建筑信息模型技術在杭州錢江路隧道建設中的應用

郭彥努,俞少寅

建筑信息模型技術在杭州錢江路隧道建設中的應用

郭彥努1,2,俞少寅3

1. 南京藝術學院設計學院, 江蘇 南京 210000 2. 杭州師范大學美術學院, 浙江 杭州 310000 3. 杭州市市政工程集團BIM中心, 浙江 杭州 310000

建筑模型信息化技術（BIM）應用于工程項目建設中，其設計協同、模擬碰撞、施工模擬、進度控制、質量把控等方面具有顯著優勢。通過該技術在錢江路隧道建設中的應用，彰顯其在工程全生命周期中的應用優勢和實際效益，為BIM在工程項目中的更廣泛應用提供經驗和技術支撐。

建筑信息模型技術; 錢江路隧道建設

建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）技術是在將工程項目通過虛擬建模的方式，把其設計施工過程和結果完整的展現出來。其中，模型中包含的信息彼此鏈接，各個施工參與方可以打破工程中地域、專業和時間的限制，共享和同步項目數據[1]。目前，該技術在國外工程項目中已有較為深入的使用[2]，國內尚處在起步的初級階段，近年來，由于政策引導、行業需要、競爭需求等因素，諸多工程施工開始加入BIM技術的研究和應用。杭州錢江路隧道的工程的利用了這項技術，展現了該技術的應用優勢和價值。

1 建筑信息模型技術（BIM）的施工概況

1.1 項目概況

錢江路隧道工程地處杭州江干區的四堡和七堡之間，位于城市東擴的走廊上，隨著區塊的拆遷完成以及滬杭甬高速的提升改造，連接滬杭甬高架的地面道路，可以強化錢江新城與城東新城、艮北新城等區域的聯系（如圖1）。錢江路隧道延伸工程全線為U型槽+隧道形式，雙洞布置，道路等級為城市主干道，起點接順現狀錢江路隧道（U型槽段），終點接滬杭甬抬升工程地面道路，全長約693 m（如圖2和3）。項目的建設對落實城市規劃，構建城市路網，疏解東部交通、發揮路網效益具有積極地推動作用。

圖 1 項目位置

圖 2 工程布局

圖 3 項目設計

1.2 工程的重點與難點

項目與周邊的滬杭甬改造、地鐵9號線、機場快線等在建工程同時施工，故在交匯節點工程狀況較為復雜。用建筑模型信息化技術（BIM）來進行建模及仿真模擬，可以提高各部門溝通效率，減少施工中可能出現的錯誤，把控工程進度、提升質量保障等。

2 建筑信息模型技術（BIM）的應用分析

2.1 工程方案的仿真論證

錢江路隧道下穿鐵路段主體結構已實施完成，路面標高約5.17 m，距離引水河約為110 m（如圖4）。經過BIM模型進行空間論證后，發現受起點標高以及距離的影響，原本設計的下穿引水河方案不可行。同時，受錢江路隧道與鳳起東路的距離(約170 m)以及鳳起東路路面標高（約為6 m，受高鐵影響無抬升條件）的影響，錢江路隧道上跨引水河的方案也已不可行。

因此，再次通過BIM技術，利用可調整的參數化構件搭建了U型槽段、進出水井、暗涵三種引水河倒虹箱涵結構（如圖5）。充分考慮比對結構凈寬與河道寬度一致（11 m），并進行凈高監測，設置倒虹箱涵標高限制，最終確定暗涵結構與錢江路隧道U型槽段平面相交處采用暗涵頂板與隧道底板共板方案（如圖6），來驗證保障飲水河倒虹方案的可實施性。

圖 4 引水河節點設計方案平面示意

圖 5 引水河優化方案BIM模型

圖 6 引水河優化方案BIM模型局部節點

2.2 輔助設計與施工的銜接

經過BIM建造模型后進行距離測量，發現北線引水河箱涵底與地鐵9號線入場線結構最小凈距為3.1 m，與地鐵9號線出場線最小凈距為2.33 m，實際施工空間非常局促（如圖7和圖8）。利用BIM建造模型對施工方案進行模擬后，將空間的信息準確的反饋給設計方，為了減少后期地鐵盾構穿越對本工程倒虹結構的影響，設計方將原有的方案預先采用土建模型搭建，并進行凈距檢查驗證。在BIM模型中提前模擬施工方案，可以驗證施工方案的可實施性和合理性，有效的減少對周圍環境的影響。

