地方標準《巖土工程信息模型技術規程》編制解讀

李 欣

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

在建筑工程數字化浪潮的推動下，為了有序實現巖土工程行業信息化，亟需制定巖土工程信息模型技術標準，規范模型建立、使用、傳遞過程中的技術要求，福建省住房和城鄉建設廳印發通知，要求福建省建筑設計研究院有限公司和福建省華榮建設集團有限公司作為主編單位，組織省內巖土工程行業相關單位，編制地方規程《巖土工程信息模型技術規程》(以下簡稱“規程”)。編制組根據擬定的規程編制大綱，依次完成征求意見稿和送審稿的編寫工作，并順利通過審查，于2020年11月完成報批工作正式發布。

《巖土工程信息模型技術規程》是一本適用于巖土工程設計、施工、監測信息模型建立，所使用的專業類規程，也是國內首部有關巖土工程BIM信息模型方面的技術規程。由于該規程是首次編制，缺少相關參考資料，時間緊、難度大。在編制過程中編制組認真收集和參考了國家和地方的二十余種相關技術規程、規范、標準，從建筑、水利水電、鐵路、公路等建設工程領域出發，通過研究分析，針對巖土工程行業設計、施工以及監測等細分專業特點，充分考慮模型建立流程，對巖土工程信息模型的創建、使用和管理等過程做了基本規定。經過廣泛征求國內有關勘察、設計、施工、BIM開發等單位的意見，反復斟酌各章節內容，最后經專家組評審最終定稿。

1 規程編制意義和目的

在工程項目全生命期不同階段各參與方在完成不同工作任務時需要使用不同的計算機軟件，如果不同的計算機軟件之間的數據(信息)不能有效進行交換和共享，將會形成大量的信息孤島；巖土工程作為工程項目全生命期一個不可或缺的重要環節和專業，同樣面臨這樣的問題，而建筑信息模型(BIM)應用的核心理念就是通過構建三維可視化信息模型，強調數據格式、數據交換規程的統一，數據在不同軟件之間實現無損交換，達到信息協同、數據共享的目的，基于數據庫系統為工程建設各參與方提供所需各種基礎數據。編制該規程目的，一方面是推進我省工程建設信息化應用水平，提升我省工程勘察單位技術質量和生產經濟效率。另一方面補齊工程項目全生命周期中的重要環節，為真正做到BIM全專業覆蓋奠定基礎。

2 規程的主要內容

規程全文分為：總則，術語，基本規定，模型創建條件，數據準備，模型創建，監測信息模型，模型交付等共8章和4個附錄。

2.1 總則

總則概括總結了規程的基本內容，闡述規程的編制目的，需要執行的相關標準，為規程奠定基調，后續章節的內容都圍繞總則展開。

2.2 術語

術語的編制目的是為了讓讀者更好地明白條文想表達的具體含義。鑒于本規程是國內首部有關巖土工程信息模型的地方標準，在了解巖土工程專業范疇的同時，還要對建筑信息模型領域的相關知識有一定理解，涵蓋范圍較大，專業技術性較強，因此在本章中對后續章節出現的一些專業類詞匯進行了具體解讀，避免讀者產生歧義。

2.3 基本規定

基本規定定義了巖土工程信息模型適用的各個階段，從提升工作質量和效率角度出發，采用IFC、IDM、IFD數據標準格式和交換標準，在項目有多個參與方的時候實現信息協同和數據共享。完成一項階段性BIM任務時，有時需要多個甚至十幾個應用軟件，BIM應用水平高低與巖土工程信息模型軟件的功能(包括數據管理能力和數據交互能力)密切相關，只有明確數據標準格式和交換標準，才能避免由于文件交換格式兼容性差導致模型傳遞過程中出現數據損失或需要另外采取措施保證數據交換。

建立信息模型時，可根據工程實際需要，在完成工程全生命期內的若干階段或若干項任務時，建立不同信息深度等級的信息模型，針對項目方案報批，施工圖設計，現場施工，運營維護四個基本階段，定義了四個信息深度等級，后續深度等級都包括前一個深度等級的全部元素，保證各深度等級模型和信息的內在邏輯關系。

為了避免組成信息模型的模型元素重復建設，保證模型元素的一致性、唯一性，模型元素采用1∶1幾何尺寸建模，在統一的元素庫下管理和應用。

2.4 模型創建條件

2.4.1 一般規定

要求巖土工程信息模型必須在巖土工程勘察信息模型和建筑信息模型的基礎上拓展，利于不同專業、不同參與方之間的數據信息傳遞和共享。模型創建前應根據特定對象服務的專有屬性，準備相應的基礎資料，例如基坑、邊坡支擋結構服務于建設場地周邊既有建(構)筑物、市政道路、管線和其他設施的使用安全，樁基和基礎工程主要服務于上部主體建筑物荷載需要，不同服務對象所需的基礎資料差別較大。

