首部《岩土工程勘察信息模型技术规程》研究及编制

余昌蔚 戴一鸣

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

建筑信息模型Building Information Modeling(BIM)是一个工程建设项目物理和功能特性的数字表达，利用数字化建模技术，将工程建设全生命期不同阶段各参与方之间的数据、信息资源整合到一个三维信息模型数据库，满足不同阶段各参与方之间的数据信息共享和协同工作[1]。因此，BIM在工程建设领域的应用越来越广泛、越来越成熟，规范BIM应用的技术标准也应运而生。岩土工程勘察作为工程建设全生命期重要不可或缺的一个阶段，基于BIM应用条件下岩土工程勘察信息模型的应用同样也越来越得到重视[2-3]。但是，在实际应用过程中常常将三维可视化地质模型[4]与基于BIM应用条件下的三维可视化岩土工程勘察信息模型[5]混为一谈，两者貌似相同，实质却截然不同，前者是一个无法提取任何勘察信息的三维可视化地质模型，而后者是可供不同使用方数据(信息)共享且包含各种勘察数据的三维可视化信息模型。由于其专业技术特点与设计和施工具有很大差异性，现行国家、行业BIM技术标准均未涵盖岩土工程勘察专业相关内容。为了有序推进和规范我省在BIM应用条件下岩土工程勘察专业信息模型创建、应用和管理，亟需编制福建省工程建设地方标准《岩土工程勘察信息模型技术规程》。2019年，经福建省住房和城乡建设厅批准，由福建省建筑设计研究院有限公司和福建省华荣建设集团有限公司为主编单位，会同福建省内20余家勘察单位于2019年3月开展了福建省工程建设地方标准《岩土工程勘察信息模型技术规程》(以下简称“规程”)的编制工作。

编制组经过广泛调查研究、针对岩土工程勘察技术特点，认真总结国内外岩土工程勘察信息模型应用方面的工程实践经验和研究成果，岩土工程勘察信息模型数据准备、模型创建、模型应用和管理等过程应遵循的原则和技术要点，经几易其稿，并向全国、全省部分勘察、设计单位广泛征求意见，先后完成了编制大纲、征求意见稿和送审稿的编写、审查与报批工作，规程已于2020年8月发布，2020年11月起实施。

《岩土工程勘察信息模型技术规程》(DBJ/T13-330-2020)是一本适用于在建筑信息模型(以下简称“BIM”)应用条件下规范岩土工程勘察信息模型的创建、使用和管理的技术标准。规程填补了我国和福建省工程勘察行业技术标准一项重要空白。

1 规程编制目的和意义

国家标准《建筑信息模型应用统一标准》(GB/T51212-2016)发布实施，填补了我国BIM技术标准空白；随后多部与BIM相关国家及行业标准陆续发布实施，逐步完善了我国BIM技术应用标准体系[6]。目前已发布的国家及行业规程主要涵盖了工业和民用建筑工程建设领域，对规范设计、施工、运行维护阶段BIM应用具有指导性作用。但有关岩土工程勘察专业BIM应用技术仍缺少相对应的技术标准体系。本规程总结了国内、福建省近十几年来在BIM应用条件下，岩土工程勘察信息模型应用方面科研成果和实践经验，填补了国内外在BIM应用条件下岩土工程勘察信息模型技术标准方面的空白。

BIM技术核心是使工程项目各参与方的相关数据(信息)在全生命期内均可实现共享和无损传递。三维可视化信息模型为项目各方建设主体提供了协同工作平台，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。岩土工程勘察作为工程项目建设一个重要的参与方，其工作成果为规划、设计、施工等阶段不可或缺的依据。岩土工程勘察主要研究对象是岩土体，由于其成因、物质组成等自然形成条件及后期受人类活动影响，使其具有很强的不均匀性，是一种非均质材料、无规则非几何体。因此，三维可视化信息模型的构建条件、建模软件、建模方法和模型应用等方面，均与设计构建建筑信息模型的构建条件、建模软件、建模方法和模型应用等方面有较大不同。

