城軌交通工程區間BIM模型自動生成工程量清單的建模規則研究

摘" 要：該文探討城際鐵路和城市軌道交通工程區間BIM模型自動生成工程量清單的建模規則技術路線。首先，介紹數據收集與整合、BIM模型構建、參數化建模規則設計、智能化工程量清單生成、驗證與修正及輸出與應用等關鍵步驟。隨后，討論盾構法和礦山法區間斷面模型創建演示的步驟及應用發展趨勢。最后，強調編碼規則在實施BIM模型自動生成工程量清單過程中的重要性。綜合這些內容，該文提供一套全面的技術路線，為城際鐵路和城市軌道交通工程的工程量清單自動生成提供有力的指導和支持。

關鍵詞：BIM模型;建模規則;盾構法;礦山法;編碼規則

中圖分類號：TU" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）26-0113-04

Abstract： This article explores the modeling rules and technical routes for the automatic generation of bill of quantities for intercity railway and urban rail transit engineering interval BIM models. Firstly， the key steps of data collection and integration， BIM model construction， parameterized modeling rule design， intelligent engineering quantity list generation， validation and correction， as well as output and application were introduced. Subsequently， the steps and application development trends for creating and demonstrating section models for shield tunneling and mining methods were discussed. Finally， the importance of coding rules in the implementation of BIM model automatic generation of bill of quantities was emphasized. Based on these contents， this article provides a comprehensive technical roadmap， which provides strong guidance and support for the automatic generation of engineering quantity lists for intercity railways and urban rail transit projects.

Keywords： BIM model; modeling rules; shield tunneling method; mining method; encoding rules

隨著城市化進程的不斷推進，城市交通基礎設施建設日益成為城市發展的重要組成部分。城際鐵路和城市軌道交通工程作為城市交通網絡的重要組成部分，承擔著連接城市之間及城市內部的重要職責。為了提高工程建設的效率和質量，引入建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術已成為當前工程領域的一項重要趨勢。城際鐵路和城市軌道交通工程的建設往往涉及大量的工程量清單編制工作，而傳統的手工編制方式存在著效率低、易出錯等問題。因此，將BIM技術應用于城際鐵路和城市軌道交通工程的工程量清單自動生成中，成為提高工程管理和建設效率的有效途徑之一。

本文旨在研究城際鐵路和城市軌道交通工程區間BIM模型自動生成工程量清單的建模規則。通過分析工程量清單編制的特點和要求，結合BIM技術的優勢，提出一套適用于城際鐵路和城市軌道交通工程的BIM模型自動生成工程量清單的建模規則。這將為工程管理者和工程師在城際鐵路和城市軌道交通工程建設中，提供一種高效、準確的工程量清單編制方法，為工程建設的順利進行提供技術支持和保障。

1 城際鐵路和城市軌道交通工程區間BIM模型自動生成工程量清單模型創建及編碼規則

1.1 技術路線

首先利用BIM軟件，根據設計圖紙和規范，建立城際鐵路和城市軌道交通工程的BIM模型。模型應包括線路、軌道、車站、隧道和橋梁等各種構件，并按照規范要求進行參數設置。然后，分析工程量清單編制的特點和要求，包括各種構件的計量單位、計量方法、數量計算規則等。設計參數化建模規則，將工程量清單編制規則轉化為BIM模型中的參數設置和計算邏輯，以實現工程量的自動生成。最后，基于設計好的參數化建模規則，利用BIM軟件中的自動化工具，對BIM模型進行智能化處理，自動生成工程量清單。清單內容應包括各構件的數量、長度、面積和體積等詳細信息，并根據實際需要進行分類和匯總。

1.2" 盾構法區間模型創建及編碼規則

盾構法區間外輪廓模型應按照開挖面輪廓建立，即以盾構刀盤直徑作為橫斷面，沿著線路或隧道中心線運用沿路徑拉伸功能來實現。此外，結合工程地質模型，通過土巖分界面對輪廓體模型進行剪切，形成最終的算量模型。

