BIM技术在铁路隧道工程施工管理中的应用研究

李新

摘要：BIM技术是从国外引进过来的先进三维模型技术，应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过计算机将实际工程与模拟工程结合在一起，更方便及时和直观得地使设计者看到虚拟的三维效果，可以将设计者的水平发挥到极致，并且对工程的质量和安全方面起着至关重要的作用。本篇文章通过对BIM技术概念的分析，论述了铁路隧道施工中的工作问题，来探讨BIM技术在铁路隧道工程管理中的具体应用。

关键词：BIM技术;铁路隧道;工程施工;管理应用

我国的铁路隧道工程一直是建设项目中的重点工程，在我国交通运输中有着重要的作用。铁路的隧道不同于普通公路的隧道，是专供火车行驶的通道，一般修建在山岭地区，在修建之前要进行山地的具体考察，如开挖隧道是否对当地土壤造成影响从而引起山石的滑坡，因此，在铁路隧道工程施工过程中存在着一定程度的难度。现阶段，我国最长的隧道有6000多米，坐落于成都和昆明的线路之中。随着经济和科技的发展，我国在铁路隧道的施工中加入了很多先进的技术来保障施工过程中的安全性，提高铁路隧道的质量。BIM技术就是其中的一种，现在已广泛应用到铁路隧道的施工过程中。

一、什么是BIM技术

BIM技术是建设工程中的一种新型工具，将建筑信息与三维模型联系到一起，利用数字化技术，为这个模型提供完整的，与实际情况一致的建筑工程信息库，主要是以计算机为主体的电脑辅助设计。BIM技术可以完成从建设工程的初始策划阶段到整个工程结束后的维护的全程信息化处理，实现信息的共享和传递，使施工阶段的技术人员可以根据BIM技术中产生的信息做出准确的判断。它利用现代科技技术，对模型实现完全的复刻，使建筑在设计阶段可以实现实际化的操作，所以BIM技术具有严密性的特点，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。

二、施工过程中的问题

1、技术方面的问题

因为隧道的特点，所以铁路隧道大多建在人迹罕至的深山中，这就导致了施工过程中技术操作方面的困难。很容易因为疏忽导致工程的塌方，在开采洞口的过程中由于对当地环境的不了解，也会导致技术选择上的不准确，浪费人力物力。

2、安全中的问题

由于铁路隧道大多都是半空作业，而且受当地地理条件和土壤情况的影响，极易发生山体滑坡，导致施工作业中的安全不能被保证。另外，在隧道挖掘的过程中，也可能受土质或者不规范作业的影响导致洞穴塌方，对工作人员造成威胁。

3、成本上的問题

由于在施工过程中存在过多的意外因素，导致相关部门在对施工的成本估算上有着很大的偏差，实际操作中浪费太多的资金，在施工过程中遇到任何风险都可能导致返工或者工程无法再进行下去，在保证质量和安全的前提下如何加强成本方面的管理是有关工作人员应该抓紧研究思考的问题。

三、BIM技术在铁路隧道工程施工管理中的应用

1、3D扫描技术

①工程的前期设计方面：在工程前期，利用BIM技术的三维模式化优点，通过3D扫描，将施工现场的山体环境与比例关系完全通过计算机显示出来，相关技术人员对计算机上的等比例三维图进行工程设计，通过实际的操作来确定工程中可能出现的问题，再根据问题找到解决方法，优化工程设计，降低实际工程操作中可能带来的风险，减少资金支出，提高铁路隧道工程施工中的工作效率。

②隧道断面扫描：带驱动和内置的低反射激光装置的全站仪，2级可见激光，表面观测点最大10mm x 20mm的（距离50米）测角精度：5 sec旋转速度：最小50 gon / sec.测距精度： 3mm   2 ppm测量速度：3次/ sec

通过3D扫描，可快速准确的记录隧道各断面情况，并形成数字化存档信息，大大提高测量人员的工作效率。

③点云分析：通过3D扫描技术，记录点云数据后进行建模，并与设计模型进行对比分析，能够直观的反应隧道超欠挖情况或者成型质量，协助及时发现现场施工中存在的问题，也能够准确的得出隧道断面的混凝土方量，为成本控制提供数据支撑。

2、实时跟踪

由于BIM技术具有可视化的特点，所以可以将此种技术应用到实际的施工过程中。例如可以通过对现场实际工程数据的采集，将现场的实际情况通过BIM技术投放到三维模型中，向工作人员全景式的展示具体操作情况，如果遇到问题，可以先在电脑上进行虚拟操作，查看一下操作的结果，如果对工程存在着质量隐患，就要放弃这种解决办法，重新寻找措施。这种应用可以有效的对工程中遇到的困难进行处理，减少工程的返工率，提高施工的安全性和可靠性。

3、工程风险问题管理

BIM技术同时可以对当地的地理环境进行分析和勘测，通过对土质和山体的研究，来确定工程过程中可能遇到的风险，对这些风险进行实时报警和分类，通过技术手段将BIM技术与风险来源结合到一起，为隧道中的安全管理和质量控制提供有效的技术指导。

4、优化工程技术

基于BIM技术的优化性能，可以对工程的技术模式进行不间断的监测和处理。事实上，影响技术的三种主要因素就是信息采集、复杂程度和时间问题，而BIM技术可以合理的对工程中的技术进行选择性优化，为实际的隧道工程提供了真实有效的信息，包括物理信息和化学信息等。将BIM模型用于施工过程中的岩溶处置、盾构安装、盾构掘进、地质剖切等关键技术的方案分析，提升技术方案沟通效率。另外，BIM技术也可以对施工过程进行辨别，如果过于复杂，就要开发新型技术模式，不影响工程的进度。在时间的管理上，BIM技术也可以发挥其重要的作用。

四、结语

总而言之，对于铁路隧道工程的管理来说，存在着许多复杂多样的难点，在引入BIM技术后，具有非常重要的实用价值，有利于提供施工的管理水平，以及可以有效的对工程进行各方面的具体管理，从而在质量、安全和成本等方面对工程进行有效的控制，提高工程的工作效率。

参考文献：

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（作者单位：北京铁城建设监理有限责任公司）