BIM技術(shù)在隧道與地下工程中的應(yīng)用研究

楊玉彬

中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司 山西太原 030000

隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，BIM技術(shù)以“協(xié)調(diào)性、可視化、模擬性”等無可比擬的特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工程施工中，并彰顯出巨大的優(yōu)勢。尤其是在隧道工程和地下工程施工中，BIM技術(shù)的應(yīng)用為其提供了信息化支撐，促進(jìn)了施工的管理優(yōu)化，進(jìn)一步縮減了施工工期、節(jié)約了施工成本，全面提高了工程的施工質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用流程

①數(shù)據(jù)模型建立階段；②BIM技術(shù)應(yīng)用階段；③數(shù)字化交付及BIM技術(shù)總結(jié)階段。其中數(shù)據(jù)模型建立階段可根據(jù)設(shè)計階段分為初步方案設(shè)計模型建立階段和施工圖設(shè)計交付模型建立階段。BIM技術(shù)應(yīng)用階段按照應(yīng)用層次深淺順序分為協(xié)同設(shè)計管理平臺應(yīng)用、無人機(jī)傾斜攝影測量應(yīng)用、行車模擬分析應(yīng)用、可視化方案設(shè)計及比選應(yīng)用、三維正向設(shè)計出圖應(yīng)用及施工模擬與節(jié)點(diǎn)分析應(yīng)用。數(shù)字化交付及BIM技術(shù)總結(jié)階段通過對設(shè)計階段BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行整理總結(jié)，將設(shè)計成果數(shù)字化交付，同時針對各階段的BIM技術(shù)應(yīng)用編制BIM技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 BIM技術(shù)在隧道與地下工程中的具體應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在隧道與地下工程設(shè)計中的應(yīng)用

BIM信息技術(shù)在隧道工程和地下工程中的應(yīng)用，可充分利用三維模型，將施工中涉及的數(shù)據(jù)、信息等進(jìn)行分析，并將二維設(shè)計圖紙進(jìn)行動態(tài)化展示，進(jìn)而使得設(shè)計人員對施工設(shè)計圖紙進(jìn)行精準(zhǔn)的把握。同時，設(shè)計人員在出現(xiàn)新的設(shè)計思路、設(shè)計功能變化的時候，可在BIM三維模型上輕松修改。

2.2 BIM技術(shù)在隧道工程、地下工程施工中的應(yīng)用

①對施工節(jié)點(diǎn)方案進(jìn)行模擬。在具體的隧道施工開展之前，利用BIM技術(shù)對管線搬遷、道路翻交新方案進(jìn)行了一定的模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果對施工方案進(jìn)行了修訂和完善，以最大限度地減少施工給周圍的環(huán)境帶來影響。②動態(tài)工程籌劃。在具體的隧道工程、地下工程施工中，涉及作業(yè)類型較多，常常需要同時施工，上海周家嘴路越江隧道工程施工中也不例外。為了最大限度保證施工順利進(jìn)行，就充分利用BIM技術(shù)對整個工程的施工步驟進(jìn)行了直觀的模擬，并利用3D技術(shù)將施工場地的圍擋、大型機(jī)械場內(nèi)布置、平行交叉工序調(diào)度方案、分段施工資源調(diào)配等進(jìn)行了有效的配置。在此基礎(chǔ)上，還對施工中設(shè)計到的隧道盾構(gòu)、盾構(gòu)始發(fā)、盾構(gòu)吊裝等進(jìn)行了動態(tài)演示和調(diào)整，對整個隧道工程施工的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行有效的保障，提升了整個項(xiàng)目工程的施工質(zhì)量[2]。

2.3 BIM技術(shù)在隧道工程、地下工程施工管理中的應(yīng)用

①BIM技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用。在隧道與地下工程管理中，質(zhì)量控制是其重點(diǎn)所在，同時也是管理的難點(diǎn)所在。而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，則可充分利用該技術(shù)對施工中存在的潛在質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行識別，并且利用BIM技術(shù)對施工技術(shù)進(jìn)行模擬，確保施工技術(shù)的精準(zhǔn)運(yùn)用，進(jìn)而保證整個工程的質(zhì)量。②BIM技術(shù)在安全管理中的應(yīng)用。隧道與地下工程施工中，存在較大的安全風(fēng)險。在這種情況下，傳統(tǒng)的安全管理方式效果并不理想。而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可在事前的施工模擬中，將施工中存在的安全隱患進(jìn)行排查，并據(jù)此制定出相應(yīng)的安全防范措施；通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可將安全事故直觀地呈現(xiàn)在施工人員面前，進(jìn)而增強(qiáng)其安全意識；利用BIM技術(shù)可對施工人員進(jìn)行空間定位，對其施工進(jìn)行監(jiān)控，以最大限度地減少安全事故的發(fā)生率。③BIM技術(shù)在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用。在隧道與地下工程施工中，受到多種因素的影響，常常出現(xiàn)施工進(jìn)度延誤的現(xiàn)象。而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可依據(jù)相應(yīng)的信息、參數(shù)和數(shù)據(jù)等進(jìn)行計算，并制定出最佳的施工進(jìn)度計劃。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢和特點(diǎn)

3.1 可視化

在傳統(tǒng)的隧道工程、地下工程施工方案設(shè)計過程中，設(shè)計人員均是憑借自己的想象力，以及以往的施工設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，對整個工程的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)想、設(shè)計，并利用二維的圖紙將其呈現(xiàn)出來。但是在這種情況下，單純依靠二維圖紙很難將全部信息進(jìn)行有效的表達(dá)，以至于在項(xiàng)目后期施工中，出現(xiàn)施工與設(shè)計圖紙存在偏差的現(xiàn)象。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計人員可充分利用三維模型，構(gòu)建出一個立體的施工設(shè)計方案，并將所有的信息、細(xì)節(jié)直觀地呈現(xiàn)在施工人員的面前，進(jìn)而使得施工要求更加形象化、明確化，有效避免了施工過程中出現(xiàn)的各種問題。

3.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

在地下工程和隧道工程施工過程中，鑒于工程的特點(diǎn)，施工中涉及的數(shù)據(jù)相對比較多，其中任何一項(xiàng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，都會帶來嚴(yán)重的損失。在這種情況下，通過BIM信息技術(shù)的應(yīng)用，可以將項(xiàng)目工程施工中涉及的所有數(shù)據(jù)、參數(shù)、信息等進(jìn)行組建，并對其進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和處理，避免施工中數(shù)據(jù)、參數(shù)出現(xiàn)錯誤和遺失等現(xiàn)象，進(jìn)而為項(xiàng)目工程順利進(jìn)行奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

3.3 虛擬施工

在整個地下工程和隧道工程施工中，為了保證整個工程項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行，必須最大限度地減少施工中出現(xiàn)的返工、整改現(xiàn)象。但是在具體的施工中，受到多種因素的影響，返工和整改現(xiàn)象不可避免，進(jìn)而延誤施工工期，并增加了施工成本。而通過BIM信息技術(shù)的應(yīng)用，則可充分利用三維立體模型，對施工中涉及的環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，并將模擬的結(jié)果與具體的施工進(jìn)展進(jìn)行對比，以此對整個工程施工環(huán)節(jié)和流程進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)而保證整個項(xiàng)目工程施工的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)作為可續(xù)技術(shù)發(fā)展衍變而來的新型技術(shù)，在各種基礎(chǔ)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用到隧道工程中，不僅能夠簡化隧道工程的流程，還能夠提高隧道工程的質(zhì)量，有著極其廣闊的發(fā)展前景。