鐵路項目隧道施工中BIM技術的應用探析

李 旺

（中電建南方建設投資有限公司，廣東 深圳 518025）

0 引言

BIM即建筑信息模型，是指借助數字仿真技術集成項目建設全面信息的三維數據模型，具備信息關聯性、模擬性、可視化、全面性、統一性、協調性等一系列優點特征，施工企業通過對該項技術的有效應用，可達成對工程項目各環節的精細化管理。作為建筑行業、電子設備、機械工程等領域的新型技術，當前BIM技術應用于鐵路項目隧道施工中仍處于發展起步階段。結合過去的施工經驗，將BIM技術應用于鐵路項目隧道施工中可實現鐵路項目隧道施工各環節的信息共享、優化隧道施工方式及設計理念、提高隧道施工質量及效率，為隧道施工各項工作的順利開展提供可靠技術依據。因而，對鐵路項目隧道施工中BIM技術的應用進行研究探討，具有十分重要的現實意義。

1 BIM技術概述

隨著我國建筑工程領域勘察質量要求的逐步提升及建筑行業信息化發展對地質勘察提出的信息化、可視化要求，建筑行業廣泛開展有關建筑信息模型技術的探索研究。建筑信息模型技術即為BIM，其主要是基于建筑工程項目的一系列相關信息數據，開展建筑模型構建，依托數字信息仿真，以實現對建筑工程各項真實信息的模擬。在鐵路項目隧道施工中，BIM技術可對地質分析數據開展采集、匯總，其屬于一項服務于勘探對象的CAD技術，依托三維數字化技術模型對鐵路項目隧道的相關信息予以科學呈現，進一步在鐵路項目隧道施工中開展具體實踐。BIM技術具備信息關聯性、模擬性、可視化、全面性、統一性、協調性等特征優勢，主要表現為：①BIM技術可實現信息模型集成，便于項目參與方信息交流，有效解決相關問題；②BIM技術所具備的模型參數可實現設計的智能化、自動化；③BIM技術開放的數據網絡接口可實現一系列軟件的信息交互；④BIM技術全面協同的多維仿真平臺可實現項目參與方的有效協同；⑤BIM作為一個三維管理系統，是在全面開放的工業標準下對設施物理、功能特性及對應生命周期信息進行的數字化形式呈現，在施工中可為決策人員提供有力的信息依據。

2 基于BIM技術的應用軟件及技術

2.1 基于BIM技術的應用軟件

現階段，在國際上推廣的BIM技術軟件多種多樣，結合國際標準主要可將其劃分成2類：①建立BIM模型的軟件 主要包括方案設計軟件、核心建模軟件、接口幾何造型軟件等；②利用BIM模型的軟件 主要包括結構分析軟件、綠色分析軟件、造價管理軟件等。為了保障鐵路項目隧道施工質量，通常而言，設計人員大多會采用具備良好系列性及兼容性的軟件，由此可確保后續應用時交換數據的系統完整性，但前提是設計人員要將該部分軟件相互間的優勢，調節至與鐵路項目隧道施工相適應的規劃方案上。現階段，我國鐵路項目隧道施工中應用BIM技術時，往往會將CATIAV5軟件用作核心建模軟件。在鐵路項目隧道施工時，引入此類軟件可使BIM設計表現出良好的系統性，同時還可使BIM技術優勢得到有效發揮。

2.2 基于BIM技術的模型架構設計

一般而言，鐵路隧道設計模型主要由鐵路隧道洞身、鐵路隧道洞門兩部分構成。結合具體施工分工，可對它們作進一步細分，首先是鐵路隧道洞身，主要可分為4大部分，即洞身的超前支護、洞身的初期支護、洞身的第2次襯砌及洞身的溝槽，這些部分一般情況下要求30余個結構模型方可確保設計方案的科學可行性。鐵路隧道設計過程中，針對模型選取，上述架構設計表現出2大優點：①可使各個模型表現出明確的層次性，可為后續改進工作提供極大便利，并為設計人員、施工人員開展檢測及瀏覽提供便利；②結合模型借助特征樹的方式予以命名，可依托制作完畢的隧道結構針對底層數據開展配置，進一步確保模型信息提取及存儲工作的有序開展。