2.4.2 工程勘察信息

勘察信息模型涵蓋范圍十分廣泛，主要包含有工程地質信息、水文地質信息、物理力學信息等，其中工程地質信息中地質點、地質線、地質界線、地層界面、巖體風化界面、地質構造、結構面、巖性定名、不良地質作用、地下埋藏物等數據，水文地質信息中含水層和隔水層界面、地下水位、水文地質參數等數據，巖土工程設計相關的物理、力學指標等都是巖土工程設計重要的基礎資料，在建立勘察信息模型時，應著重收集以上資料，并合理表達在模型中，方便巖土工程信息模型拓展。

2.4.3 巖土工程設計信息

巖土工程設計往往與主體設計密切相關，針對不同細分專業所需的主體設計信息也不盡相同，基礎設計與主體建筑的坐標定位、結構荷載、軸網或柱網，地下室標高和埋深，電梯井、集水井等設施位置、埋深等關系密切，支擋結構設計在明確主體結構設計信息的同時，還需明確場地紅線外和支護結構影響范圍內既有建(構)筑物的基本信息。

2.4.4 巖土工程信息模型軟件

本節制定的目的并不是要求使用什么軟件進行操作，而是對軟件的基本功能作必要規定，避免一些不滿足要求的BIM應用軟件濫竽充數。規程要求了應用軟件必須具備數據轉換接口，有數據交換和數據共享能力，不僅有利于巖土工程BIM的推廣，還杜絕了一些應用軟件制造數據孤島，封閉產品鏈的行為。本節還規定模型軟件應具備協同工作能力，支持多種數據表達方式，為巖土工程多專業融合發展打下基礎，并預留了拓展空間。

2.5 數據準備

2.5.1 一般規定

根據國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB50007、《建筑邊坡工程技術規范》GB50330以及行業標準《建筑基坑支護技術規程》JGJ120、《建筑地基處理技術規范》JGJ79、《建筑樁基技術規范》JGJ94[1-5]劃分常用構件類型、設計參數，規定了構件及其參數的唯一性和可維護性，保證模型建立過程中的操作性，避免重復建設導致冗余數據以及工程量錯漏。

2.5.2 構件庫標準

本節進一步細化規定標準構件的精度、材質紋理、命名規則，要求標準構件交付的幾何信息和屬性信息，力求標準構件從建立到交付全過程標準一致，滿足構件唯一性、可維護性的要求。

2.5.3 信息分類和編碼

依據ISO12006-2和國家標準《建筑信息模型分類和編碼標準》GB/T51269[6]，總結了巖土工程信息模型包括巖土工程信息模型應用分類對象和分類方法所應遵循的原則。根據巖土工程專業BIM應用特點，定義了目前行業內絕大多數巖土工程類目的中英文名稱，并分類逐一編碼，制定了巖土工程信息模型的信息分類和編碼標準，方便跨行業、專業接收和傳遞模型信息。

2.5.4 數據存儲和交換

本節及附錄規定了標準構件的信息存儲標準和交換標準，存儲標準依據國際協作聯盟倡導的IFC標準，該標準是以建筑行業為主要應用對象的工業基礎類數據模型標準，在國際上受到廣泛認可，包括Autodesk(revit)，Dassault(Bentley)等知名廠商都采用或者兼容IFC標準，交換標準則立足于我國建筑行業的發展現狀和信息化應用特點，采用由中國工程建設標準化協會建筑信息模型專業委員會負責制定的P-BIM標準，該標準兼容國內大部分應用軟件，降低了BIM應用實施難度，提高BIM應用效率，有利于更好推廣巖土工程BIM應用。

本節還對定義了模型存儲的數據模板和格式，明確交換前必須的準備工作，檢查交換數據的正確性、協調性和一致性，系統規定了數據交換的整套流程，分為數據加密、身份驗證、數據交換、數據校驗四個主要步驟，確保數據完整交換，以及交換后模型順利重建。

2.6 模型創建

2.6.1 一般規定

巖土工程專業設計流程較建筑主體專業簡單，巖土工程信息模型按任務階段簡化為方案、設計、施工、運營維護四個階段，本章后續四小節也是圍繞這四個階段具體規定。

2.6.2 方案階段信息模型

根據項目方案階段的特點，模型展示以表達設計意圖為主，要求包括周邊環境因素，具有方案比選的功能，滿足工程量統計、造價估算或概算的基本需求。

2.6.3 設計階段信息模型

該階段對應方案定稿后的施工圖實施，需在方案階段模型的基礎上修改深化，補充計算方法、參數和設計依據，細化節點尺寸、做法，滿足施工圖設計深度，模型拆分后可生成單項工程量清單，編制施工圖預算。

2.6.4 施工階段信息模型

為了確保設計意圖完整表達，施工階段模型應以設計階段模型為依據，完整保留關鍵技術和參數，從施工角度細化模型，解決復雜工程項目設計、施工過程的錯、漏、碰、缺和施工組織、計劃不合理等問題，同時要求施工模型可分解為分部、分項子模型，通過三維可視化信息模型進行施工模擬建造、材料供應計劃、投資控制等，及時完善施工流程，有效優化資源配置，加快施工進度，提高經濟效益。