模型創建要求：盾構法區間工程量模型的工程對象、構件命名、圖層命名和模型精細度應參照表1。模型元素應按本規則要求命名，并歸入對應圖層。

土體加固結構旋噴樁應按照圖紙示意幾何尺寸，用實體建模工具創建。旋噴樁模型應通過地形面作上部剪切。

模型屬性信息要求：為確保盾構法區間模型在工程量計算軟件中能夠正常統計工程量，提高工程量統計效率，在QBSZMC-10105-2021《軌道交通工程BIM構件模型創建與入庫標準》基礎上強調和補充部分屬性信息要求，見表2。

1.3" 礦山法區間模型創建及編碼規則

礦山法區間工程量模型的工程對象、構建命名、圖層命名和模型精細度詳見表3。模型元素應按本規則準要求命名，并歸入對應圖層。

模型屬性信息要求：為確保礦山法區間模型在工程量計算軟件中能夠正常統計工程量，提高工程量統計效率，在QBSZMC-10105-2021《軌道交通工程BIM構件模型創建與入庫標準》基礎上強調和補充部分屬性信息要求，見表4。

2" 模型創建案例演示

2.1" 盾構法模型創建演示

在盾構法模型創建的演示中（圖1），首先，以開挖面輪廓為基礎，以盾構刀盤直徑作為橫斷面的參考，沿著線路或隧道中心線運用沿路徑拉伸功能建立模型的外輪廓。這一步驟的關鍵在于確保模型與實際的地下工程環境相符，從而為后續的工程量測提供準確的基礎。通過這種方法，能夠快速而準確地建立起盾構法施工所需的外輪廓模型。

其次，將結合工程地質模型進一步優化盾構法模型的創建過程。在充分考慮地質結構對隧道或線路影響的基礎上，通過在模型中引入土巖分界面的信息，將模型進行剪切，以形成更貼近實際的地質條件的輪廓體模型。這樣的優化不僅能夠提高模型的真實性和準確性，還可以為后續的施工規劃和管理提供更多的參考依據。

在整個演示過程中，重點展示如何使用專業的建模軟件，如利用BIM軟件，來實現上述操作。通過對軟件工具的靈活運用，能夠更加高效地完成模型的創建和優化工作。同時，也會強調對數據準確性和完整性的重視，因為這些數據將直接影響到模型的質量和可靠性。最終的目標是建立一個既符合設計要求又貼近實際地質條件的盾構法模型，為工程的順利進行提供可靠的支持。

2.2" 礦山法區間斷面模型創建演示

在礦山法區間斷面模型的創建演示中（圖2），首先，要考慮到礦山工程的特殊性，即地下巖體結構的復雜性和變化性。因此，在創建斷面模型時，會特別關注地質情況，并根據地質勘探數據和工程地質模型合理構建模型。這意味著需要考慮到不同地質層的厚度、巖性、傾角等因素，以確保模型的準確性和真實性。

其次，結合實際工程需求及礦山法開采的特點，運用BIM技術進行斷面模型的繪制和建模。在這個過程中，根據地質數據與工程設計要求相結合，繪制出符合工程標準和規范的斷面模型。這些模型將準確反映出礦山法開采區域的地形、地質結構、采礦方式等關鍵信息，為后續的工程設計和施工提供重要參考。

在演示中，必須強調對數據的精確性和可靠性的重視，因為這些數據將直接影響到模型的準確性和可靠性。因此，在創建斷面模型時，會對地質數據進行仔細的驗證和分析，確保其與實際情況一致。同時，也會結合現場勘測和實測數據，對模型進行修正和優化，以確保模型的真實性和可靠性。

最終，通過演示，目標是建立一個既符合設計要求又貼近實際地質條件的礦山法區間斷面模型。這樣的模型將為礦山工程的規劃、設計、施工提供可靠的技術支持，幫助提高工程的效率和質量。

3" 結論與展望

3.1" 結論

通過演示盾構法和礦山法區間斷面模型的創建過程，不僅深入研究了模型建立方法，還考慮了與之相關的算量規則。在盾構法的情境下，本文關注了開挖面輪廓建模和工程地質模型土巖分界面剪切對工程量清單的影響。合理的建模規則和參數設置，將有助于自動生成符合工程量清單編制規范的清單，提高了工程管理質量和施工效率。

