BIM技术在我国两大污水处理厂中的应用

近年来，随着我国城市化进程的加速，污水处理厂的建设和运营面临着越来越高的要求。污水处理厂作为环境保护的重要设施，其效能和效率直接关系到水资源保护和生态平衡的维护。基于此，国家陆续出台了一系列政策法规以推动污水处理厂的建设与发展。
1.发布专项政策文件：国家发展改革委、住房城乡建设部、生态环境部等部门联合发布了多项政策文件，如《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》等，这些文件明确了污水处理行业的发展方向和目标，提出了具体的政策措施。
2.制定发展规划：国家制定了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》等规划，对污水处理率、水质等级、污泥无害化处置等方面提出了更高的要求，推动了污水处理行业的升级和发展。
3.加强资金支持和税收优惠：国家加大了对污水处理项目的资金支持力度，将符合条件的项目纳入地方政府专项债券支持范围，并支持符合条件的项目发行不动产投资信托基金、申请绿色信贷或通过绿色债券融资。同时，落实环境保护、节能节水等领域的税收优惠政策，降低企业运营成本。

此外，由于传统的污水处理厂建设和运营模式存在诸多不足，如设计繁琐、施工周期长、运维难度大等问题。为了解决这些问题，BIM技术逐渐在污水处理厂的建设和运营中得到了广泛应用。BIM技术以其数字化、信息化和智能化的特点，为污水处理厂的设计、施工和运维提供了全新的解决方案。通过BIM技术，可以实现污水处理厂全生命周期的信息化管理，提高建设效率和质量，降低运维成本，促进绿色发展和可持续发展。


BIM在污水处理厂中的应用
BIM在污水处理厂中的应用十分广泛，主要包括如下：
1.设计阶段
在设计阶段，BIM技术可以帮助设计师更好地理解污水处理厂的工艺流程和建筑结构，实现精准设计和优化布局。通过BIM模型，设计师可以模拟各种工况和场景，评估不同设计方案的效果，从而选择最佳方案。此外，BIM技术还可以实现多专业协同设计，避免设计冲突和重复工作，提高设计效率和质量。
2.施工阶段
在施工阶段，BIM技术可以显著提高施工效率和质量。通过BIM模型，施工团队可以直观地了解施工现场的实际情况，进行精确的施工计划和资源调配。同时，BIM模型还可以帮助施工团队进行碰撞检测和施工模拟，提前发现潜在问题并制定相应的解决方案。此外，BIM技术还可以实现施工过程的可视化管理，提高施工安全性和可控性。
3.运维阶段
在运维阶段，BIM技术可以提供全面的信息管理支持。通过BIM模型，运维团队可以实时掌握污水处理厂的运行状态和设备信息，实现远程监控和智能控制。此外，BIM技术还可以帮助运维团队进行故障预测和维修计划制定，提高运维效率和设备可靠性。通过BIM技术的应用，可以显著降低运维成本，提高污水处理厂的运行效率和出水水质。


BIM在污水处理厂中的应用效益
通过BIM在污水处理厂中的应用，能产生如下效益：
1.经济效益
通过BIM技术的应用，可以减少设计变更，提高现场施工劳动率和钢筋使用率，从而节约工程成本。同时，BIM技术还可以实现精确的工程量提取和成本分析，为经济成本分析提供数据支持，帮助决策者及时做出正确抉择和方案。
2.社会效益
BIM技术在污水处理厂中的应用，可以提高污水处理效率和质量，减少水体污染，保护水资源。同时，BIM技术还可以促进资源的循环利用，如污泥的稳定化和无害化处理后可作为土壤改良剂或能源回收，从而实现可持续发展。
3.环境效益
BIM技术可以对污水处理厂的能源消耗、资源利用和环境影响进行全面评估和优化，从而降低能耗和碳排放，提高水资源的利用效率和回收率，减少对环境的影响。


