BIM 技術在巖石工程中的應用研究

曾賢春

（核工業華東建設工程集團有限公司，江西南昌 330096）

0.引言

我國領土面積位居全球第二，擁有世界上最多的自然氣候劃分區域，與此同時，復雜的氣候條件給我國的巖石工程發展帶來諸多困難，因此相關部門一直在尋求能夠有效加快行業發展的途徑。因為巖石工程施工過程具有不確定性、隱匿性和不穩定性等特點，因此對于施工技術要求是比較高的，我國這些基本技術大都得到了長足發展，且一直在創新和更上一層樓的路上，因此將現代化技術和傳統施工技術進行有機結合是相關部門尋求解決方法的有效途徑，目前應用于巖石工程的現代化技術有BIM 技術、虛擬現實系統技術和遙感技術等多種，本文著重分析BIM 技術在巖石工程中的應用[1-2]。

BIM 技術，全稱為Building Information Modeling（建筑信息化模型），在建筑業和巖石工程迅速發展的過程中，BIM 技術也隨之得到長足發展。Autodesk 公司于2002 年由此提出BIM 技術概念，自該技術產生就得到建筑、土木工程和巖石工程等行業的廣泛關注。BIM 技術總體概括來說是以網絡技術為基礎，通過構建可視化和信息化的模型，模型中清晰顯示有關施工的各項參數，可以提高建筑的透明程度，即提高可視化程度，并且集成化處理這些參數，大量處理參數的同時繼續完善所構建的可視化信息化模型[3-4]，總結來說，BIM 技術即是數字技術以來的對建筑的生命周期管理。本文對BIM 技術的應用進行研討研究。

1. BIM 技術在巖石工程應用的主要特點

1.1 BIM 技術的可視性

該技術以三維立體形式呈現建筑設計形象，且設計中顯示各個具體參數，且能對大量數據進行集成處理，展示設計的效果更直觀，數據也更加清晰，增加設計的可視程度。

1.2 BIM 技術的模擬性

該技術運用在巖石工程的主要功能就是對實物的模擬，比如復雜的地層地質條件等，還可以模擬建筑施工計劃和動態檢測施工進度和施工成本，進一步提高方案的可行性和客觀合理性。

1.3 BIM 技術的優化性

該技術對建筑模型進行優化主要體現在：首先是信息方面，提供的是實物的客觀數據，再次是時間方面，可以隨著時間的變化動態優化建筑設計模型，最后是復雜程度方面，當建筑設計方案復雜程度不斷提高到一定程度后，BIM 技術仍然可以進行較為輕松的分析。

1.4 BIM 技術的協調性

該技術可以提前發現設計方案中不合理的地方，減少施工過程中變更設計方案的次數，及時修正碰撞點，既可以控制工程量，又可以降低建筑成本。

2. BIM 技術在巖石工程中的具體應用

2.1 BIM 技術在巖石工程設計環節中的應用

設計是后期建筑成功與否的關鍵，其完善程度和科學合理程度直接關系到后期完工建筑質量水平的高低，因此設計環節對整個巖石工程的重要性是不言而喻的。因為后期建筑直接反映的是設計師設計圖紙的主觀意圖，而BIM技術可以模擬多種不同的設計方案，并且可以模擬和后期監測不同設計方案帶來的不同建筑完工效果，而這是傳統的二維設計圖紙無法體現的。Autodesk Navisworks 軟件是BIM 技術主要特點之一，可以通過碰撞檢測找出不同設計方案中的碰撞點，以便于及時對設計方案中的不合理的地方進行調整，從而減少后期施工中更改設計方案的次數，降低工程量的同時也減少施工成本。為達到這種效果，加強前期設計環節和后期施工環節的聯系是十分重要的，而正確運用BIM 技術可以做到這點，該技術可以準確協調設計方案，加強設計和施工的聯系，保證施工圖紙在實際巖石地層中的完美呈現，還可以保障設計圖紙的科學合理性，及時規避可能發生的現實問題，保障整個巖石工程施工過程的順利實施。

