BIM在隧道施工阶段的应用

一、 技术背景
铁路是复杂的综合学科，主要包含机、车、工、电、辆等五大行，具体包括：
地理地质、机务车辆、电气、通讯、信号、隧道、桥梁、维护等。标准的建立与实施是 BIM 在工程领域应用的保障，然而现有的 BIM 标准体系里面并无针对铁路的 BIM 标准。依山而建遇水而越，这是铁路工程建设的特点。相较建筑工程工点的特性，线路工程跨越区域大，地理地质条件对工程建设影响很大。BIM 在铁路应用中，首先面临的是与 GIS 的结合的技术难题。BIM 专业软件的发展对 BIM 的应用支持非常重要，一方面 BIM 专业软件多集中在建筑和设备相关的专业，铁路工程中很多专业还没有 BIM 软件；另一方面，有实力占市场主导地位的软件厂商对开放标准的支持不积极，对铁路专业软件的开发支持力度也较弱。综上所述，现有的标准应用、软件支持、技术手段等的限制，是 BIM 在铁路领域发展需要翻越的三座大山。
二、 项目概况
该铁路位于大树村站~甸尾站区间，进口里程为 DK739+279，出口里程为DK752+650，全长 13371m。为双线隧道，线间距为 4.20~5.04m，线路纵坡为 11.9%（25829m）上坡，其后为 10%（791m）上坡，1%（1460m）上坡，除隧道进口 249.74m（左线）位于半径R-4000m的左偏曲线上，洞身1707.69m （左线）位于半径R-4000m的左偏曲线上，其余地段为直线。全隧道最大埋深约 550m，最小埋深约 20m，其中 DK752+000~+100 段下穿村庄，最小埋深约 35m。为满足施工工期、施工通风、防灾救援及弃碴等需要，全隧共设 3 座斜井，平长依次为 1150m、998m、1477m，1 号、2 号斜井均采用单车道轨运输，3 号斜井采用双车道无轨运输方式。目前本项目已处于施工阶段，计划对整个项目实施三维建筑信息建模（BIM）技术，保证在施工过程中准备更加充分，施工工艺更加精确，最大程度消除设计上可能存在的错误与遗漏，以及表达设计图纸无法表达的施工方案，并考虑三维信息模型基础上的施工工艺模拟、施工组织模拟与配合，进而优化施工及进度安排。
三、 BIM技术的现场组织与管理应用
隧道具有“地质复杂、条件艰苦、工序繁多、连续作业”等特点，对现场组织和管理提出了较高的要求。由于地基岩土性质、工程水文地质条件复杂，隧道施工安全隐患是客观存在的。另外，勘察涉及资料有限，涉及计算理论不完善和在隧道施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件使得隧道施工的风险具有发
生的偶然性和大量发生的必然性，此外，在隧道施工过程中，由于施工工艺、施工技术和施工方法等的不完善及施工人员对规章制度等的不完全遵守，对安全也造成影响。因此，良好的组织与管理是安全文明施工的保障。
3.1 信息集成
将现场数据与BIM系统关联，信息通过BIM得到可视化。利用BIM对施工进行组织管理。
BIM与实时监测系统关联，得到不同里程段的实时地质模型，不同颜色代表地质围岩等级
3.2 场地规划
利用BIM可视化，对材料堆放区、加工区进行合理规划
3.3 现场追踪
将构件添加编码信息，利用二维码技术结合监控系统追踪现场物料以及施工，确保现场管理。
将编码信息添加到模型对应构件里面现场构架标示二维码，利用二维码进行追踪记录
四、 BIM模型应用
4.1 BIM参数化建模
采用自适应建模，使模型具有高度可调性，提高工作效率。
4.2 模型出量
根据设计图纸，利用模型出具清单量
4.3 工艺模拟