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2021市優 | 三河市城區污水處理廠及配套管網工程(BIM設計一等獎)
來源:北京工程勘察設計協會       發布時間:2023-05-11




BIM單項獎



“北京市優秀工程勘察設計獎”是由北京工程勘察設計協會主辦,北京市規劃和自然資源委員會指導的北京市勘察設計行業最高獎項,分為綜合獎、專項獎、單項獎三個類別。本屆獎項評選從2021年4月27日申報開始至7月30日初審結束,評審專家組嚴格按照“北京市優秀工程勘察設計獎”評審要求,對申報項目進行認真篩選和綜合評價,經北京工程勘察設計協會審定,最終評選出綜合獎519項,專項獎262項,單項獎123項。其中,建筑信息模型(BIM)設計單項獎一等獎6項,二等獎10項,三等獎12項,現對一等獎獲獎項目成果進行展示如下:

三河市城區污水處理廠
及配套管網工程



- 01 -
項目概況


三河市城區污水處理廠設計規模5萬噸/日,污水處理采用了具有除磷脫氮功能的A2/O+A生物處理+MBR膜工藝,出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(DB11/890-2012)B 標準。該污水處理廠是河北省三河市的重點基礎設施建設工程,收納三河市城區的生活污水及部分初期雨水,提高了三河市污水收集處理能力,解決了雨污混接、錯接,污水散排、偷排問題,提高了污水處理廠出水水質,解決了三河市泃河國考斷面水質不達標問題。


項目采用全過程BIM設計,BIM模型從設計、施工到運維無縫傳遞,實現模型傳遞及時性、一致性,應用BIM技術對設計質量、周期,施工進度、資源、成本、質量、安全、場合進行全過程把控。


▲ 鳥瞰圖


▲ 核心水處理工藝照片

▲ 核心水處理工藝局部效果圖



- 02 -
設計難點

項目周期短


本工程設計、采購、施工、試運行周期僅為12個月,且在北方地區,受到季節等條件限制,時間緊、任務重。


設計標準高


本工程出水滿足準Ⅳ類標準要求,此外,甲方對節能設計、景觀設計、海綿設計、建筑設計等提出高標準要求。


洪水位制約


污水廠防洪水位為15.54m,現況地面高程為12.3-13.1m,按常規設計需墊高3m,會造成全廠區土方量大、造價高。


地質條件差


廠區存在中度液化地質問題,地基處理難度大。

▲ 洪水位與現況、設計地面相對高程示意圖

EPC模式,多專業協同


本項目為EPC工程總承包模式,需統籌協調設計、采購、施工、業主及監理等多方關系,且涉及給水、排水、建筑、結構、電氣、自控、暖通、景觀、勘察、道路等10余專業,專業技術強、組織協調難度大。



- 03 -
設計亮點


全生命周期應用


以設計為龍頭,以BIM為核心,以集成交付為導向,開展“設計+施工+運維”深度融合的全生命周期BIM應用,實現工程管理、組織、協調以及信息傳遞。



BIM正向設計


設計階段摸索了最符合當前市政設計院習慣的BIM設計流程,全專業協同開展真正的BIM正向設計。對正向設計中用到的各類標準、樣板文件、族庫進行了符合市政行業設計習慣的精細化制作,大部分設計成果均來自BIM正向設計過程,使得BIM正向設計從概念變為能實實在在提升設計精細化水平的技術應用。


協同設計平臺應用


應用各專業協同設計平臺進行各專業協同設計,設計資源共享,過程文件歸檔,實現進度質量可控制、設計過程可追溯,各專業協同共繪一張圖,有效控制了專業間的錯、漏、碰、缺,提高效率及質量,極大提高各專業溝通效率。

▲ 協同設計流程

二次開發參數化建模


BIM正向設計應用中,對規律性較強的水處理構筑物進行了二次開發參數化建模,極大的提升了方案比選、模型建改的效率,有利于設計企業形成系列產品庫和培育獨具特色的市場競爭力。

▲ 二次開發參數化建模模擬

4D-BIM平臺應用


應用4D-BIM平臺,集進度、資源、成本、質量、安全、場地管理于一體,對項目進行全過程把控。

▲ 4D-BIM平臺功能圖

族庫應用及族的建立


應用自主研發的族庫管理器,可實現各專業族的上傳、審核、檢索、下載,對族庫進行分門別類的規范管理。正向設計期間,共完成各專業族約300個,建成的族,滿足三維可“看”,二維可“用”的要求。