案例1北湖污水处理厂
北湖污水处理厂位于武汉化工新区腾飞大道与八吉府路交汇处东侧，主要服务沙湖、二郎庙、落步咀及白玉山，污水系统约130.35平方公里，服务群众达248万。近期建设计划日处理污水80万吨，远期达150万吨，尾水水质按国家一级A标准执行，为目前国内一次性建成规模最大的污水处理厂工程。

项目动画
BIM应用详情
1.三维场地设计
施工现场布置基于BIM技术，设计建立了良好的项目驻地，辅助设计塔吊、钢筋加工棚、VR体验馆等，优化了施工场地的布置。
2.智慧工地
基于BIM模型，设计了场地的远程视频办公室、电子沙盘、门禁箱等模型，融合物联网，建设智慧工地。

3.建模标准
进行BIM模型设计，建立BIM建模标准，确保BIM模型能够在施工过程中，应用于现场的施工管理及沟通交流等。

4.专业族库设计
基于欧特克公司的Revit软件，进行二次开发，建立起BIM构件库云服务管理平台，解决技术人员建模难、应用难的问题。

5.无人机倾斜摄影技术
通过无人机倾斜摄影测量技术，采集外业数据，全方位的展示施工形象，应用于数据采集、土石方量的计算、三维场地的设计等。
6.VR技术应用
项目现场引进VR技术，让体验者对施工结构有直观感受，让生产人员身临其境地熟悉结构，加强对施工结构的理解，提高安全施工意识。

7.全景技术应用
基于静态图像的虚拟现实技术，形成整个施工区域的360度全景影像，使用者能用鼠标或手机触屏控制环视的方向，进入施工虚拟现实的体验。

8.协同管理平台
基于广联达BIM5D平台的应用，云端模式协同，移动端共享信息，实现了多方协同与移动办公，为项目的进度、成本管控、物料管理等提供数据支撑，协助技术管理人员及施工管理人员，有效决策和精细化的管理。

9.施工图的深化设计
采用BIM技术，形象展示结构，直观发现结构错误，依托广联达BIM5D，进行施工流水段划分，更精细的优化设计施工图。

10.土建建模技术应用
基于设计施工图，建立了污水处理厂工程的BIM模型，直观展示复杂的单体结构，便于形象认知施工图，以及辅助施工方案的设计。

11.钢筋建模技术应用
利用Bentley的钢筋建模软件，进行钢筋建模，能够导出钢筋模型，详细大样图及尺寸，提高钢筋算量效率。资料导入广联达BIM5D移动端，便于参照钢筋大样图，对施工队伍加工半成品钢筋进行查询。

12.基于模型的结构验算
基于BIM技术的IFC标准接口，将建好模型的钢筋加工棚、观光平台、大模板支架技术等BIM模型导入迈达斯计算软件中，对结构进行验算，确保了施工安全。

13.机电建模技术应用
厂区管网错综复杂，管线多达10余类，利用BIM进行机电建模，及时检查出管线问题，并通过正确标高及坐标，精确施工，节省材料，减少返工。

案例2.广州沥滘污水处理厂
中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司承建的沥滘污水处理厂三期工程、沥滘污水厂提标改造设计—采购—施工总承包（EPC）项目，位于广州市海珠区小洲村，是广州市三年水治理重点民生工程之一。服务整个海珠区及部分黄埔区、番禺区共计115.5平方公里区域。
本项目包括三期新建日处理25万立方米规模的全地埋式扩建污水厂工程，及日处理50万立方米的一二期提标改造工程。为优质高效地完成建设任务，我公司以智慧建造为核心，基于BIM技术开展了一系列综合应用，取得了良好的应用效果，为项目争创国家级优质工程打下了坚实的技术基础。

项目动画
BIM应用详情
1.BIM技术建模标准
根据《建筑信息模型应用标准》、《中铁上海工程局集团有限公司企业BIM模型建立标准》等文件确保模型创建的准确性。建立了项目的BIM模型标准，技术人员遵循统一标准对建筑、结构、机电等专业进行模型设计。

