基于BIM技术的引水隧洞施工期围岩稳定仿真分析研究

针对引水隧洞施工周期长、施工程序复杂、隐蔽性强等特点,以CPM为框架,编写开挖、衬砌及灌浆Cyclone模型进行施工进度的仿真计算;以三维几何模型为载体,通过二次开发技术,建立了具有时间属性的4D模型,能够直观地查看施工期内隧洞的施工面貌,提供了一个施工信息可视化的新手段;参考映射的概念,通过数据库技术将数值模型与4D模型相结合,基于数据查询的方法,生成与施工进度相适应的数值计算模型文件,为施工期内的围岩稳定评价提供了技术手段,该技术可以为其他结构安全仿真计算提供借鉴。     

基于CATIA的引水隧洞施工进度三维可视化研究

针对水电工程引水隧洞三维模型不能重复利用,并且三维建模与施工进度可视化展示平台不统一的不足,将CATIA引入引水隧洞施工进度三维可视化研究中,在其平台上实现隧洞施工进度三维可视化。关键技术包括参数化方法、设计过程模板化技术、知识工程设计表技术和二次开发技术,通过建立引水隧洞三维参数化模型与施工进度计划的关联,模拟施工过程。以某工程引水隧洞压力管道竖井为例,建立了基于CATIA的引水隧洞压力管道竖井三维参数化模型,并建立了三维模型与施工进度计划的关联,实现了隧洞施工进度三维可视化。结果表明,该研究实现了三维建模平台与施工进度可视化平台的统一,提高了施工进度可视化的效率,为施工进度计划的合理与高效制定提供了理论与技术支持。     

基于CATIA的引水隧洞施工动态可视化仿真

针对目前研究通常采用预制动画的形式实现隧洞施工动态可视化仿真的现状和这种方法存在三维模型修改困难、可视化仿真实现过程复杂、且无法进行交互等问题,本文提出了基于计算机图形辅助三维互动式建模软件CATIA的引水隧洞施工动态可视化仿真方法。首先采用参数化设计方法建立引水隧洞施工4D模型,该4D模型不仅能够快速修改引水隧洞模型、实现其施工动态可视化交互仿真,而且该可视化仿真成果也便于修改;其次通过CATIA二次开发实现施工信息的查询;最后结合实际工程进行了应用研究。结果表明该方法不仅提高了引水隧洞施工动态可视化仿真的效率,并且为施工管理人员在施工方案调整的情况下及时了解施工面貌、及时进行有效的决策提供先进的科学技术手段。     

BIM 4D虚拟建造在施工进度管理中的应用

工程施工通常是一个动态过程,抽水蓄能电站工程属于较复杂工程,通常规模大,施工进度管理复杂。提出了一套基于BIM 4D虚拟建造技术的施工进度管理方案,实现了施工信息的高效整合,建立基于Navisworks Manage平台的BIM 4D施工信息模型,通过一套施工阶段将工期管理细化到WBS工序节点的方法与机制,实现了三维模型与施工进度的耦合关联,为施工进度管理与进度优化提供依据。并选取河南天池抽水蓄能电站作为应用案例,对该方法的应用进行了说明。     

基于ORD的水工隧洞BIM正向设计系统研究

随着BIM与工程数字化技术的快速发展,三维参数化设计成为工程设计的必要条件.通过分析BIM技术在水工隧洞设计中的应用现状,国内水电工程领域目前尚无较完善的水工隧洞BIM设计系统.针对该现状,结合水工隧洞设计特点对水工隧洞BIM正向设计流程进行梳理,基于Bentley ORD道路设计软件建立水工隧洞BIM正向设计系统,实...     

基于结构安全的水工隧洞施工仿真系统研究

水工隧洞施工情况复杂,目前的施工仿真计算大多只考虑开挖而缺乏衬砌和灌浆因素,故没有体现隧洞完整的施工过程;施工动态仿真一般根据仿真结果采用预制动画的形式实现,其实现过程复杂,模型不易修改,隧洞施工过程中结构状况例如围岩稳定、锚杆等支护的安全难以直观地确定。考虑隧洞施工各个工序结合系统仿真的方法,调用开挖、衬砌及灌浆的CYCLONE模型得到更为准确的进度计划,基于BIM技术实现施工动态可视化。针对目前较少涉及隧洞结构安全与进度计划耦合仿真,提出基于映射概念与反馈技术的隧洞施工期结构安全仿真方法,基于二次开发技术与数据库技术,采用VB.NET+PYTHON语言编制了一套水工隧洞施工仿真系统,实现与工程施工进度相结合的结构安全判断,为工程师提供良好的数据支持。     

