Создание успешного пилотного BIM-проекта очистных сооружений

Создание успешного пилотного BIM-проекта очистных сооружений 12.05.2021 00:00

Мы хотим рассказать о реконструкции отстойника шахтных вод без остановки технологического процесса.

В данном проекте наша организация прошла боевое BIM-крещение, т.к. это стало испытанием на прочность не только для технологического, но и конструкторского отделов. 

Как мы используем BIM проектирование зданий и сооружений
	С помощью программного комплекса для автоматизированного проектирования рассчитываем основные элементы здания. Создаём спецификации, рабочие чертежи, сметы.			Создаем 3D модель объекта с планами, видами и разрезами. Она позволяет пользователю визуально видеть все элементы и детали, облетать объект со всех сторон.
	В проекте всё имеет логическую связку. Мы оптимизируем процессы не только технологического характера, но и обеспечивающие своевременную поставку материалов, оборудования и техники.			Использование BIM проектирования зданий и сооружений в строительной индустрии позволяет обеспечить комплексный подход на всех этапах возведения зданий и сооружений.

 

Наш объект представляет собой горизонтальный отстойник шахтных вод. Объект является действующим и расположен в Мурманской области. 

Расположение отстойника в Мурманской области

Основное назначение объекта – осветление воды, поступающей с нижних горизонтов шахт на поверхность с помощью насосных станций. В ходе разработки проекта были кардинальные изменения концепции, предполагаемой заказчиком.

Изначально планировалось установить две блок-контейнерные станции для дозирования реагентов в канал без грандиозных реконструкций. Однако, после выпуска отчета обследования сложилась следующая картина по текущему состоянию отстойника:

Существующее состояние отстойника

Как видно на показанных фотографиях присутствуют следующие дефекты:  

1. Открытые щели между плитами подводящего канала;
2. Размыв бетона стен отстойника. Биологическая коррозия. Сильный износ бетона;
3. Разрушение бетона до арматурной сетки. Коррозия арматурной сетки. Местами сквозной размыв бетона плиты; 
4. Ограждение отстойника местами отсутствует, местами поломано. Коррозия металла;
5. Переливные отверстия выполнены кустарно. Усиление стен трубами также выполнено ненадежно.

---

Проектирование объекта начали с разработки технологической схемы для определения будущих параметров сооружения и определения капвложений. Схему P&ID решили прорабатывать в Plant 3D:

Разработка технологической схемы

• Разработка технологической схемы P&ID велась в специализированной САПР Plant 3D.
   
• В технологической схеме были сразу учтены необходимые приборы КИП, ЗРА и оборудование.
   
• При формировании списков комплектующих из Plant 3D нет необходимости вручную пересчитывать по схеме после изменений схемы.
  
  
  
  
   

---

Проектирование трубопроводной части раздела Технологические решения ведется в Revit. Но перед тем как начать проработку технологической обвязки предстояло замоделировать существующую опалубку отстойника. 

Тем самым началась проработка решений о проведении реконструкции отстойника и расстановка нового технологического оборудования.

Так как опалубка отстойника представляет собой двойное «корыто» размерами 125х40м, то стандартные методы проектирования (как для капитальных зданий) здесь не подходят из-за сложной геометрии опалубки. 

У нашей организации есть опыт проведения реконструкций железобетонных емкостных сооружений в CAD и исходя из этого были выявлены следующие тенденции:

ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА РЕКОНСТРУКЦИИ По мнению ООО «РЕГИОН» основной проблемой проектирования реконструкций промышленных объектов является увязка существующих и новых конструкций, т.к. кроме мероприятий усиления и ремонта добавляются новые сооружения и конструкции, необходимые для работы технологической части объекта. Выполнять проектную часть таких сооружений в CAD проблематично и существует большая вероятность появления серьезных коллизий, влияющих потом на СМР.