目前，基于二维表现形式的岩土工程勘察成果，难于与其他参与方之间进行沟通和协同，无法实现各专业、各参与方的数据信息共享，严重制约岩土工程勘察技术的发展。在工程建设全生命期勘察阶段，通过构建建设场地三维可视化岩土工程勘察信息模型，可以直观展示岩土工程勘察成果、进行数值模拟计算分析，通过对场地岩土工程条件和地基基础方案进行多方案对比分析，选择最优地基基础方案，对施工过程潜在工程质量风险作出合理的工程判断，有针对性地制定防治措施和应急预案。规程编制有利于进一步推动、规范福建省BIM技术应用与发展，对提升和推动工程勘察技术发展具有重大促进作用。

规程的编制原则，是规范岩土工程勘察在建筑信息模型应用，使得岩土工程勘察成果能够与项目各参与方进行沟通和协同，实现各专业、各参与方之间数据信息共享。

2 规程主要内容和特点

规程全文分为：总则，术语，基本规定，模型数据(信息)，模型创建，模型交付，模型管理等共7章和3个附录。本规程主要内容和特点：

总则主要阐述了制定本规程的目的和所要实现的目标。其次规定了本规程内容的适用范围。最后规定了本规程与其他相关规程的衔接问题。

术语是准确理解条文规定的基本前提，因此，术语的解释直接关系到能否准确理解条文规定和正确执行。鉴于本规程是福建省仍至我国第一部基于BIM应用条件下岩土工程勘察信息模型技术标准，规程中涉及诸多非专业和相关专业方面的术语，编制组查找了大量相关文献资料，结合工作经验，认真推敲和修改，使规程的术语释义尽可能做到深入浅出、通俗易懂。

基本规定从工程项目全生命期岩土工程勘察信息模型(以下简称“勘察信息模型”)应用，不同参与方的数据信息共享、协同工作角度；对数据标准、数据格式、数据交换标准和数据存储、建模软件、模型创建、模型深度、模型使用和模型管理等基本要素作出规定。本规程要求勘察信息模型宜采用IFC、IDM、IFD数据格式进行存储和交换，并在同一数据格式标准软件上进行创建、使用和管理。规定了勘察信息模型应用软件应具备开放性和可扩展性，具备数据共享、查验模型和支持各相关方协同工作等功能。对勘察信息模型建模深度等级进行了划分，规定了各个等级建模深度要求。同时，对模型元素和模型质量控制应包含的内容作出了明细规定。

模型数据(信息)是构成信息模型的基本要素，模型数据(信息)标准化是信息模型应用的关键性问题。首先，信息模型应用一个重要保障，是数据应可相互传递和交互，为保证数据(信息)有效传递，本规程遵循了国家标准《建筑信息模型分类和编码标准》(GB/T51269)[7]中的分类和编码原则，根据岩土工程勘察专业特点，制定了岩土工程勘察模型分类和编码标准，填补了国家标准中有关岩土工程勘察专业这方面的缺失。

其次，是模型数据信息必须具备统一存储和交换格式，规程要求勘察信息模型中的数据应采用IFC格式进行存储和交换，并为保证数据存储和交换过程中数据安全性作出了有关规定。

地层单元是勘察信息模型中最基本的元素，三维可视化勘察信息模型的重要功能之一就是必须能够清晰展示地层空间分布情况，因此，需要针对福建省地质情况，对地层单元的命名方法和颜色设置作出统一规定，以免造成歧义和表达不清晰。

模型创建是勘察信模型应用最重要的基础工作。由于岩土工程勘察所涉及的研究对象-地层、地质构造多以曲面、曲线或异形体块的形式存在，与建筑信息模型常用的构件等规则的几何体不同，所以用以创建勘察信息模型的应用软件应当能够满足其专业功能和共享功能的需求，并须在应用前通过工程实例测试。

为了避免不同勘察单位创建的勘察信息模型所包含的信息内容出现差异，需要对勘察信息模型应包含的内容，以及不同工程对象所采取的几何图元作出明细规定。此外，从实际应用角度出发，明确可采用二维图件、影像、文字、文档等作为补充。

