数字"潜龙"护航珠三角水利工程建设
珠江三角洲水资源配置工程中的高新沙泵站调压塔。 受访者供图
◎本报记者 何 亮
近日,由国务院部署的国家172项节水供水重大水利工程之一、粤港澳大湾区重大水利基础设施——珠江三角洲水资源配置工程(以下简称珠三角工程)全面通水。在这条跨越113.2公里的输水工程背后,还有一条数字输水工程随之运行。它就是珠三角工程全生命周期BIM+GIS系统平台项目建设的地下数字"潜龙"。
2019年,当珠三角工程正式开工之际,由水利部水利水电规划设计总院与三峡集团所属的上海勘测设计研究院有限公司(以下简称三峡上海院)联合承担的建设期智慧工程项目——BIM+GIS系统平台(一期)项目同步启动建设。3年后,珠三角工程全线48条盾构隧洞顺利贯通,运营期智慧工程项目——BIM+GIS系统平台(二期)项目随之开始搭建。历时5年多,一个覆盖工程全生命周期的数字水利工程逐步显现。数字技术为工程建设与运维插上了智慧的翅膀。
为工程建设配置一台"CT机"
"全生命周期BIM+GIS系统平台重在为工程建设提供辅助决策。"三峡上海院智慧工程研究院副院长邓鹏告诉记者,该平台整合了"人、机、料、法、环"全要素监测体系,可与工程建设过程中的安全、质量、进度、投资等核心管理数据进行融合,全态势感知工程建设过程。
珠三角地区河网密布、路网交错、建筑密集。延绵百余公里且穿越珠三角核心城市群的珠三角工程,穿越高铁4处、地铁8处、高速公路12处、江河湖海16处。为了保护生态,减少土地占用,给湾区未来发展预留地表与浅层地下空间资源,珠三角工程创新性地选择了"沿着地下走"的生态调水方案,即深埋式隧洞输水方式。然而在地下40至60米处以深埋盾构的方式进行输水管道建设,给工程建设、运营带来诸多难题。
"珠三角地区地质条件非常复杂,号称'地质博物馆',进行长距离的盾构施工风险很大,周边环境非常敏感,地下水等轻微变化都可能引起周边建筑物的变形。"邓鹏告诉记者,为了让工程建设者对地下作业了如指掌,全生命周期BIM+GIS系统平台提供了解决方案。
在全生命周期BIM+GIS系统平台,工程师打开带有地理信息数据的盾构专题场景,即可直观地看到盾构机在地下掘进的进程。"盾构机走到哪里,它的上部结构、地表样貌变化都能在系统平台上实时显示。"邓鹏表示,这相当于为施工建设配置了一台"CT机",让地面之下的变化一览无余,建设者能直观了解地下的施工进展和工程周边异常变化。
"平台通过三维形式实时反映工程施工进度、形象面貌和现场安全监测成果。相较于传统方式的纸质记录和图表记录分析,该平台效率更高、更及时,实现了工程建设过程的实时状态映射和未来风险预测。"邓鹏告诉记者,这是全生命周期BIM+GIS系统平台在大型水利工程建设过程中的第一次全方位使用。它并没有完全替代原有的管理手段,但对提升工程建设管理的效率发挥了较大作用。
探索水利工程数据管理新模式
智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的路径之一,通过数字技术赋能水利工程被寄予厚望。
"从工程实践而言,全生命周期BIM+GIS系统平台的建设和应用为智慧水利建设探索了全新建设模式。"邓鹏告诉记者,"智慧水利工程建设中,数据真实、规范尤为可贵。此前,数字技术虽然在一些水利工程上已有所应用,但多是参建单位各自为政,应用系统分散,数据烟囱林立,实际应用效果非常有限。"
在珠三角工程中,数字技术应用探索别具一格。"我们在数据治理方面实现了数据规范化创建、集成、治理和服务,通过建设制度和标准,规范了工程参建各方在工程建设数据管理过程中的职责。"邓鹏表示,在工程的数据平台中,施工单位负责创建数据,工程监理会对数据的准确性进行审核,数字工程咨询单位对数据规范性进行复核,以此保障汇入数据的有效、可用。这恰恰是此前同类水利工程建设缺失的一环。
"随着社会经济的发展,水利工程建设的规模越来越大,工程投资、建设周期和参建单位数量均频频打破历史纪录。这些大型水利工程建设过程中,大量庞杂的建设数据如何规范化治理和利用?制度标准尤为重要。"邓鹏建议,将珠三角工程探索出的数据管理模式积极推广,为其他国家重大水利工程建设提供宝贵经验。
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