近日，由國務院部署的國家172項節水供水重大水利工程之一、粵港澳大灣區重大水利基礎設施——珠江三角洲水資源配置工程（以下簡稱珠三角工程）全面通水。在這條跨越113.2公里的輸水工程背后，還有一條數字輸水工程隨之運行。它就是珠三角工程全生命周期BIM+GIS系統平臺項目建設的地下數字“潛龍”。
2019年，當珠三角工程正式開工之際，由水利部水利水電規劃設計總院與三峽集團所屬的上海勘測設計研究院有限公司（以下簡稱三峽上海院）聯合承擔的建設期智慧工程項目——BIM+GIS系統平臺（一期）項目同步啟動建設。3年后，珠三角工程全線48條盾構隧洞順利貫通，運營期智慧工程項目——BIM+GIS系統平臺（二期）項目隨之開始搭建。歷時5年多，一個覆蓋工程全生命周期的數字水利工程逐步顯現。數字技術為工程建設與運維插上了智慧的翅膀。“全生命周期BIM+GIS系統平臺重在為工程建設提供輔助決策。”三峽上海院智慧工程研究院副院長鄧鵬告訴記者，該平臺整合了“人、機、料、法、環”全要素監測體系，可與工程建設過程中的安全、質量、進度、投資等核心管理數據進行融合，全態勢感知工程建設過程。珠三角地區河網密布、路網交錯、建筑密集。延綿百余公里且穿越珠三角核心城市群的珠三角工程，穿越高鐵4處、地鐵8處、高速公路12處、江河湖海16處。為了保護生態，減少土地占用，給灣區未來發展預留地表與淺層地下空間資源，珠三角工程創新性地選擇了“沿著地下走”的生態調水方案，即深埋式隧洞輸水方式。然而在地下40至60米處以深埋盾構的方式進行輸水管道建設，給工程建設、運營帶來諸多難題。“珠三角地區地質條件非常復雜，號稱‘地質博物館’，進行長距離的盾構施工風險很大，周邊環境非常敏感，地下水等輕微變化都可能引起周邊建筑物的變形。”鄧鵬告訴記者，為了讓工程建設者對地下作業了如指掌，全生命周期BIM+GIS系統平臺提供了解決方案。在全生命周期BIM+GIS系統平臺，工程師打開帶有地理信息數據的盾構專題場景，即可直觀地看到盾構機在地下掘進的進程。“盾構機走到哪里，它的上部結構、地表樣貌變化都能在系統平臺上實時顯示。”鄧鵬表示，這相當于為施工建設配置了一臺“CT機”，讓地面之下的變化一覽無余，建設者能直觀了解地下的施工進展和工程周邊異常變化。“平臺通過三維形式實時反映工程施工進度、形象面貌和現場安全監測成果。相較于傳統方式的紙質記錄和圖表記錄分析，該平臺效率更高、更及時，實現了工程建設過程的實時狀態映射和未來風險預測。”鄧鵬告訴記者，這是全生命周期BIM+GIS系統平臺在大型水利工程建設過程中的第一次全方位使用。它并沒有完全替代原有的管理手段，但對提升工程建設管理的效率發揮了較大作用。智慧水利建設是推動新階段水利高質量發展的路徑之一，通過數字技術賦能水利工程被寄予厚望。“從工程實踐而言，全生命周期BIM+GIS系統平臺的建設和應用為智慧水利建設探索了全新建設模式。”鄧鵬告訴記者，“智慧水利工程建設中，數據真實、規范尤為可貴。此前，數字技術雖然在一些水利工程上已有所應用，但多是參建單位各自為政，應用系統分散，數據煙囪林立，實際應用效果非常有限。”在珠三角工程中，數字技術應用探索別具一格。“我們在數據治理方面實現了數據規范化創建、集成、治理和服務，通過建設制度和標準，規范了工程參建各方在工程建設數據管理過程中的職責。”鄧鵬表示，在工程的數據平臺中，施工單位負責創建數據，工程監理會對數據的準確性進行審核，數字工程咨詢單位對數據規范性進行復核，以此保障匯入數據的有效、可用。這恰恰是此前同類水利工程建設缺失的一環。“隨著社會經濟的發展，水利工程建設的規模越來越大，工程投資、建設周期和參建單位數量均頻頻打破歷史紀錄。這些大型水利工程建設過程中，大量龐雜的建設數據如何規范化治理和利用？制度標準尤為重要。”鄧鵬建議，將珠三角工程探索出的數據管理模式積極推廣，為其他國家重大水利工程建設提供寶貴經驗。
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2024-04-09
科技日報430