2.智慧工地平台应用
项目结合BIM技术与智慧工地平台，达到“1+1>2”效果，为项目节省大量成本及工期。项目引进智能钢筋加工平台，通过钢筋建模，自动配料等操作减少500余吨钢筋损耗，直接节省成本约200万元。通过三维场地布置及模型演示，优化塔吊及喷淋系统设置、门禁系统、智能芯片安全帽及工地宝等硬件设施布置，将数据传入平台进行共享分析，给项目管理者提供科学的现场管理和决策依据。根据现场视频监控抓拍，同步上传数据分析平台，与对应BIM数据进行对比，有效控制现场物资验收，依据BIM模型汇总量编排总进度计划，参与现场实际情况与各周进度计划前锋线进行对比，及时做出决策调整。
3.专业族库设计
基于Revit软件，进行二次开发，建立起BIM构件库云服务管理平台，分专业工程收录了企业员工设计的构件族，解决现场技术人员建模难、应用难的问题，体现平台技术价值。

4.无人机倾斜摄影技术
广州沥滘污水处理厂占地面积约为53200㎡，土方开挖量达120万立方米，回填量30万立方米，开挖及回填方量巨大。
通过无人机倾斜摄影测量技术采集外业数据，高效快速获取施工范围的地形空间数据信息，1:1测量实际土方高程差，计算土方量。

5.VR技术应用
项目引进vr技术，结合BIM实体模型与VR眼镜实现了动态漫游，让体验者对施工结构有直观的感受。通过体验高空坠落、脚手架坍塌等加强施工结构印象和提高了安全施工意识。

6.三维场地设计
施工道路不唯一、不固定，管线密集，深基坑群塔布置困难，设计存在大量碰撞等问题需要调整，进行三维模型设计，达到合理布设。
7.施工图的深化设计
本工程多工区多专业并行施工，采用BIM技术直观发现施工碰撞，项目经过几次联系设计单位与业主进行沟通，通过基于模型的图纸会审，完成数个重大图纸变更。
8.施工方案优化
依托于模型三维设计，进行方案设计及优化。解决了初设图纸中三期基坑西侧首道锚索与DN2500mm顶管钢管的调整、三期基坑西北角阳角段锚索调整、鼓风机房PHC400mm管桩与三期基坑南侧锚索调整、土方开挖方案最优化调整、一二期DN2500钢管爬升段多弯头空间非常规旋转角度连接方案确定等系列问题，为项目节约大量成本及缩短工期。
9.BIM环境下的全景技术
依据BIM模型，进行三维全景建设，能够轻松直观地了解装饰装修等设计意图。
10.基于模型的结构验算
基于BIM技术的IFC标准接口，将建好模型导入迈达斯计算软件中，对拱肋安装进行验算，确保了结构施工安全，其中自主设计不锈钢V型槽已申请专利。
11.碰撞检查
依托navis works进行检查碰撞，发现机电与机电硬碰撞、机电与结构碰撞、结构与结构碰撞共计100余处。提前发生碰撞，施工过程中提前设计方案，管道提前绕行，避免返工及材料浪费。

12.三维技术交底
依托三维模型，进行模型交底及下发三维交底书，生产人员清楚掌握结构钢筋的布设情况，避免错误施工情况的发生，有效的缩短施工工期和避免材料浪费。

13.工程量提取及成本分析
通用Revit软件标准建模，与工程算量软件数据关联，基于BIM5D达到任意提取工程量，便于快速准确提供对内、对外计量数据，在经济成本分析上能够及时做出正确抉择和方案。
14.施工进度计划
基于BIM5D的项目管理平台，优化施工进度计划。根据每一个工种的实际功效，导出完成进度计划所需要的人力物力资源，做到合理指导现场施工，节约项目成本。