基于BIM的碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控

为解决施工进度与成本联动性不强,施工过程中缺乏对进度及成本的有效监控,难以及时发现偏差并调整实施计划等问题,将建筑信息模型(BIM)和改进挣值法应用于碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控中。通过建立大坝三维模型,用Primavera 6.0软件编制进度计划,计算施工成本,再将进度、成本信息导入Navisworks软件,实现大坝三维模型与进度-成本信息的匹配关联,构建基于BIM的大坝施工期5D进度-成本可视化模型及动态联合管控信息平台。利用平台API接口和C#.NET语言二次开发插件实现大坝施工进度-成本的仿真模拟和任意时刻施工面貌及浇筑单元的进度、成本、资源配置和浇筑强度等信息可视化查询;监测建造过程中改进挣值指标的动态变化并预警,及时调整实施计划实现施工过程进度-成本联合管控。工程应用验证了基于BIM的碾压混凝土坝施工进度-成本联合管控技术的实用性和优越性,具有推广价值。     

水工隧洞BIM建模关键点的探索

水利水电工程中水工隧洞的BIM设计具有其自身的特殊性,常用的Civil 3D无法完全满足建模需求。力求从完全使用Revit创建模型出发,探索模型创建过程中的关键点,如隧洞断面参数化、三维建模方式、主支洞交叉口模型等。同时总结建模经验,使用二次开发技术内化建模流程,实现自动参数化水工隧洞建模。     

BIM技术在陆运河船闸工程进度管理中的应用

针对陆运河船闸工程工期紧、技术要求高、工程量大等特点,项目部运用Revit软件建立船闸三维可视化模型,将建好的三维模型导入到广联达BIM5D施工管理平台,与进度计划、工程量清单及场地模型关联生成5D模型。结合广联达BIM5D软件对施工进度进行施工模拟及优化。陆运河船闸工程成功运用BIM技术,有效缩短了工期,节约了成本。     

基于BIM技术施工进度计划管理应用研究

基于BIM技术的施工进度计划管理,可利用模型三维可视化的特点模拟施工,且模拟过程不消耗施工资源,有效结合现场人、材、机的使用情况,做到进度计划的提前制定、及时调整与合理安排,实现返工成本和管理成本的降低,同时也可降低风险,增强管理者对施工过程的控制能力。论述了基于广联达BIM5D施工进度计划管理的应用流程、建模方法、数据输入要求、BIM应用成果、关键步骤、注意事项及成功经验。     

南水北调中线穿黄工程盾构隧洞施工进度动态仿真

南水北调中线穿黄工程盾构隧洞是整个项目的控制性工程,其施工进度受地质条件、盾构机施工参数和工程组织管理的影响较大。本文根据穿黄工程盾构隧洞的地质条件、已定货的盾构机施工参数和初定的施工方案,建立了施工进度仿真系统模型,在此基础上研制出动态仿真软件,对盾构隧洞的施工进度进行动态仿真,并对仿真计算结果进行了分析。     

基于3DS Max的水库大坝三维建模与混凝土施工过程模拟研究

本文以某拱坝水利工程中的混凝土施工过程为研究对象,运用3DS Max建立拱坝坝体、施工机械以及施工场景的三维模型,并结合施工组织设计的进度对混凝土施工过程进行模拟,制作出相应的动画,为施工方案、施工工艺及流程提供一种直观生动的展现方式.     

基于混合 LES /ＲANS 方法的引水隧洞施工通风数值模拟

为了获取准确的水电工程引水隧洞施工通风瞬态流场信息并且提高计算效率,基于 Ｒealizablek － ε 两方程湍流模型建立引水隧洞施工通风三维非稳态混合 LES /ＲANS 模型,并结合某引水隧洞施工通风过程进行数值模拟,借助现场实测风速数据对数值模拟结果进行验证,同时将混合LES /ＲANS 模型的模拟结果与 ＲANS 模型和 LES 模型的模拟结果进行对比。结果表明: 混合 LES /ＲANS 数值模拟结果与现场实测数据较为吻合,其平均相对误差仅为 4. 9% 。混合 LES /ＲANS 方法仅需 1 163 996 个计算网格即可获得准确的瞬态风流场扩散规律,而 LES 方法所需网格数量近似为前者的2 倍。混合 LES /ＲANS 方法可以为水电工程引水隧洞的施工通风数值模拟研究提供重要的理论与技术支撑。     

