BIM 技术在施工监测中监测点布设的应用

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710000

1 前言

随着城市的发展，地铁已经成为城市交通的重要设施。在地铁建设的过程中，其特点为施工风险高，周边环境复杂，监测显得尤为重要，施工监测也是十分必要的。提高施工监测布点的质量是监测实施的主要条件。在进行监测布点时，需考虑主体施工工序及工艺，BIM 可以提供可视化和碰撞监测，确保监测点埋设保护方法的可靠性。

2 工程概况及监测概况

某地铁车站总长312.48m，围护结构宽度23.5m，盾构井宽度约26.3m，基坑开挖深度为20.2～20.9m。车站位于闹市区，周边管线复杂。基坑第1～16轴采用盖挖逆作法施工，第16～34轴采用明挖顺作法施工，明挖段第16～18 轴架设盖板，作为场地南北的交通便道。

本车站明挖顺作段第一道支撑为砼支撑，第二、三道支撑为钢支撑；盖挖逆作段设置一道钢支撑。本基坑监测等级为一级，对支护体系设置的监测项目有墙体水平位移、支撑轴力、墙顶水平位移，对周边环境设置的监测项目有建筑物沉降（倾斜）、地表沉降、管线沉降、地下水位等。

3 利用BIM 技术对监测点埋设指导

地铁工程因其施工特点风险高，对工程周边环境相互影响大，所以监测有着十分重要的地位，因此保护监测点对地铁施工的安全有着重要的意义。

利用BIM 技术，提前对监测点预埋阶段和后续施工中带来的问题进行模拟，选择更加合理的测点预埋位置、预埋节点时间及保护方法（后续施工的影响），以便提高监测点预埋质量和效率，防止测点破坏和不必要的返工。

利用BIM 技术进行监测施工模拟的一般步骤如下：

（1）结合施工图纸利用BIM 技术建立三维模型，还应对监测点进行三维建模。

（2）结合监测点埋设方法和土建施工的工艺及节点等有关施工内容，进行模拟施工，选定合理的监测点预埋位置和时间。

（3）针对不同的施工阶段（不同的施工工艺），模拟出主体施工对预埋的监测点所造成的影响（压盖、破坏等），预估可能发生的所有碰撞，提供可视化参考。在BIM 技术的模拟下，最大限度的减小监测点因与施工工序（施工工艺）冲突所造成的破坏，从而减小测点破坏，减少损失。

4 监测点的布设

监测墙体变形是本车站基坑的重要监测项目之一，也是判断围护结构安全的最有效手段。本车站围护结构中预埋测斜管的间距约30m，测斜管的保护是一项重要的监测工作。利用BIM 技术的指导，模拟墙体水平位移测斜管的预埋及防护为例，主要存在以下影响测斜管的内容。

（1）避开地连墙钢筋笼上起吊的吊点，高度要低于吊耳。

碰撞检测：吊点处连接吊环和钢绞线，容易造成测斜管断裂；钢筋笼下仓完成后，吊耳高度要低于导墙高度，测斜管要低于吊耳高度，保证了测斜管低于导墙面高度，以免被机械碾压破坏。

（2）避开浇筑时下放导管的位置。

碰撞检测：下放导管的位置（一般来说每仓浇筑时下放两根导管），在浇筑施工时导管需要上下移动振捣混凝土，容易碰断测斜管；

（3）选择迎土面安装测斜管，同时应避开冠梁顶部的结构物。

碰撞检测：地铁基坑一般开挖深度较深，为了监测人员观测的安全与方便，应首先考虑将测斜管安装在钢筋笼的迎土面位置；还应提前考虑龙门吊轨道梁施工及钢轨安装位置，避免造成测斜管被钢轨覆盖，无法观测；

（4）测斜管与地连墙钢筋笼顶部箍筋交叉位置，应安装套管进行保护

碰撞检测：地连墙桩头破除一般深度到顶部箍筋位置，预埋保护管，使混凝土与测斜管分离，减小破桩头时对测斜管的粘连，防止测斜管破坏；

（5）应考虑车站挡土墙的位置，碰撞检测：调整测斜管预埋位置，将测斜管从挡土墙中引出，可以有效保护测斜管，减少保护管的用量，节省材料消耗，同时方便观测。

5 结束语

在地铁监测中，部分监测项目的监测点一旦破坏，无法补埋或补埋造成的资金浪费较大，另外测点损坏后无法实施监测，造成不能实施监测和判断基坑风险，因而带来的潜在损失也是较大的。通过BIM 技术在施工之前就进行动态施工模拟，从而发现施工过程中可能出现的问题，通过施工工艺的研究，寻找一种交叉施工中对监测点保护的可行性办法，在施工过程中对监测点进行有效保护，减少监测点的破坏，从测点埋设途径中提高监测质量，有效避免损失。