2.2 BIM 技術在巖石工程基坑測量環節中的應用

基坑測量和支撐保護是巖石工程建設中的重要環節，因為現今巖石工程中為了保證上層結構保持穩定，所以需要測量深度基坑結構，利用結構特定完善巖石工程作業，來保障工程的順利實施。運用BIM 技術可以全面客觀測量基坑結構，三維展示基坑完整狀況，且提供各種真實客觀的數據作為參考，為后期施工提供數據依據，并不斷提高數據精準性，從而提高勘探精準度，也幫助了工作人員運用這些精準數據調整施工方案，針對性開展建設活動，對于傳統基坑測量方法，BIM 技術的運用提高了測量精確度，擴大了可測量范圍，減少了建筑工程量，降低了建筑成本。

2.3 BIM 技術在巖石工程其他測量方面的應用

因為傳統測量方法很有可能出現數據不夠精確和部分數據無法測量等問題，后期就有可能出現要調整設計方案等問題，BIM 技術的應用可以大大提高測量數據的精確性，因為其本質上為一種可視化技術，可以使該地巖石工程的特點直觀地展示在圖紙上，工作人員可以通過圖紙上的數據及時發現工程存在的問題并及時解決，大大減少工程成本，這對于承辦的企業的經濟效益也是一種有效保護。在后期施工過程中，施工進度和耗費的成本也可以動態展示在模型上，專業工作人員可以通過模型及時掌握和分析現行施工狀態，及時反映施工現場真實情況，發現問題及時解決，保障后期施工順利進行。

2.4 BIM 技術在巖石工程管理方面的應用

工程管理包括的內容十分繁多，相關工作人員需要做好相關監管工作，同時需要協調進度、成本和安全問題。BIM技術可以進行實際造價估算和展示潛在的安全隱患，從而有利于管理人員保障施工安全，提高建筑效率和施工安全性，也可以通過動態監測實時調整施工進度，由于該技術對實際施工情景的模擬性，是對工作人員進行工程管理很有幫助的。

3. BIM 技術應用對于巖石工程的有利影響

3.1 BIM 技術的應用提高數據測量精準度

運用現代化測量技術和可視化模型，既可以達到傳統技術無法到達的高度，又可以達到傳統技術無法達到的精準度，數據的客觀可信在前期圖紙設計和后期施工過程中發揮關鍵作用。

3.2 BIM 技術的應用提高工程施工效率

因為客觀合理的設計方案的存在，和動態及時監測施工效果的運行，既可以前期規避掉一些設計上的碰撞點，后期施工根據模型反映可以提前發現問題并解決問題，減少了因為錯誤修改設計方案和重新施工的時間，工期縮短，整個施工過程的效率大大提高。

3.3 BIM 技術的應用減少巖石工程建筑量

因為設計不合理處得到了及時規避，和錯誤及時改正，降低了返工率，也就是減少了因為設計方案改動而產生施工方面變動的工程量，從而減少總工程量。

3.4 BIM 技術的應用降低巖石工程建筑成本

BIM 技術的運用使巖石工程工期縮短，工程量大大減少，設計更為合理科學，施工方案也更為客觀可行，設計方案變更次數的減少和巖石工程建筑返工率的降低，以及施工過程中對成本的動態監測，都有利于建筑成本方面的管控。

4.結語

對于實現巖石工程技術現代化，必須要運用大量現代化技術，其中BIM 技術的運用是很重要的一方面，它的可視性、模擬性、優化性和協調性都幫助我國巖石工程技術長足發展，在深度基坑測量、科學化設計方案和其他測量方面都有很廣泛的應用，合理運用BIM 技術，可以縮短工期，減少工程量和降低工程成本，對巖石工程建設來說十分有利。