BIM技術在公路隧道工程中的應用

文/楊玉曉，煙臺市泰運交通設施有限公司

BIM是建設工程及其設施的物理和功能特性的數字化表達，通過創建和使用項目數據開展全生命周期業務過程，同時使用模型信息開展業務流程的管理。BIM模型以三維可視化數字模型為基礎，通過創建面向工程結構化對象的模型，可實現技術和管理方面的一系列應用，如可視化展示、工藝模擬、工程量計算、進度管理、材料管理、成本管理等，從而提高隧道工程施工管理水平。

1 BIM技術在公路隧道施工管理中的應用

1.1 公路隧道主體BIM參數模型的搭建以及工程量分析

通過結合公路隧道的三維坐標數據，在此基礎之上通過軟件生成公路隧道的三維路徑，同時根據參數化族庫以及公路隧道路徑建設出一個精確的模型，模擬公路隧道進行建造。在精細化模型族庫之中，每個圖族元都含有非常多的的信息，例如尺寸、形狀、類型、材質以及其他參數變設置。參數化族庫有助于其他同類型項目進行重復利用。

1.2 BIM設計圖審報告

通過結合公路隧道工程設計圖紙之中所提供的坐標高程建設一個BIM參數模型，借此對公路隧道工程的施工過程進行模擬，以三維BIM信息模型代替傳統二維圖紙，不僅能夠有效解決傳統二維審圖之中存在的難以想象、容易遺漏以及效率低下等多方面的問題，同時還能夠使公路隧道工程施工單位在施工開始之前就將設計圖紙之中存在的不足之處找出并將之解決，有效防止在進行公路隧道工程施工的過程當中出現返工等情況，大大節約公路隧道工程的施工成本、縮短施工工期、提高公路隧道工程施工質量，促進公路隧道工程施工單位的進一步發展。

1.3 模擬三維地質構造

公路隧道工程施工人員通過結合地質勘探的相關資料，對施工當地的地質構造形態、地質圍巖情況進行仿真模擬，借此能夠對施工當地的圍巖情況進行直觀了解，同時結合公路隧道工程當地超前地質預報數據信息，從而建設一個BIM參數模型，建立信息化BI M參數平臺模型，施工人員通過查看模型信息，能夠對施工地區的圍巖情況進行詳細、精準和快速的了解。并在此基礎之上進行對比分析和記錄，不僅能夠有效提高公路隧道工程施工的安全性，同時還能夠有效縮短施工工期，提高公路工程施工單位的經濟效益。

1.4 建設超、欠挖模型

公路隧道施工人員能通過結合全斷面掃描儀所測量的隧道開挖數據信息，在此基礎之上通過BIM技術能夠建設一個和隧道實際開挖輪廓BIM參數模型。之后通過結合設計圖紙來建設隧道開挖輪廓的BIM模型，同時建立信息化BIM參數隧道模型，通過對比實際開挖以及設計開挖的BIM模型，施工人員能夠對超挖、欠挖的位置以及相關數據信息進行分析，從而統計出超挖、欠挖的工程量，為公路隧道工程施工單位的定額核算工作提供重要的依據。

1.5 建設監控量測以及地質超前預報模型

在進行公路隧道工程施工的過程當中，施工人員需要對隧道的沉降以及收斂等情況進行定期監測，同時收集記錄相關數據信息。之后將相關數據信息輸入到BIM信息平臺之中，通過BIM技術建設一個參數化模型，對公路隧道斷面沉降、收斂等方面的數據信息進行記錄，通過參數化模型施工人員能夠直接觀察公路工程隧道的沉降以及收斂情況，并在此基礎之上進行施工預警，有效提高公路隧道工程施工的安全性，保障公路隧道工程的質量。

2 存在問題分析及應用建議

2.1 問題分析

施工階段全員應用BIM開展工作仍存在難度。由于施工階段信息化水平長期以來相對較低，施工人員習慣于傳統的工作模式，對基于BIM的信息化手段缺少認識，導致BIM應用實施過程中施工人員缺乏積極性，甚至存在抵觸心理，認為BIM實施增加了工作量。這就需要BIM應用能夠給一線施工人員帶來工作效率的提升。目前BIM應用很難形成企業大數據。從企業的角度來看，BI M應用是施工企業大數據形成的基礎，可為企業積累大量的虛擬模型、進度、材料、質量和安全管理資料，通過分析可為企業決策提供數據支持。但是，由于目前BIM建模和應用缺乏比較完善的標準，導致各項目的模型和資料很難進行數據統計，也就無法為企業決策提供足夠的支持。BIM應用仍不夠深入，缺少智能化應用。現有的應用點在技術上缺少突破，以進度計劃模擬為例，仍然只能對擬定的進度計劃進行可視化模擬，出現工期提前或延遲，無法自動進行整個施工進度計劃的變更，很難實現結合BIM模型進行進度計劃自動化管理。

2.2 應用建議

標準先行。當前行業BIM建模和應用標準仍不完善，企業可針對隧道項目建立建模和應用標準，便于企業統一管理和后期數據的積累，從而為企業決策提供數據支持。提效為先。基于BIM的技術應用方面，需考慮現場實施的落地，以提高一線施工人員的工作效率為目標進行開發，如結合物聯網技術進行隧道施工變形監測數據的實時獲取與評估預警，實現三維可視化、自動化和智能化；基于BIM的管理應用方面，需以提高管理效率為目標，通過充分調研后確定適合企業管理特點的應用點和應用流程，并形成標準管理流程和管理制度在企業進行推行。以點帶面。

3 結束語

BIM作為推動工程建設行業信息化的重要手段，近些年得到了快速發展，在公路工程行業也逐漸開展了大量BIM應用。隧道工程實施BIM對于設計、施工和運維均有重要的應用價值，BIM應用是必然趨勢。