为保证模型真实性和准确性，要求在创建过程中和使用前应进行模型检查，并对检查和修改、更新过程进行记录。模型检查包括合规性检查、合理性检查、准确性检查和完整性检查四部分内容。合规性检查的主要任务，是检查所创建模型是否符合现行国家、行业相关规程和本规程的有关规定，以及工程项目勘察任务书、建模工作大纲和工作计划要求。合理性检查，是要求一般模型空间分布及交切关系推断需符合工程区域地质条件、发育规律的认识。准确性检查，是要求使用的建模数据必须准确无误，所建模型与实测数据保持一致。完整性检查，是要求参与建模的地质数据应完整且满足精度要求。

模型交付是指根据工程项目的不同阶段和应用需求，将数据(信息)传递给需求方的行为。主要包含交付深度等级、交付物和交付协同三部分内容[8]。由于不同项目阶段的应用需求不同，为避免所交付的模型数据过大且造成浪费，允许在满足需求条件下，尽可能简化所交付的信息模型。首先应对勘察信息模型所包含的数据(信息)交付深度进行划分，制定相应的等级标准，规定不同等级所包含的几何信息和属性信息。划分了交付深度等级后，最终形成的交付数字文件就是交付物。交付物除各专业信息模型外，还应包括基于信息模型形成的各类视图、分析表格、说明文档、辅助多媒体等，规程对交付物的代码和类别作出了相应规定。

交付协同是模型交付最后一个要素，是交付过程中各参与方之间的协同，包括需求定义、模型实施和各模型交付三个过程。需求定义由模型应用方完成，模型实施由模型提供方完成，模型交付由双方共同完成。

模型管理主要从模型的管理和维护角度出发，规程明确信息模型提供方和应用方应有专人负责模型的管理和维护，模型修改和更新应由模型提供方完成，以保证模型修改和更新前后模型数据(信息)的一致性。要规定模型管理方应有相应的保障信息安全措施。

3 规程的先进性和创新性

福建省工程建设地方标准《岩土工程勘察信息模型技术规程》(DBJ/T13-330-2020)规定了基于BIM条件下，岩土工程勘察信息模型应用的技术要求。对在岩土工程勘察阶段中的信息模型元素、分类和编码标准、数据存储格式、数据交换格式、模型创建条件、成果交付和模型管理等作出规定，是福建省第一部岩土工程勘察信息模型应用方面的工程技术标准，其编制内容具有一定的前瞻性和创新性，对推动福建省BIM技术应用具有重要意义。本规程主要创新内容有：

(1)根据国家标准《建筑信息模型分类和编码标准》(GB/T 51269-2017)的分类和编码标准原则，针对岩土工程勘察专业特点，规定了相应的分类和编码标准，填补了国家规程岩土工程勘察专业方面的空白；提出勘察信息模型数据的存储标准和交换标准，规范勘察信息模型数据在建筑全生命期的存储和交换，保证数据存储和传递的安全。

(2)对勘察信息模型的创建环境、创建内容和技术要求作出规定，提出勘察信息模型应具备的内容以及模型检查的内容。

(3)提出勘察信息模型的交付标准，对模型的交付深度等级作出规定，并明确不同勘察阶段的交付物以及交付协同的过程。

4 结语

福建省工程建设地方规程《岩土工程勘察信息模型技术规程》是目前我国第一部基于BIM应用条件

下的岩土工程勘察信息模型技术标准。在符合相关专业国家和行业标准的基础上，总结了国内外和福建省在BIM应用条件下推进岩土工程勘察信息模型应用的工程实践经验，针对岩土工程勘察专业特点编制的工程建设地方标准。本规程遵循国际IFC数据格式和交换规程，基于现行相关国家、行业技术标准，从信息模型数据准备、数据格式和数据交换标准入手，对模型创建、模型精度、模型管理等方面做出了详尽规定，规程力求做到针对性、实用性和先进性相统一，有待在规程执行过程中不断发现和总结存在的不足，并在今后修编时加以完善。