核电厂室外埋地管线BIM技术的施工措施

朱振华，李 磊，金显龙，林榆鹏

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 101101）

核电厂室外埋地管线是核电工程中重要的组成部分，其施工涉及多个专业，设计复杂，协调难度大，安全环保要求高。传统的埋地管线施工技术主要依靠二维图纸和人工计算，存在诸多问题，容易发生碰撞、冲突、延误等风险，影响施工质量和效率。为了解决这些问题，提高埋地管线施工的水平，BIM 技术作为一种新兴的信息技术，逐渐引起了业界的关注和应用。

在核电厂室外埋地管线施工中，BIM 技术的应用还处于起步阶段，相关的研究和实践较少。陆丰核电厂5、6 号机组常规岛土建工程是一个大型的核电工程项目，涉及多个专业的室外埋地管线施工，如循环水系统、冷却水系统、消防系统等。该项目采用了BIM 技术进行埋地管线施工管理，并取得了一定的成效。本文以该项目为例，探讨了BIM 技术的应用措施和效果。

1 工程概况

陆丰核电厂5、6 号机组是广东省陆丰市的一个大型核电工程项目，由中国广核集团有限公司投资建设，中国建筑第二工程局有限公司承担土建施工。陆丰核电站5 号、6 号机组采用华龙一号核电技术，单台机组容量为1 200MW。该项目的常规岛土建工程主要包括BMX 厂房、BPX 泵房、BOP 工程等部分。工程平面效果图如图1。

图1 工程平面效果图

2 埋地管线施工难点

2.1 埋地管线概况

埋地管线是指埋设在地下或地面以下一定深度的管道，用于输送各种流体或气体。埋地管线在核电厂中具有重要的作用，主要用于冷却反应堆、输送蒸汽、排放废水、灭火救援等。该项目管线总计约200 条，总长度约20km，直径从DN50 到DN4000 不等，材质有钢管、塑料管、玻璃钢管等。埋地管线的主要功能是输送各种介质和信号，连接各个设备和建筑物。根据不同的功能和材质，埋地管线可以分为以下几类。

1）循环水系统 循环水系统是核电厂最大的冷却系统，主要用于冷却汽轮机组的凝汽器和其他热交换器。循环水系统由进水道、出水道、泵房、蜗壳、管道等组成，主要包括进水道和出水道两条大直径（约10m）的钢筋混凝土管道，以及泵房和蜗壳之间的小直径（约1.5m）的钢制管道。循环水系统的埋地管线总长度约为2.5km。

2）冷却水系统 冷却水系统是核电厂的另一个重要的冷却系统，主要用于冷却反应堆和其他安全相关设备。冷却水系统由冷却塔、泵房、管道等组成，主要包括从冷却塔到泵房的大直径（约2.5m）的钢制管道，以及从泵房到各个用户点的小直径（约0.5m）的钢制或铸铁管道。冷却水系统的埋地管线总长度约为3km。

2.2 施工难点

1）设计复杂性 埋地管线的走向和高程受到地形、地质、建筑物、设备等多种因素的制约，需要进行精细的设计和优化，避免交叉干涉和冲突。

2）施工协调性 埋地管线的施工涉及多个专业和单位的配合和沟通，需要统一安排和调度，协调好施工顺序和进度，解决好接口问题。

3）安全环保性 埋地管线的施工需要进行大量的开挖和回填，需要注意防止坍塌、滑坡、泥浆流失等风险，同时要做好防尘、防噪、防污染等措施，保护好周边环境。

3 BIM技术应用

3.1 建立三维模型

利用BIM 软件建立室外埋地管线三维模型，包括各专业管线模型和相关设备模型，实现设计信息的数字化和可视化。该工程采用了Revit、Navisworks 等BIM 软件，对室外埋地管线进行了三维建模，包括循环水系统、冷却水系统、消防系统、排水系统等各专业管线及相关设备。通过三维模型，可以清晰地展示室外埋地管线的空间布置、尺寸参数、材料属性等信息，便于设计人员、施工人员和业主方的沟通和理解。

