建筑信息模型技术在杭州钱江路隧道建设中的应用

郭彦努,俞少寅

建筑信息模型技术在杭州钱江路隧道建设中的应用

郭彦努1,2,俞少寅3

1. 南京艺术学院设计学院, 江苏 南京 210000 2. 杭州师范大学美术学院, 浙江 杭州 310000 3. 杭州市市政工程集团BIM中心, 浙江 杭州 310000

建筑模型信息化技术（BIM）应用于工程项目建设中，其设计协同、模拟碰撞、施工模拟、进度控制、质量把控等方面具有显著优势。通过该技术在钱江路隧道建设中的应用，彰显其在工程全生命周期中的应用优势和实际效益，为BIM在工程项目中的更广泛应用提供经验和技术支撑。

建筑信息模型技术; 钱江路隧道建设

建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）技术是在将工程项目通过虚拟建模的方式，把其设计施工过程和结果完整的展现出来。其中，模型中包含的信息彼此链接，各个施工参与方可以打破工程中地域、专业和时间的限制，共享和同步项目数据[1]。目前，该技术在国外工程项目中已有较为深入的使用[2]，国内尚处在起步的初级阶段，近年来，由于政策引导、行业需要、竞争需求等因素，诸多工程施工开始加入BIM技术的研究和应用。杭州钱江路隧道的工程的利用了这项技术，展现了该技术的应用优势和价值。

1 建筑信息模型技术（BIM）的施工概况

1.1 项目概况

钱江路隧道工程地处杭州江干区的四堡和七堡之间，位于城市东扩的走廊上，随着区块的拆迁完成以及沪杭甬高速的提升改造，连接沪杭甬高架的地面道路，可以强化钱江新城与城东新城、艮北新城等区域的联系（如图1）。钱江路隧道延伸工程全线为U型槽+隧道形式，双洞布置，道路等级为城市主干道，起点接顺现状钱江路隧道（U型槽段），终点接沪杭甬抬升工程地面道路，全长约693 m（如图2和3）。项目的建设对落实城市规划，构建城市路网，疏解东部交通、发挥路网效益具有积极地推动作用。

图 1 项目位置

图 2 工程布局

图 3 项目设计

1.2 工程的重点与难点

项目与周边的沪杭甬改造、地铁9号线、机场快线等在建工程同时施工，故在交汇节点工程状况较为复杂。用建筑模型信息化技术（BIM）来进行建模及仿真模拟，可以提高各部门沟通效率，减少施工中可能出现的错误，把控工程进度、提升质量保障等。

2 建筑信息模型技术（BIM）的应用分析

2.1 工程方案的仿真论证

钱江路隧道下穿铁路段主体结构已实施完成，路面标高约5.17 m，距离引水河约为110 m（如图4）。经过BIM模型进行空间论证后，发现受起点标高以及距离的影响，原本设计的下穿引水河方案不可行。同时，受钱江路隧道与凤起东路的距离(约170 m)以及凤起东路路面标高（约为6 m，受高铁影响无抬升条件）的影响，钱江路隧道上跨引水河的方案也已不可行。

因此，再次通过BIM技术，利用可调整的参数化构件搭建了U型槽段、进出水井、暗涵三种引水河倒虹箱涵结构（如图5）。充分考虑比对结构净宽与河道宽度一致（11 m），并进行净高监测，设置倒虹箱涵标高限制，最终确定暗涵结构与钱江路隧道U型槽段平面相交处采用暗涵顶板与隧道底板共板方案（如图6），来验证保障饮水河倒虹方案的可实施性。

图 4 引水河节点设计方案平面示意

图 5 引水河优化方案BIM模型

图 6 引水河优化方案BIM模型局部节点

2.2 辅助设计与施工的衔接

经过BIM建造模型后进行距离测量，发现北线引水河箱涵底与地铁9号线入场线结构最小净距为3.1 m，与地铁9号线出场线最小净距为2.33 m，实际施工空间非常局促（如图7和图8）。利用BIM建造模型对施工方案进行模拟后，将空间的信息准确的反馈给设计方，为了减少后期地铁盾构穿越对本工程倒虹结构的影响，设计方将原有的方案预先采用土建模型搭建，并进行净距检查验证。在BIM模型中提前模拟施工方案，可以验证施工方案的可实施性和合理性，有效的减少对周围环境的影响。

