项目概况与行业意义 - 奉节菜籽坝抽水蓄能电站是中国国内首个复杂岩溶地区的大型抽水蓄能项目，也是三峡集团首个全过程自主勘察设计的抽蓄电站，由上海勘测设计研究院有限公司（上海院）打造 [1] - 该项目成功入围2025年在阿姆斯特丹举办的基础设施数字化光辉大奖赛 [1] - 项目成功突破了岩溶地区抽水蓄能电站建设的技术瓶颈，为清洁能源发展提供了重大示范 [9] 项目面临的工程挑战 - 项目位于复杂岩溶地质区域，溶洞、溶蚀裂隙、地下暗河交织形成复杂的渗流网络，对水电站建设构成巨大挑战 [3] - 具体挑战包括：库区防渗难度大导致帷幕灌浆工程量大、地下厂房和引水隧洞穿越溶洞群存在风险、运行期库水渗漏可能污染地下水并影响水生态 [3] 数字化平台建设与技术选型 - 项目初期尝试多款主流设计工具组合，但面临数据割裂、模型版本不统一、机电设备参数化不足、地质与建筑模型缺乏动态关联、工具链离散制约全专业集成设计等问题 [5] - 上海院决定引入Bentley技术体系，其核心优势在于工程级数据融合能力与专业深度定制空间 [5] - Bentley技术具体优势包括：OpenRoads与OpenBuildings Designer无缝衔接满足“地上-地下”一体化设计、基于MicroStation开放性API支持开发专业级水力机械参数驱动组件、iTwin平台的数据轻量化与版本管理适配EPC多阶段交付、iTwin Capture对地形数据的融合处理性能远超常规GIS工具 [5] 地质建模与风险控制 - 利用iTwin Capture技术生成高精度地质模型，并与OpenRoads隧洞设计模型建立空间拓扑关系，为安全设计奠定基础 [6] - 集成钻孔、物探、遥感等数据构建三维岩溶地质模型，清晰标注溶洞、裂隙、地下暗河的空间分布，结合GIS分析预测潜在渗漏路径和高风险区域 [6] - 针对地下洞室群，通过BIM+有限元分析模拟围岩应力分布以优化支护方案，并运用4D施工模拟动态规划隧洞开挖顺序，规避岩爆、突水等风险 [6] 数字孪生技术的应用与成效 - 构建了覆盖厂房、输水系统、地质等专业的统一数字孪生平台，集成所有专业模型（包括高精度地形与设备模型），实现多专业设计数据动态关联，支持4D施工模拟和运维预演 [7] - 数字孪生平台可实现自动工程量计算，例如调整输水线路高程时系统自动计算工程量变化，辅助快速科学决策 [7] - 通过数字孪生对比地质模型与开挖实测数据，可定位地质勘探偏差区域并指导补勘方案制定 [7] - 应用Bentley的iTwin数字孪生技术实现地质建模与施工动态耦合，优化开挖量12万立方米，缩短工期42天，减少施工碳排放8960吨 [7] 数字化组件体系的构建与推广 - 构建了参数化设备库，基于OpenBuildings Designer开发水力机械专用组件（如水轮机转轮、球阀），支持特征参数驱动建模，可实现蜗壳等复杂曲面设备30分钟快速建模 [8] - 建立了机电安装标准节点的企业级标准化构件库，设计复用率达85%，有效减少重复建模工作量 [8] - 在压力钢管等组件中集成材料属性等工程数据，为后期施工模拟与运维预警提供支撑 [8] - 项目形成的包含参数化组件的抽蓄电站通用产品库已在5个类似项目中推广运用，设计资源复用率达75% [8]