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摘要：S型卧式轴流泵因其外形结构较常规卧式轴流泵变化较大，存在大量非标准构件，安装节点复杂、难度较大。苏州市陆步桥泵站工程在施工实践中采用Revit软件对S型卧式轴流泵安装进行精细化建模，仿真模拟安装流程，针对安装过程中遇到的问题进行动态调整，在一定程度上解决了水泵安装传统工艺存在的工效较慢的问题，也为BIM技术在闸泵站工程中的全面应用夯实了基础。
关键词：卧式轴流泵；Revit；仿真模拟；BIM
1.引言
现阶段，在完善城区防洪排涝规划体系，加大城区防洪排涝设施建设中，为了全面提升城区防汛应急能力，为防洪排涝工作提供便利，沿海区域建设了大量排水闸站和排涝泵站。由于此类区域海拔和排水扬程等都比较低，排涝流量又非常大，为保证全天候排涝，需要对泵的排水功能加以强化，因此在开展排涝工作时，往往会优先选用轴流泵。再者，相较于立式轴流泵，因卧式轴流泵运行效率较高（可提高5%～7%）、水流相对平稳、开挖深度减少及安装检修方便等优势，故具有广泛的应用范围及其适用性。
S型卧式轴流泵因其外形结构较常规卧式轴流泵变化较大，存在大量非标准构件，安装节点复杂、难度较大。在现场实际安装过程中，安装作业人员仅凭以往操作经验及现场水泵构件吊放情况临时决定组装顺序，主观随意性较大，当遇到问题后再采取措施进行处理，安装作业工作一直处于不确定性的被动状态，而且在设备组装过程中，因构件多为异形件，只能根据现场实际高程和轴线位置进行多次尝试和调整，重复工作较多、占用时间较长，安装进度无法保障。
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图1 S型卧式轴流泵 图2 轴流泵安装现场
近年来，随着BIM技术在水利工程建设中的推广应用，BIM技术在三维模型信息处理等方面的强大能力能够有效解决工程技术可视化、建造精细化等问题，大大提高了施工效率。BIM模型是BIM技术应用的前提，当前构建BIM模型应用较多的是Autodesk公司Revit软件，其参数化技术为快速搭建BIM模型提供了便捷有效的技术手段。目前针对泵站工程进行BIM技术的应用正在起步阶段，组成泵站的各种构件模块尚未系统建成。特别是水泵结构型式多种多样，当进行BIM建模时均需自行创建构件模型。
苏州市陆步桥泵站工程在施工实践中采用Revit软件对S型卧式轴流泵进行精细化建模，模拟安装流程，针对安装过程中遇到的问题进行动态调整，在一定程度上解决了水泵安装传统工艺存在的工效较慢的问题，也为BIM技术在泵站工程中的全面应用夯实了基础。
2.Revit功能简介
Revit建筑信息模型平台是一套设计与文件管理系统，提供建筑项目所需的设计、图面和明细表等。而我国工程界在BIM技术应用上，使用Revit的比例较高。Revit是以参数化的概念来架构整个模型，而参数化建模是BIM技术的重要基础。其产出成果内容为参数化组件所构建的3D模型，同时具有建筑或其他专业的数据，这些数据提供程序或系统充分的运算与处理依据，使这些程序能依据构件的数据，自动计算出所需要的准确信息。
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图3 Autodesk公司Revit软件
Revit可针对项目自身特点进行自由形状建模和参数化设计，对早期设计进行分析，并利用相关功能自由绘制草图，快速创建三维形状，交互处理各个形状，还可以利用内置参数进行复杂形状的概念澄清，为建造和施工准备模型。随着项目的持续推进，Revit能够围绕最复杂的形状自动构建参数化框架，提供更高的创建控制能力、精确性和灵活性。从概念模型到仿真施工的整个模拟演示流程都在一个直观环境中完成。
3.Revit仿真模拟在S型卧式轴流泵安装中的具体应用
3.1案例工程概况
陆步桥闸站改建工程属于苏州市城市中心区排水防涝完善工程的项目之一。工程布置在现状陆步桥闸位置上，新建闸站由单孔净宽10m的节制闸（钢坝门）和2台1500ZWB5.65－2.7型平面S型卧式轴流泵（排水流量共10.0m3/s）组成。
新建泵室设置2台1500ZWB5.65－2.7单向卧式轴流泵，配用电机为280kW/台。2台水泵共用1个泵室，泵室底板厚1.50～1.90m。每个水泵上游侧各设置快速闸门、事故备用闸门各1扇，水泵下游侧设置检修闸门1扇，上下游共设置6套，闸门均采用钢质平板门，闸门大小为3.40m×2.40m。
3.2仿真模拟
将土建及设备参数输入Revit软件系统中，利用BIM技术将传统二维平面转化为三维模型，将复杂异形构件形状化、直观化，仿真模拟水泵机组组装流程，提前预判可能会遇到的安装问题，实现水泵机组前期模拟预组装，便于在实际施工前对安装方案进行适当的修改，制定出最优的安装解决方案。
（1）反复模拟演算组装过程，确定安装顺序
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图4 设备参数 图5 结构参数
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图6 仿真模拟演算流程
依据现场作业条件及水泵构件参数，将各个水泵构件进行依次排序，利用Revit建模技术反复仿真模拟演算组装过程，最终优选一套组装方案作为现场安装施工指导依据。
（2）利用多种技术效果检查安装过程中可能遇到的问题
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（a） （b） （c）
图7 多种检查方式（a）（b）（c）
利用Revit软件中相关内置功能对仿真模型模拟安装中可能出现的问题进行梳理和排查，主要包括：局部碰撞、轴向偏差、横向错位、高程偏差等安装问题。
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图8 模拟组装成型 图9 水泵安装完成效果
3.3动态调整
通过采用三维模型的构建，动态控制安装过程，对于出现的突发状况，能够实现即时的处理。
（1）安装过程遇到难题后采用模型演算进行分析处理，并及时将解决方案反馈至现场。
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图10 问题解决流程图
具体实施效果：
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图11 案例一 图12 案例二
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图13 实施解决一 图14 实施解决二
（2）安装过程中利用模型参数实时调整安装顺序
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图15 仿真模型演算 图16 现场动态调整
传统安装工艺解决现场问题时主要依据以往类似安装经验，通过反复尝试调整构件位置及角度来寻找解决问题的方法，耗时较长；相比之下，利用Revit建模后采用实时动态调整方法，在解决现场安装问题时主要依据软件对安装过程及环境参数进行分析，数字化、直观化的解决问题，针对性较强，可以在较短时间内准确找到问题症结进行处理。
因此，在安装过程中利用Revit建模仿真模拟能快速了解安装情况，更加直观、准确、及时的针对所遇到的问题优化调整安装顺序及方法。
4.结语
通过上述工程案例的成功实践应用，结果表明，Revit建模仿真模拟安装技术具有可视化、参数化、仿真性等特点，在S型卧式轴流泵安装中合理应用此项技术可大幅度提升水泵安装效率和质量，而且还能避免发生交叉碰撞等问题，对保证施工质量、提升施工效率、降低施工成本等方面皆有非常重要的意义，也为全面推广BIM技术在闸泵站工程中的应用奠定了基础。
参考文献：
[1]杰德尔别克·马迪尼叶提，牛志伟，蒯鹏程，郭 瑞.基于Revit及Navisworks软件的泵站BIM模型及其应用[J].水电能源科学，2018（06）.
[2]石习磊.BIM技术在供水泵站工程中的应用[J].中国水运，2019（03）.
作者简介：
米旺（1982-），男，本科，高级工程师，现从事水利技术管理工作。