长距离输水隧洞盾构法施工风险事件路径预测

对长距离输水隧洞盾构施工可能的风险路径进行预测分析,对保障隧洞工程安全施工具有重要作用。基于 大量盾构施工风险事故统计分析,提取隧洞工程盾构施工风险致因指标,利用解释结构模型对盾构施工风险因素 进行因果层次关系分析和网络拓扑图构建;建立基于贝叶斯网络的盾构施工风险事件预测模型,运用贝叶斯网络 的反向诊断推理技术计算风险事件发生的最大可能路径,确定导致盾构施工风险事件的关键因素;将所得的风险 预测模型应用到西霞院灌区工程穿沁隧洞盾构施工项目中。结果表明,模型运算得到的风险事故路径与工程现 阶段实际施工情况一致,验证模型的可靠性与适用性,并根据风险事故路径预测结果为穿沁隧洞后续施工的风险 隐患排查治理提供指导意见。     

大型水利水电工程施工水力控制及灾害预测关键技术

针对我国西部山区大型梯级水利水电工程施工面临复杂环境下的导截流标准及风险控制、陡坡隧洞导流安全水力控制、深厚覆盖层河床安全经济截流水力控制、导截流过程灾害预测控制等新问题,经过长达28 a的系统研究,解决了大型梯级水利水电工程施工导截流水力控制和灾害减免的相关技术难题。包括:①构建了多梯级同建条件下施工导流系统风险评估模型和基于水文实时监测预报的截流标准决策模型,提出了满足安全性、经济性要求的标准优选方法,修订了施工导流设计规范;②揭示了陡坡隧洞易发生明满交替流等不良水力特性的成因及机制,提出了进口隔流浮堤消涡、锐缘进口减免明满交替流、出口压坡增压等复合式水力控制技术,保障了隧洞运行安全,提出的钢筋笼柔性毯和过水围堰分级整流防护新技术,解决了大流量、深厚覆盖层条件下度汛安全难题;③提出了考虑水深、流速分布、河床糙度、绕流系数影响的天然截流块体稳定实用计算公式以及六面体钢筋石笼人工截流块体稳定计算公式,计算精度更接近实际;④发明了内附透水反滤土工膜的四面体钢筋笼和圆柱线体新型截流材料;⑤提出了“水下宽戗堤” 新技术,减轻了截流难度;⑥首次提出了高陡岸坡滑坡涌浪过程中第二次涌浪为首浪的论点,建立了首浪高度实用计算公式、涌浪产生与传播预测模型;⑦提出了土石围堰溃决过程与洪水演进高分辨率模拟技术。这些关键技术对于推动相关学科发展、加快水利水电行业科技进步起到了巨大作用。     

等截面抗拔桩力学特性以及对支护结构影响规律研究

通过模拟等截面单桩抗拔的上拔过程,选择了合理的弹塑性接触面模型,得到Q-S曲线、侧摩阻力以及桩身轴力规律,并在此基础上结合实际工程开挖施工过程,在既有的现场测量地质详勘资料的基础上,建立隧道基坑开挖的三维地质模型,并通过有限单元三维数值模拟方法模拟隧道动态开挖全过程,研究了在复杂地质条件下的明挖浅埋隧道抗拔桩在施工过程中的作用,总结了开挖过程中抗拔桩的侧摩阻力和轴力等力学行为特征、变化趋势,得出了抗拔桩不但能很好的控制连续墙的变形,而且也能有效的降低底板的隆起。     

基于坝面作业仿真的面板堆石坝施工进度优化研究

在传统的面板堆石坝施工过程仿真计算的基础上,建立了基于坝面作业的面板堆石坝施工仿真系统。根据坝面大小及施工方式分别建立流水作业与顺序作业的施工仿真模型,研究不同作业方式中时间参数的计算方法,采用离散事件系统仿真理论建立了面板堆石坝施工仿真系统。采用该系统对某面板堆石坝工程的施工方案进行了分析验证,对工程工期进行分析计算,证明该系统可对工程的施工管理和决策提供支撑。