BIM技術在公路隧道設計中的應用

朱家成

浙江中交通力工程設計有限公司 浙江 杭州 310000

正文：

1、前言

建筑信息建模，簡稱BIM，是基于與建設工程項目相關的各種數據構建的，是建設項目物理和功能特性的數字表達，其數字仿真用于模擬建筑物以反映更逼真的信息。BIM技術在土木工程中得到了廣泛的應用，隧道工程是其中之一。BIM技術能有效提高設計人員的設計質量和工作效率，保證整個項目的實施質量，縮短工期，節約成本。

2、BIM技術應用狀態

BIM技術在建筑、電子、機械等行業得到了廣泛的應用，BIM技術的應用日益成熟，使得各個領域的發展發生巨大變化。目前，中國社會經濟穩定，交通行業也向更高層次發展，地下工程，尤其是隧道工程的需求也隨之增加。隧道工程的建設和發展方向應注重環境保護、低碳、經濟、可持續發展。因此，BIM技術在隧道工程中的應用是一個主要趨勢。

3、BIM技術在隧道工程中的應用特點

3.1 與其他工程領域稍有不同，隧道工程中的BIM概念也包括GIS。3D模型的建立還包括3D地質信息模型、3D地理信息模型和3D隧道結構模型。這就需要在工程前期收集大量的信息，并且還需建立相應的通用數據庫，使得專業技術人員和各個軟件平臺之間的信息互通屏障逐漸消除。

3.2 提高設計模型的兼容性。工程設計人員還需根據工程特性使用適當的應用平臺。如果應用程序平臺之間存在差異，則對模型兼容性有更高的要求。不僅如此，設計鏈接和構建鏈接需要與各種類型的設計模型兼容，這意味著平臺可以一起工作，并且可以進行格式轉換。

3.3 可視化管理

隧道工程項目當中含有多個系統：如超前地質預報、監控量測等，這也證明了隧道工程項目建設對施工安全以及質量的要求極為嚴格。BIM主要是多源模型的綜合，用于工程量統計，碰撞檢查、施工進度模擬與展示、管理、優化設計，集項目的設計、施工、管理和運營協同的平臺。施工企業在利用BIM技術的過程中，需充分集成不同種類的安全質量管理平臺，對各項信息數據實施集中可視化管理。

4、BIM技術在隧道工程三維設計中的應用

分析曲面建模的能力。處理大型項目和高級別的數據建模能力只有BIM這樣的大型平臺才會具有。而且信息傳導可以在不同的軟件之間進行共享。可以協調互相之間的工作能力，還可以拓展軟件平臺，增加軟件平臺的相互操作能力和多個用戶復雜環境下的使用性。先明確整個隧道的設計特點，才能選擇BIM設計的軟件平臺。帶狀分布也是隧道工程的主要特點。這么龐大的建筑體系存在于同一個區域，所以也是非常復雜的，因為隧道建設過程設計中也涵蓋了非常多的復雜地形地貌。這也是代表著施工階段將需要更多的信息指導，才能保證施工安全。整個隧道的施工都與地質關系非常密切，而隧道的設計質量和地質勘探的準確程度也有著非常大的關系，因此要結合實際因地制宜的結合隧道工程的實際特點來選擇BIM軟件使用的平臺來大大提高隧道建設的效率和質量保障隧道建設安全性縮短，工期可以將成本大大降低。

4.1 BIM技術的應用

BIM技術不僅在三維設計中，設計者經常使用BIM技術來構建挖掘模型，通過挖掘模型來確定施工工藝是否符合當前的地質條件，開挖能否保證施工的安全，通過建模來模擬工況，計算受力，能否保證施工安全以及運營安全，同時優化襯砌設計，減少不必要的輔助措施或者增加安全保證措施。建模的實質是模擬隧道各個工序中各個構建空間對應關系，各個工序是否有沖突，能否保證施工開挖的安全，還有避免各個施工構件的打設之間的沖突，避免系統錨桿、超前錨桿、鎖腳錨桿等的打設之間的相互干擾，調整合適的角度。

在傳統的設計過程中，設計者利用該方法模擬施工過程，繪制施工工藝流程圖。該方法結構簡單，能夠滿足設計和施工要求，能夠明確表達設計意圖，達到預期的設計目標。然而，如果隧道施工區復雜，設計需要涉及更多內容，如果設計者仍然使用繪制施工順序圖的方法，通常不可能準確地向施工人員傳達設計意圖，影響施工進度，施工質量難以保證。施工人員可采用BIM技術進行設計，并使用動態施工模型和模型對施工過程圖紙進行自動細分和施工。BIM技術繪制的圖紙可以更清楚地顯示施工過程中構件的時空狀態，便于施工人員理解。此外，施工人員還可以通過漫游BIM模型對各施工進行更清晰的理解，并根據實際情況進行調整。

4.2 BIM隧道結構模型計算

許多暗埋段以及敞開段也都存在于隧道當中。設計師可以利用BIM技術來分析結構的模型。構建邊界條件可以被供設計人員利用BIM在修改后再進行建立。結構軟件在分析模式修改后，就不再具備分析其結構的能力，因此設計人員可以通過緯地等進行結構分析。軟件數據傳輸主要被結構分析模型所承載。revit建立的結構分析模型與物理模型完全一致，而且在同等條件下可以利用構造函數分析模型，這樣可以將隧道項目的位置簡單容易的使用BIM技術建立模型，而且BIM技術還可以計算和分析已經被建立的模型。反應模型和彈性模型是整個隧道結構模型計算中的兩種主要模型。根據反應模型的基本情況，可以將結構的重量從外部進行施加，不斷增加單位面積上的基礎壓力。加大力與力的關系。經過彈性地基模型的實驗分析。通過使用模型分析，可以減少許多設計師要進行的計算。并且整個概念非常清晰，不容易出錯。而且該模型允許設計者計算一些軟土區的結構。

5、結束語

最后，通過實際應用，發現將BIM技術應用于三維設計工作，可以為設計人員的工作提供更多的便利，大大提高設計人員的設計質量。圖紙更加準確，提高了企業的施工水平，保證了隧道施工質量。