2.6.5 運營維護階段信息模型

目前項目參建各方往往忽視了項目竣工后的運營維護，而運營維護階段恰恰是項目全生命周期中歷時最長的一個階段，從竣工交付到結束使用功能往往要經歷幾十年，這一階段產生的相關維修和保養數據也相當龐大，建立運營維護階段模型，方便了數據和信息的更新，對實現工程項目全生命周期管理，具有重要作用。

2.7 監測信息模型

2.7.1 一般規定

工程監測是巖土工程實施動態設計、信息化施工和風險防控的重要技術措施，監測數據自動采集(歸集)和三維可視化監測信息模型可以方便設計、施工、監理和質量監管單位對潛在巖土工程風險進行分析預判，合理布置和選擇有效防控措施，是工程項目工程風險防控的重要技術手段。

2.7.2 監測信息模型數據準備

本節明確了監測信息模型中的信息項目，并加以分類和編碼，還規定了監測信息模型建立過程中的存儲標準和傳遞模型信息過程中的交換標準。

規定了模型數據的存儲和傳輸應進行加密，建議采用區塊鏈技術，根據其去中心化的核心，真正做到對歷史數據進行加密，防止數據隨意更改。

2.7.3 監測信息模型創建

從巖土工程細分專業的工作目標和影響范圍出發，規定模型創建的邊界條件。針對巖土工程監測數據不斷變化的特點，規定了監測數據的時效性、準確性。

得益于三維展示和大數據技術的迅猛發展，監測的海量數據可以更好地加以利用，技術條件完全具備模型三維可視化云圖展示的能力，同時根據數據變化趨勢演算得出的預警分析，也為設計方、施工方對項目全方位管理提供有力指導。

2.8 模型交付

2.8.1 一般規定

本節規定模型交付應具備的基本條件，要求模型建模必須坐標與國家坐標系對應，保證了模型順利交付。同時要求建模精細度在滿足標準以及分項需求的前提下，還必須預留深化條件，允許模型采用圖形、影像、文字等輔助關聯數據補充信息，力求模型信息完整表達。

2.8.2 精細度

信息模型的精細度根據不同應用維度分為信息深度和幾何表達精度，并按照方案、設計、施工、運維階段分為四級。幾何表達精度從現狀場地、地質條件、構件條件、截(排)水系統幾個方面規定建模中幾何尺寸細度。信息深度從項目深度、屬性深度、場地及構件深度三方面定義各級信息深度應表達的內容，逐級深入，下一級模型必須繼承包含上一級模型的所有內容，并在其基礎上進行擴展。

2.8.3 交付物

為滿足使用需求并充分表達專業交付信息集合，規程建議模型采用數字化交付，參與方針對不同應用階段和需求，提取數據，連同圖像、影像、文字等引用數據，一同形成交付物，完成交付。

2.8.4 交付協同

信息模型的交付過程主要分為需求定義、模型實施和模型交付三個主要階段，考慮巖土工程信息模型經常與建筑信息模型一同交付，為了便于交付，交付物類別與建筑信息模型一致。模型交付過程由模型提供方和應用方共同參與，提供方根據應用方的需求建立實施模型，交付后由應用方復核，設計和施工階段模型交付前還應與地下管線、主體以及相鄰建(構)筑物地下結構進行沖突檢測。

3 結語

本次編制的《巖土工程信息模型技術規程》以巖土工程相關技術標準為基礎，吸收和借鑒了建筑信息模型巖土工程相關標準，針對巖土工程行業自身特點,重點解決了模型建立的前置條件，定義了模型信息分類和編碼，以及數據存儲和交換標準，規范了模型交付流程、交付形式以及交付內容，為巖土工程BIM應用的發展提供了幫助。規范編制基于當前行業BIM應用現狀，針對省內巖土工程BIM還處在起步階段的情況，立足規程與生產實踐相結合，同時還力求兼顧先進性和前瞻性，為BIM應用軟件發展提出合理化建議。本規程在編制過程中還存在一些問題，希望能在規程執行過程中，結合實際工程案例，進一步探討。

(1)雖然BIM行業已經具有一定規模，但巖土工程BIM行業在國外尚屬空白，在國內也正處在起步階段，該規程在國內也尚屬首例，編制過程中有些內容還停留在理論階段，并未真正實施，因此在應用于工程案例時，還應加以甄別，加以完善。

(2)巖土工程BIM是巖土工程技術與BIM技術相融合的產物，兩者之間在理念上還存在差異，應用時難免出現矛盾，如何在工程實踐中將兩者結合，本規程還存在欠缺，希望經過實踐的積累，在修編時可以得到補充。

(3)該規程收錄的巖土工程構件，均為省內當下應用較為廣泛的工法和措施，對一些費效比高、已經遭到市場淘汰的舊工法和剛剛進入行業內，應用較少，還沒有得到行業內認可的新工法，本規程暫時沒有收錄，因此還存在一定的局限性。