▲ 族庫應用模擬



- 04 -
BIM技術設計應用

針對項目特點、設計難點,將BIM應用貫穿于設計、施工全過程,利用BIM技術進行洪水位時模擬、三維地質模擬、液體仿真模擬、臭氣擴散模擬、噪聲模擬、結構設計、空間協調及碰撞檢查、管綜設計、設備吊裝模擬、景觀方案模擬、二維圖紙及工程量生成、可視化交底等應用,縮短項目周期,提高項目質量。


?洪水位模擬


針對廠區防洪水位與現況地面高差大的問題,將廠區設計高程方案進行洪水時的可視化模擬,減少墊土高度1.5m,減少填方5.8萬方,節省投資416萬元。


▲ 廠區設計高程模擬

三維地質分析


利用理正勘察三維地質軟件,針對項目中度液化地質問題優化基坑開挖和地基處理方案,節約投資成本。


▲ 鉆孔數據生產三維地質柱狀圖

▲ 三維地質柱狀圖生成三維地質模型

流體仿真模擬


將模型導入ANSYS的Workbench平臺,進行生物池CFD流體性能分析,計算池內流場及紊動能等各項參數,通過調整隔墻位置及各進出口寬度,確定生物池內最優流場。

▲ 液體仿真模擬

臭氣擴散分析


將廠區BIM模型導入ANSYS分析平臺Workbench,進行臭氣擴散模擬,最大限度的確保周圍大氣環境質量達到環評要求。


▲ 臭氣擴散模擬

噪聲模擬


將廠區BIM模型導入CadnaA,進行廠區噪音污染分析,通過調整廠區布置形式及鼓風機房布置位置,使辦公樓不受噪聲影響。

▲ 噪聲模擬

結構設計


利用盈建科插件,進行BIM模型和結構計算模型雙向互導,優化結構設計,并實現數據實時、無損傳遞。

▲ 配水泵房模型互導計算

空間協調及碰撞檢查


通過結構、工藝管線、設備間的相互協調配合,選出最佳方案進行設備管線布置。


▲ MBR膜池空間協調分析

 碰撞檢查

管線綜合設計


通過搭建各專業管線綜合,在虛擬三維環境下,將管線綜合可視化, 優化管綜設計,提高設計效率,降低投資成本。

▲ 管線綜合設計模擬

設備吊裝模擬


將BIM模型導入Navisworks軟件,模擬設備安裝及檢修的吊裝過程,優化洞口尺寸,調整吊裝高度。

▲ 格柵吊裝模擬

▲ 膜組件吊裝模擬

景觀模擬


將景觀BIM模型導入Lumion軟件,對景觀效果進行動態模擬,實現可視化展示,提高各方溝通效率。

▲ 景觀模擬


圖紙及工程量生成


利用BIM三維模型直接生成二維圖紙及工程量清單,提高設計精度,相對傳統CAD設計縮短設計周期30%。

▲ 生成二維圖紙

▲ 工程量清單


- 05 -

結語


本項目的BIM應用,在正向設計、協同設計、軟件應用、平臺應用等方面積累了豐富的經驗,打造了全專業BIM團隊,提高了工程效率,節約了工程投資,取得了突出的社會效益,踐行了習主席“綠水青山就是金山銀山的”發展理念,得到了三河市政府和運維單位的高度認可,被譽為當地樣板式、標桿式污水處理廠。

 辦公樓前水景


▲ 生物池


▲ 辦公樓南側景觀


項目信息

項目名稱:河市城區污水處理廠及配套管網工程
榮獲獎項:2021年市優丨建筑信息模型(BIM)設計單項獎一等獎
獲獎人員:張炯、程樹輝、韓寶平、薛艷平、田萌、薛廣進、韓寶良、李寧、王睿、王洋、李銘洋、蘆建軍、李亞東、隋婧、許春蕾
獲獎單位:北京市市政工程設計研究總院有限公司
建設單位三河市住房和城鄉建設局
項目地點河北省三河市
設計時間:2018年3月 
建成時間:2019年3月
項目規模:5萬噸/日
 
文章所用圖文資料由獲獎單位提供,如有版權問題,請與相關單位聯系。

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單位地址:北京市西城區南禮士路二條2號院二號樓 102

電話(傳真):010-68016541

郵箱:xiehuigongyou205@126.com

郵政編碼:100045

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