圖 7 北線西端倒虹井結構示意圖

圖 8 地鐵與倒虹結構空間示意圖

2.3 精確定位工程尺度

錢江路隧道延伸工程的終點，連接滬杭甬高架的地面道路，方案是以U型槽形式下穿滬杭甬改建輔道橋及新建主線橋，但由于交匯點情況復雜，無法在設計圖紙中準確的確定幾條路線之間的豎向距離，保障車輛通行（如圖9）。因此，利用BIM技術搭建了高架和隧道模型，進行碰撞檢測復核凈高，并對路線進行交通模擬，將凈空精確的控制在4.5 m，保障車輛通行（如圖10）。

圖 9 三線交叉節點計方案剖面示意

圖 10 三線交叉節點BIM模型展示

3 討論

3.1 虛擬仿真技術貫穿項目過程

對錢江路隧道節點工程采用BIM技術輔助設計，通過周邊場景的真實建模，對凈高分析，匝道整改和實際通車情況的實況模擬分析，用模型和動畫直觀展示出了進程狀況，各參與方能夠在可視化狀態下進行整體方案的討論、決策、優化。

3.2 整體拆分項目工作流程

對錢江路隧道項目的分標段拆分，進行分步驟、分組同時建造。整體項目可在多個工作流內同時完成。同時，深化設計，采用輕量化模型進行展示，減少了項目的體量，突破了對硬件設施的要求。使得大型交通改建項目的BIM技術應用成為可能，項目內嵌的預制化模型，對于需要預制化構件的鋼結構、異形構造及機電安裝等進行全面三維模型深化。

3.3 創造真實數據共通環境

利用地理信息系統（GIS,Geographic Information System）、建筑信息模型技術和傾斜攝影及無人機底圖的構建，對本項目的真實環境進行了信息掃描，提供了真實數據。錢江路隧道作為亞運項目保通工程，與其它多個項目有交匯，本次數據成果可在后期工程中持續使用，為多項目交匯工程的決策提供技術支持和數據保障。

4 結論

在大型交通工程中應用建筑信息模型（BIM）進行道路、橋梁、附屬場地等各專業協同設計，實現了整個項目的可視化及參數化，完善了設計成果，有效控制風險，提高工程整體質量并有效的控制了經濟成本。做到了提前發現專業沖突，提升溝通協調效率；將多層次互通交叉、復雜的交通路線直觀展現優化了交通組織流線和空間舒適性；可視化的成果展示，提高了各個專業內部的溝通效率。通過項目的數字化信息化系統整合，BIM技術的數據成果締造了共通數據的共享環境，方便了數據提取，為智慧化城市建設提供數據支撐。

[1] 趙紅紅,李建成.信息化建筑設計—Autodesk Revit[M].北京:中國建筑工業出版社,2005

[2] 何關培,王軼群,應宇墾.BIM總論[M].北京:中國建筑工業出版社,2011

Application of Building Information Modeling Technology in the Construction of Qianjiang Tunnel in Hangzhou City

GUO Yan-nu1,2, YU Shao-yin3

1.210000,2.310000,3.310000,

Building model information technology (BIM) is applied in engineering project construction, and it has significant advantages in design collaboration, collision simulation, construction simulation, schedule control, quality control and other aspects.The application of this technology in the construction of Qianjiang Road tunnel highlights its application advantages and practical benefits in the whole engineering life cycle, and provides experience and technical support for the wider application of BIM in engineering projects.

Building Information Modeling (BIM); Qianjiang Road Tunnel construction

U452.2

A

1000-2324(2020)03-0553-03

10.3969/j.issn.1000-2324.2020.03.034

2018-11-27

2019-02-06

郭彥努(1984-),女,博士研究生,主要從事景觀設計、設計史研究. E-mail:280255164@qq.com