图 7 北线西端倒虹井结构示意图

图 8 地铁与倒虹结构空间示意图

2.3 精确定位工程尺度

钱江路隧道延伸工程的终点，连接沪杭甬高架的地面道路，方案是以U型槽形式下穿沪杭甬改建辅道桥及新建主线桥，但由于交汇点情况复杂，无法在设计图纸中准确的确定几条路线之间的竖向距离，保障车辆通行（如图9）。因此，利用BIM技术搭建了高架和隧道模型，进行碰撞检测复核净高，并对路线进行交通模拟，将净空精确的控制在4.5 m，保障车辆通行（如图10）。

图 9 三线交叉节点计方案剖面示意

图 10 三线交叉节点BIM模型展示

3 讨论

3.1 虚拟仿真技术贯穿项目过程

对钱江路隧道节点工程采用BIM技术辅助设计，通过周边场景的真实建模，对净高分析，匝道整改和实际通车情况的实况模拟分析，用模型和动画直观展示出了进程状况，各参与方能够在可视化状态下进行整体方案的讨论、决策、优化。

3.2 整体拆分项目工作流程

对钱江路隧道项目的分标段拆分，进行分步骤、分组同时建造。整体项目可在多个工作流内同时完成。同时，深化设计，采用轻量化模型进行展示，减少了项目的体量，突破了对硬件设施的要求。使得大型交通改建项目的BIM技术应用成为可能，项目内嵌的预制化模型，对于需要预制化构件的钢结构、异形构造及机电安装等进行全面三维模型深化。

3.3 创造真实数据共通环境

利用地理信息系统（GIS,Geographic Information System）、建筑信息模型技术和倾斜摄影及无人机底图的构建，对本项目的真实环境进行了信息扫描，提供了真实数据。钱江路隧道作为亚运项目保通工程，与其它多个项目有交汇，本次数据成果可在后期工程中持续使用，为多项目交汇工程的决策提供技术支持和数据保障。

4 结论

在大型交通工程中应用建筑信息模型（BIM）进行道路、桥梁、附属场地等各专业协同设计，实现了整个项目的可视化及参数化，完善了设计成果，有效控制风险，提高工程整体质量并有效的控制了经济成本。做到了提前发现专业冲突，提升沟通协调效率；将多层次互通交叉、复杂的交通路线直观展现优化了交通组织流线和空间舒适性；可视化的成果展示，提高了各个专业内部的沟通效率。通过项目的数字化信息化系统整合，BIM技术的数据成果缔造了共通数据的共享环境，方便了数据提取，为智慧化城市建设提供数据支撑。

[1] 赵红红,李建成.信息化建筑设计—Autodesk Revit[M].北京:中国建筑工业出版社,2005

[2] 何关培,王轶群,应宇垦.BIM总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2011

Application of Building Information Modeling Technology in the Construction of Qianjiang Tunnel in Hangzhou City

GUO Yan-nu1,2, YU Shao-yin3

1.210000,2.310000,3.310000,

Building model information technology (BIM) is applied in engineering project construction, and it has significant advantages in design collaboration, collision simulation, construction simulation, schedule control, quality control and other aspects.The application of this technology in the construction of Qianjiang Road tunnel highlights its application advantages and practical benefits in the whole engineering life cycle, and provides experience and technical support for the wider application of BIM in engineering projects.

Building Information Modeling (BIM); Qianjiang Road Tunnel construction

U452.2

A

1000-2324(2020)03-0553-03

10.3969/j.issn.1000-2324.2020.03.034

2018-11-27

2019-02-06

郭彦努(1984-),女,博士研究生,主要从事景观设计、设计史研究. E-mail:280255164@qq.com