BIM技术在隧道与地下工程中的应用研究

2019-11-28杨玉彬

商品与质量 2019年42期

杨玉彬

中铁十二局集团第二工程有限公司山西太原 030000

随着信息技术的进一步发展，BIM技术以“协调性、可视化、模拟性”等无可比拟的特点，已经被广泛应用到工程施工中，并彰显出巨大的优势。尤其是在隧道工程和地下工程施工中，BIM技术的应用为其提供了信息化支撑，促进了施工的管理优化，进一步缩减了施工工期、节约了施工成本，全面提高了工程的施工质量。

1 BIM技术应用流程

①数据模型建立阶段；②BIM技术应用阶段；③数字化交付及BIM技术总结阶段。其中数据模型建立阶段可根据设计阶段分为初步方案设计模型建立阶段和施工图设计交付模型建立阶段。BIM技术应用阶段按照应用层次深浅顺序分为协同设计管理平台应用、无人机倾斜摄影测量应用、行车模拟分析应用、可视化方案设计及比选应用、三维正向设计出图应用及施工模拟与节点分析应用。数字化交付及BIM技术总结阶段通过对设计阶段BIM技术应用进行整理总结，将设计成果数字化交付，同时针对各阶段的BIM技术应用编制BIM技术应用导则和标准[1]。

2 BIM技术在隧道与地下工程中的具体应用

2.1 BIM技术在隧道与地下工程设计中的应用

BIM信息技术在隧道工程和地下工程中的应用，可充分利用三维模型，将施工中涉及的数据、信息等进行分析，并将二维设计图纸进行动态化展示，进而使得设计人员对施工设计图纸进行精准的把握。同时，设计人员在出现新的设计思路、设计功能变化的时候，可在BIM三维模型上轻松修改。

2.2 BIM技术在隧道工程、地下工程施工中的应用

①对施工节点方案进行模拟。在具体的隧道施工开展之前，利用BIM技术对管线搬迁、道路翻交新方案进行了一定的模拟，并根据模拟结果对施工方案进行了修订和完善，以最大限度地减少施工给周围的环境带来影响。②动态工程筹划。在具体的隧道工程、地下工程施工中，涉及作业类型较多，常常需要同时施工，上海周家嘴路越江隧道工程施工中也不例外。为了最大限度保证施工顺利进行，就充分利用BIM技术对整个工程的施工步骤进行了直观的模拟，并利用3D技术将施工场地的围挡、大型机械场内布置、平行交叉工序调度方案、分段施工资源调配等进行了有效的配置。在此基础上，还对施工中设计到的隧道盾构、盾构始发、盾构吊装等进行了动态演示和调整，对整个隧道工程施工的关键点进行有效的保障，提升了整个项目工程的施工质量[2]。

2.3 BIM技术在隧道工程、地下工程施工管理中的应用

①BIM技术在质量管理中的应用。在隧道与地下工程管理中，质量控制是其重点所在，同时也是管理的难点所在。而通过BIM技术的应用，则可充分利用该技术对施工中存在的潜在质量风险进行识别，并且利用BIM技术对施工技术进行模拟，确保施工技术的精准运用，进而保证整个工程的质量。②BIM技术在安全管理中的应用。隧道与地下工程施工中，存在较大的安全风险。在这种情况下，传统的安全管理方式效果并不理想。而通过BIM技术的应用，可在事前的施工模拟中，将施工中存在的安全隐患进行排查，并据此制定出相应的安全防范措施；通过BIM技术的应用，可将安全事故直观地呈现在施工人员面前，进而增强其安全意识；利用BIM技术可对施工人员进行空间定位，对其施工进行监控，以最大限度地减少安全事故的发生率。③BIM技术在施工进度管理中的应用。在隧道与地下工程施工中，受到多种因素的影响，常常出现施工进度延误的现象。而通过BIM技术的应用，可依据相应的信息、参数和数据等进行计算，并制定出最佳的施工进度计划。

3 BIM技术应用优势和特点

3.1 可视化

在传统的隧道工程、地下工程施工方案设计过程中，设计人员均是凭借自己的想象力，以及以往的施工设计经验，对整个工程的三维结构进行构想、设计，并利用二维的图纸将其呈现出来。但是在这种情况下，单纯依靠二维图纸很难将全部信息进行有效的表达，以至于在项目后期施工中，出现施工与设计图纸存在偏差的现象。通过BIM技术的应用，设计人员可充分利用三维模型，构建出一个立体的施工设计方案，并将所有的信息、细节直观地呈现在施工人员的面前，进而使得施工要求更加形象化、明确化，有效避免了施工过程中出现的各种问题。

3.2 数据准确性

在地下工程和隧道工程施工过程中，鉴于工程的特点，施工中涉及的数据相对比较多，其中任何一项数据出现错误，都会带来严重的损失。在这种情况下，通过BIM信息技术的应用，可以将项目工程施工中涉及的所有数据、参数、信息等进行组建，并对其进行精准的分析和处理，避免施工中数据、参数出现错误和遗失等现象，进而为项目工程顺利进行奠定坚实的基础[3]。

3.3 虚拟施工

在整个地下工程和隧道工程施工中，为了保证整个工程项目施工的顺利进行，必须最大限度地减少施工中出现的返工、整改现象。但是在具体的施工中，受到多种因素的影响，返工和整改现象不可避免，进而延误施工工期，并增加了施工成本。而通过BIM信息技术的应用，则可充分利用三维立体模型，对施工中涉及的环节进行模拟，并将模拟的结果与具体的施工进展进行对比，以此对整个工程施工环节和流程进行指导，进而保证整个项目工程施工的顺利进行。