在礦山法的情境下，本文著重考慮了地質數據和工程設計要求對模型建立的影響，以及與之相關的算量規則。通過合理的建模方法和數據驗證，建立了具有地質準確性的斷面模型，并將其轉化為可用于工程量清單編制的算量模型。這些模型不僅為礦山工程的規劃、設計、施工提供了重要的技術支持，同時也為工程量的準確計量和管理提供了可靠的基礎。

綜上所述，無論是盾構法還是礦山法，合理的算量規則是確保工程量清單準確性和可靠性的關鍵。通過將建模規則與工程量清單編制規范相結合，能夠更好地應對不同工程背景下的挑戰，為工程的順利進行提供技術支持和保障。未來，將繼續探索和優化算量規則，不斷提升工程量清單編制的效率和質量，為工程建設的可持續發展貢獻力量。

3.2" 建模規則應用發展趨勢

建模規則的應用發展趨勢表明了建筑信息模型（BIM）技術在工程領域中的不斷進步和創新。首先，可以預見建模規則將越來越智能化，隨著人工智能和機器學習技術的不斷發展，建模規則可以更好地理解和分析復雜的工程數據，從而自動優化模型設計并生成工程量清單。這將大大提高工程設計和管理的效率，減少人為錯誤。

其次，建模規則將越來越綜合化，不再僅限于特定的工程方面，而是將各種因素綜合考慮進去，如地質、環境、材料等，以滿足工程的綜合性需求。這種綜合性的建模規則將為工程師和設計者提供更全面的數據支持，幫助他們作出更準確和可靠的設計決策。

此外，建模規則的開放化和標準化也是未來的發展趨勢之一。隨著BIM技術的不斷普及和應用，建模規則將逐漸實現標準化和通用化，不同軟件和平臺之間可以更加方便地共享和交流建模規則，推動工程設計和管理的協同和互操作性。

最后，建模規則的可視化和交互化將成為未來的重要趨勢。通過可視化的界面和交互式操作，工程師和管理者可以更直觀、更便捷地應用建模規則，實現工程量清單的自動生成和管理。這將使工程設計和管理過程更加靈活和高效，有助于提高工程質量和減少成本。

綜上所述，建模規則的智能化、綜合化、開放化、標準化、可視化和交互化是未來工程領域中BIM技術發展的重要趨勢，這將為工程設計和管理帶來更大的便利和創新。

參考文獻：

[1] 楊鐵增.淺談BIM技術在建筑工程算量中的應用[J].水利規劃與設計，2018（2）：62-64.

[2] 曹祥軍.BIM技術在工程造價算量軟件中的應用[J].湖北科技學院學報，2014，34（9）：25-26.

[3] 劉依蓮.BIM技術在工程造價算量軟件中的應用[J].工程技術研究，2017（4）：68-69.

[4] 曾開發，張蓮珠，李杰.基于Revit土建工程算量三種模式的對比分析[J].工程造價管理，2021（2）：85-89.

[5] 韓學才.BIM在工程造價管理中的應用分析[J].施工技術，2014，43（18）：97-99.

[6] 許浩，胡文超，鄭效影.BIM在過程造價管理中的應用分析[J].工程造價管理，2019（5）：21-31.

[7] 周冀偉，郭婧娟.BIM技術在工程量統計中的應用研究[J].施工技術，2017，46（S2）：1233-1235.

[8] 住房和城鄉建設部.房屋建筑與裝飾工程工程量計算規范：GB 50854—2013[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[9] 王茹，宋楠楠，朱旭，等.基于中國建筑信息建模標準框架的建筑信息建模構件標準化研究[J].工業建筑，2016，46（3）：179-184.

[10] 住房和城鄉建設部.建筑信息模型設計交付標準：GB/T 51301—2018[S].北京：中國建筑工業出版社，2018.

第一作者簡介：章瀲（1987-），男，碩士，工程師。研究方向為傳統造價與BIM技術的深度融合。