什项目土建Ⅰ标项目部项目经理李维表示,以空、天、地、内一体化多维度的监测体系和现场视频监控等手段,构建工程全景监控模型,可优化施工组织、精细编排进度计划、科学配置施工资源,有助于在施工中实时掌握工程安全、质量状态及施工进展。

◆智慧碾压监控

“目前,我们正在全面推进智慧碾压生产性试验,VR施工仿真及‘地基雷达+图像识别’智慧碾压,能在有效保障大坝填筑质量的同时,提高至少20%的施工工效。”李维介绍,智慧碾压基于融合北斗、GPS、GLONASS的三星联合解算技术,将BIM与碾压监控结合,实现碾压遍数、轨迹、沉降及振动频率等碾压参数的实时监控,并提供动态引导的数字驾驶舱环境,以“地基雷达+图像识别”数字技术对碾压区域快速检测,为碾压填筑质量提供可视化依据,便于碾压过程的主动纠偏,保障大坝碾压填筑质量。

玉龙喀什水利枢纽工程

以三维设计为切入

以数据底板为依托

以智慧化施工技术为应用

集关键数据汇集、统计、分析为一体

实现全信息、全链路数字孪生仿真

“宏观”和“微观”结合

打造的“智”造高坝模式

为大坝设计、建管、施工奠定了坚实基础

原标题:《【关注】玉龙喀什水利枢纽:数字孪生 “智”造世界高坝》

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