2.3 基于BIM技術的模型參數化設計

鐵路隧道斷面表現出高度的規范性，由此要求設計人員在設計過程中要切實依據相關規范標準。借助BIM技術模型不僅可實現參數化設計，還可實現針對各個斷面形成的可視化修改。模型驅動在設計過程中發揮著至關重要的作用，設計人員及施工人員可結合模型從實物中得到有效精確的控制參數。在得到控制參數并開展有效整理后，借助軟件鏈接功能使控制參數與模型相互間建立起有效連接。借助模型的可視化修改功能，設計人員及施工人員一旦找出問題，可及時采取處理手段，極大縮減因為誤差而給鐵路項目隧道施工帶來的不利影響。

3 鐵路項目隧道施工中BIM技術的應用

3.1 鐵路項目隧道4D施工管理

鐵路項目隧道4D施工管理，即為借助Autodesk Navisworks的虛擬仿真環境對3D幾何空間模型設置時間維度，以實現對實際施工過程的虛擬推演。換言之，即為將BIM模型與鐵路項目隧道施工組織進度計劃進行有效連接，依托進度驅動模型的虛擬仿真。技術路線主要包括：①借助Autodesk Revit構建3D模型，使各構件具備施工工序屬性參數；②借助Project對工序時間任務項數據源進行編制；③借助Navisworks集成模型及工序時間數據源，并在虛擬仿真環境下開展模型虛擬建立。與此同時開展動態的過程交互，對施工方案進行虛擬演示，實時監測方案科學可行性及潛在的問題，優化改進施工工藝、設備等。基于BIM技術的虛擬施工管理方案流程如圖1所示。

3.2 鐵路項目隧道施工可視化交底

圖1 基于BIM技術的虛擬施工管理方案流程

交底工作是確保鐵路項目隧道施工質量、效率的一大前提，引入鐵路項目隧道BIM施工管理平臺可有效實現可視化交底。通過將施工關聯信息與BIM模型經由平臺交付給施工人員，并建立施工對應的信息數據庫，這一數據庫擁有施工中一系列的材料、數據。后續施工中，施工人員在選擇相應施工材料后，平臺可自動呈現該施工材料的各項信息，不僅可促進施工方有序開展各項工作，還可有效確保交底工作的效率。相較于傳統交底方式，依托鐵路項目隧道BIM施工管理平臺開展交底，可減少一系列誤差，且可使施工人員有效掌握一系列施工要求。

3.3 鐵路項目隧道施工實時管理

基于鐵路項目隧道BIM施工管理平臺，可通過各種顏色對施工開展情況進行標識，即標識為未建設、建設中、建設完成等形式，并且還可進行自定義標識，可標識為按期完工、延期完工等形式。所以，依托鐵路項目隧道BIM施工管理平臺開展管理，可更為明確地掌握鐵路項目隧道施工情況。與此同時，鐵路項目隧道BIM施工管理平臺可實現高亮提醒功能，將施工完成比例不足九成的項目予以高亮提醒，幫助施工人員直觀了解施工進程，加大對施工進度滯后項目的關注度，進一步開展重點管理，切實提高鐵路項目隧道BIM施工效率。除此之外，鐵路項目隧道BIM施工管理平臺還可實現自定義圖片編輯及上傳功能，在施工時可對各個流程進行拍攝，并將照片上傳至對應施工環節，施工管理過程中直接點擊對應施工環節，便可掌握實時施工情況，有效提高施工管理質量及效率。

4 結語

將BIM技術應用于鐵路項目隧道施工中可有效提高施工管理效率。相較于傳統施工管理模式，BIM技術可實現對設計環節、施工環節的全面整合，防止兩者出現脫節情況而引發質量或安全問題。同時，應用BIM技術開展施工，可確保施工各環節的質量，依托實時動態管理提高鐵路項目隧道施工安全性，為隧道施工提供可靠技術保障。因而，鐵路項目隧道施工相關人員必須革新思想觀念，提高對BIM技術內涵特征的認識，加強對基于BIM技術的應用軟件及技術的深入分析，加強對BIM技術的科學合理應用，積極促進鐵路項目隧道施工的順利開展。