图2 和图3 分别展示了陆丰核电厂5、6 号机组常规岛土建工程的总平面布置管理和廊道平面布置。

图2 总平面布置管理

图3 廊道平面布置

3.2 碰撞检测软件

BIM 技术应用中，碰撞检测可以模拟施工过程，检查图纸中隐藏的空间问题。该工程使用Navisworks 软件，结合工程施工情况，对室外埋地管线三维模型进行了碰撞检测。利用碰撞检测软件对室外埋地管线三维模型进行碰撞检测，发现并解决各专业之间的空间冲突问题，以提高设计质量和精度。通过检测，将二维图纸转换为三维立体模型。借助立体的模型，可以帮助施工人员更好地对管线设计情况进行分析，及时发现其中存在的空间问题，找出“碰”和“错”具体内容。经碰撞检测，该工程共计发现了112 处空间冲突问题，涉及各专业管线之间的交叉、重合、距离不足等情况。结合碰撞检测的结果，对所发现的空间冲突问题进行了针对性的处理，通过及时修改设计方案，避免了施工中的返工和变更，提高了设计质量和精度。

3.3 进度管理软件

利用进度管理软件对室外埋地管线三维模型进行进度分析，制定合理的施工计划和进度控制方法，优化施工方案和资源配置。该工程采用了Primavera 软件对室外埋地管线三维模型进行了进度分析，根据各专业管线的施工顺序、工期要求、资源限制等因素，制定了合理的施工计划和进度控制方法。通过将三维模型与进度计划关联起来，形成了动态的四维模型，可以直观地展示室外埋地管线的施工过程和状态，便于施工人员调整施工方案和资源配置，优化施工效率和质量。

3.4 协作平台

利用协作平台将室外埋地管线三维模型和相关数据共享给项目各参与方，实现信息的及时更新和反馈，协调多专业接口和沟通。该工程采用了BIM360 协作平台将室外埋地管线三维模型和相关数据共享给项目各参与方，包括设计人员、施工人员、业主方、监理方等。通过协作平台，可以实现信息的及时更新和反馈，保证信息的一致性和准确性。同时，通过协作平台，可以协调多专业接口和沟通，解决设计变更、技术交底、质量验收等问题，提高项目管理水平。

4 BIM技术应用效果

4.1 提高设计质量和精度

提高了室外埋地管线设计质量和效率，减少了设计错误和变更，降低了设计成本和风险。通过BIM 技术，该工程在设计阶段就发现并解决了112 处空间冲突问题，避免了施工中的返工和变更，节约了设计时间和费用。同时，通过BIM 技术，该工程实现了设计信息的数字化和可视化，提高了设计质量和精度，降低了设计风险。

4.2 优化施工方案和资源配置

优化了室外埋地管线施工方案和资源配置，提高了施工效率和效益，缩短了施工周期和工期。通过BIM 技术，该工程制定了合理的施工计划和进度控制方法，优化了施工方案和资源配置。通过四维模型，该工程可以直观地展示室外埋地管线的施工过程和状态，便于施工人员调整施工方案和资源配置，优化施工效率和质量，提高室外埋地管线施工效率10%～15%，缩短施工周期5%～10%。

4.3 协调多专业接口和沟通

协调了室外埋地管线各专业之间的接口和沟通，保证了施工顺利进行，减少了冲突和返工。通过BIM 技术，该工程实现了室外埋地管线三维模型和相关数据的共享和协作，保证了信息的及时更新和反馈，协调多专业接口和沟通，解决设计变更、技术交底、质量验收等问题，提高项目管理水平，减少室外埋地管线施工中的冲突和返工30%～50%。

4.4 控制施工成本和质量

控制了室外埋地管线施工成本和质量，提高了施工安全和环保，保障了工程质量和安全。通过BIM 技术，该工程可以有效地控制室外埋地管线施工成本和质量，避免因设计错误、变更、返工等造成的成本增加和质量下降。有效提高了室外埋地管线施工安全和环保，避免因空间冲突、安装错误、安全隐患等造成的人员伤亡和环境污染，降低室外埋地管线施工成本5%～10%，提高施工安全率20%～30%。

5 结语

综上所述，通过在陆丰核电厂5、6 号机组常规岛土建工程室外埋地管线施工中应用BIM 技术，制定了合理的施工计划和进度控制方法，优化了施工方案和资源配置，实现了信息的共享和协作，协调了多专业接口和沟通，解决了设计变更、技术交底、质量验收等问题，最终确保了项目的高质量完成。