BIM技術在提升公路勘測設計質量中的應用

李 爽

(遼寧省公路勘測設計公司 沈陽市 110006)

1 BlM技術在公路勘察設計中不同階段的實際應用分析

1.1 協同設計目標的實現

由于專業存在差異，不同的專業組在實際開展公路勘察設計工作的過程中，很難實現實時動態協同設計，各專業組之間存在過強的獨立性，無法將有效的協調工作進行深度落實，通過對BIM技術的應用，實現地形以及路線數字化平臺模型的構建，同時使得不同專業組能夠在平臺模型的基礎上開展實時動態協同設計，并且通過對BIM平臺數據的快速訪問以及BIM審核批準等功能的利用，使得分布式多領域設計的整體質量和效率得到有效提升。

1.2 可視化模型展示

在傳統的公路勘察設計工作開展過程中，多數設計工作是通過對AutoCAD軟件進行利用完成，通過對設計對象平面、剖切面以及立面進行二維設計，展示出整體效果，并且針對二維圖紙的使用而言，需要結合實際情況做到因地制宜，很容易出現不同程度的偏差和失誤。但是通過對BIM技術的全方位應用，不僅能達到建模的目的，還能實現正向設計，從而保證公路勘察設計的合理性及可視化。與傳統的二維設計進行比較，能夠獲得可見即可得的效果，并且通過可視化的仿真，可以實現對整體施工過程的掌控，使得整體的設計方案更加科學及可靠。如針對勘察外業階段而言，能夠對無人機傾斜攝影進行利用，同時運用三維地質建模平臺，使與地上以及地下相關的真實場景得到有效構建，從而實現對公路施工質量及效率的保證[1]。

1.3 方案比較分析和明確

在傳統的公路勘察設計工作開展過程中，由于不同的設計人員個人能力不同，綜合素質方面存在一定差異，所以會在方案設計方面出現遺漏重要信息等情況，在開展方案選擇和比較分析過程中，缺乏較強的客觀性，存在主觀臆斷的情況，在路線方案制定的過程中，缺乏對平縱橫組合設計的考慮，導致工程建設過程中，工程量有所增加。通過對BIM 技術的應用，將其對應的三維數字模型與GIS三維智能選線技術進行有機結合，能夠達到對路線方案進行優化的目的。在進行三維數字建模過程中，計算機會自動利用對三維平縱定線以及立體模型的深入分析，明確多個具備較高價值路線走廊方案的選擇，同時通過對人工智能算法以及各種約束條件的利用，實現對目標函數的優化。

1.4 碰撞檢查提高工程建設的可靠性

公路工程屬于線性工程，并且工程建設過程中呈現多樣化特點，針對公路勘察設計工作而言，相關文件和圖表前后不一致的情況較為常見。通過BIM數字化模型的建立，能夠實現針對設計成果中不同展業對象的碰撞檢查，從而及時發現存在的失誤或者差錯，并采取相應的措施進行處理。例如在橋梁結構中存在鋼筋鋼束，如果對BIM技術進行利用，能夠進行正確且專業的碰撞檢查和深入分析，利用對象屬性與空間位置關系的融合，實現對鋼筋鋼束沖突、鋼筋鋼束最小混凝土保護層厚度以及不同鋼筋鋼束之間的間距進行有效且準確的判斷。

1.5 模型出圖交付環節的作用

傳統的公路勘察設計文件交付環節以二維圖紙為媒介，對于工程施工相關工作的開展而言，存在一定的局限性。在BIM技術應用的基礎上，不僅可以按照二維圖紙的要求開展各項工作，還能擁有三維數字模型作為參照依據，用于進行交付的BIM數字模型，可以幫助施工方對相關文件進行審核、施工方案模擬以及三維可視化施工交底等，而業主方能夠通過多模型的觀察和了解，實現對工程全壽命周期的有效管理和監督，同時保證運營養護相關大數據收集及整合，并對重要決策起到關鍵性輔助作用，從而使得公路勘察設計工作的實際效果得到充分體現。

2 利用實例展開BIM技術應用分析

2.1 實例工程概況

為了在公路勘察設計工作開展過程中充分體現出BIM技術的有效性及實際作用，以某新建高速公路的過城鎮路段為例進行說明，此段的實際長度為8.5km，設計方案中的具體速度為100km/h，此公路工程中，路基寬度為33.5m，同時在該路段存在4處互通式立交以及37座高架橋梁，需要對遠期綜合管廊進行預留，同時對高速公路走廊的基本布設條件做好明確。在工程建設施工過程中，由于存在拆遷困難等阻礙，并且對景觀存在較高的要求，需要相關部門及工作人員提高重視。針對此路段中BIM技術的應用而言，主要利用的軟件有Bentley，同時信息三維模型平臺定為Micro Station，工程項目協同管理平臺設為Project Wise[2]。

2.2 創設綜合性較強的設計環境

在開展外業地形或者物體相關數據采集工作時，需要多無人機進行利用，通過對其攝影測量技術的應用，實現對地面實景的構建。而利用Context Capture軟件進行利用，實現對三維實景模型的構建，并將102個高精度像控點布置到全線當中，方便工作過程中對實景模型進行校正，其具備的實際精度能夠達到1∶2000，而針對局部具有覆蓋情況的物體而言，可以通過對三維激光掃描技術的利用，實現真實場景的全部還原。在構建基礎環境模型過程中，將地質勘探得到的數據作為基礎，針對區域內的地層進行合理模擬，并保證整體的準確性，建立具備較高的精度的三維地層分布模型。

2.3 利用BIM軟件開展三維數字模型設計

通過對BIM軟件的利用實現專業組的協同設計工作，通過對Power Civil軟件的利用，針對實際路線、立交的平面、立交的縱斷面以及橫斷面開展設計工作，同時完成可視化路線模型的構建，應用Project Wise協同工作平臺，實現具體的路線方案以及不同專業實時協作設計。針對存在較高沿線景觀要求以及影響因素較多的情況，需要在開展專業設計工作過程中利用可視化模型實現對不同設計方案的比較分析以及選擇，最終明確最佳的設計方案。將客觀的三維環境作為主要基礎，通過與路線方案的有機結合，實現最佳管廊布設方式的選擇，同時能夠有效減少影響因素的干擾。以上工作環節完成后，通過對LumenRT的利用，實現對三維數字模型的動態展示，讓占地拆遷數量及不同種類充分展現在面前。

2.4 模型交付環節的有效控制

利用BIM軟件開展設計工作能夠得到三維數字模型，同時通過模型切坡功能的利用，可以輸出二維圖紙，在進行模型交付過程中，主要包含的內容有三維可視化施工交底、智慧工地建設以及施工方案優化等，幫助業主實現針對工程建設全生命周期的資產管理，同時有效提升城鎮發展過程中的數字化建設水平。

3 結語

在新時期的公路勘察設計工作開展過程中，BIM技術的應用具有重要的實際意義和價值，同時可以利用創建三維數字模型，讓整個工程施工過程得到呈現，并幫助建設單位及施工企業及時發現環境中存在的問題和阻礙，采取有效措施做好相應處理。利用BIM技術能夠達到正向設計的目的，同時使得設計工作變得更加多樣化，從而提升公路勘察設計工作的效率和質量。