​
В начале разработки данного BIM проекта, наши специалисты уже имели опыт работы в Revit и коллективно были обозначены следующие проблемные моменты:

Проблемы разработка проекта в BIM

• Удаленность объекта проектирования;
• Отсутствие полного перечня исходных данных;
• Проработка стадий демонтажа и монтажа;
• Необходимость проектной проработки стадийности строительства без технологической остановки;
• Сложная геометрия для моделирования;
• Необходимость создания нестандартных семейств для технологической части.

---

Т.к. объект является удаленным относительно СПб, то частые выезды не представляются возможными из-за транспортной логистики.

По перечню исходных данных также были получены: Задание на проектирование, Технические условия на подключение к инженерным сетям, остатки от архивных чертежей и старая топосьемка в не очень удачном для проектирования масштабе. Таким образом для BIMа не очень-то объемная информация, но с помощью рулеток были намерены основные конструкции.

В связи с тем, что объект относится к ОПО и технологическая часть не предусматривает резервирование, то после осознания, что проектирование не ограничивается установкой только контейнеров, то встал вопрос и начались попытки придумать как сделать реконструкцию без остановки. 

Найденный способ решения проблемы

Применяя программные решения по bim-проектированию Revit и Navisworks удалось:

• Увязать между собой существующие и новые конструкции;
• Ускорить поиск коллизий между смежными разделами;
• Используя инструменты календарного планирования Navisworks продумать стадийность производства по переключению;
• отстойника без остановки работ шаг за шагом.

Проработка новой опалубки и увязка ее с существующей конструкцией

После получения предварительного задания технологов на основе технологической схемы из Plant 3D и расчетов по требуемым объемам камер и отстойников была сделана первая пробная модель новой опалубки. Новая опалубка существенно изменилась по сравнению с существующей. Изменились подводящие лотки, добавились камеры хлопьеобразования, камеры сбора осадка, появились камеры сбора осадка, стены для ламельных кассет и канал отвода осветленной воды через секцию обеззараживания.

После завершения моделирования пробной опалубки мы начали расставлять технологическое оборудование и моделировать трассы трубопроводов. 

Подготовка семейств технологической части

Некоторые семейства для технологической части прорабатывались полностью с нуля, т.к. в открытом доступе их просто нет, а если и есть, то они не соответствуют нашим потребностям. В основном это фитинги, запорная арматура в виде шиберных затворов и нестандартное оборудование как например ламельные кассеты. Некоторые семейства получились комбинированные. В них были вложены уже готовые составляющие, например это электродвигатели. 

Моделирование технологической части

Моделирование технологической части заключалось не только в расстановке оборудования и увязке трубопроводов, но также рассматривались варианты оптимизации технологии. Благодаря BIM проектированию удается сразу разрешать междисциплинарные коллизии и вовремя вносить изменения в модель, тем самым выдавая заказчику проработанный качественный проект.

Проработка опалубки после увязки с технологической частью

После расстановки оборудования и всего что должно быть для работы технологии мы начали корректировать опалубку из-за увязки с технологической частью и пробовать армировать. Данная работа проводилась несколько раз с итерацией, т.к. на данном этапе приходят изменения по технологической части и от смежных разделов.

Проработка опалубки после увязки с технолологической частью

Завершения работы реконструкции отстойника шахтных вод без остановки технологического процесса

По итогу завершения работы можно отметить, что изначально проект не подразумевали разрабатывать BIM, но желание выполнить технологическую часть в Revit потянуло за собой большую работу с достижениями и ошибками по конструктиву. Для нас моделирование отстойника было очень сложной задачей и для первого BIM-проекта это действительно испытание на прочность было. Сейчас другие емкостные сооружения нам гораздо проще прорабатывать, т.к. уже набили руки в этом деле.

BIM-модель представляет собой 3D проект, который обладает реалистичными физическими свойствами. Существенно сокращаются сроки проектирования, оптимизируется процесс строительства, обеспечивается эффективная и безопасная эксплуатация объекта.