基于 BI M的地鐵盾構施工信息管理相關研究

李文峰

（北京城建集團，北京 100000）

1 引言

地鐵隧道在施工過程中分為 2種挖法：明挖法和暗挖法[1]。而其中盾構法是使用最為廣泛的一種方法。一般盾構機在施工期間會產生大量的數據，盾構施工的相關數據、地質參數以及隧道設計參數等因素是決定隧道安全及質量的關鍵信息。在這樣的環境下，基于 BIM 技術擴展地鐵盾構施工信息管理的研究具有非常重要的現實意義。

2 地鐵施工盾構法概述

在地鐵盾構法中，盾構機是非常重要的一項機械設備，并且在地鐵建設過程中承擔起了非常重要的作用。而盾構機的組成系統非常復雜，包括挖掘系統、注漿系統、穩定支撐系統等，其主要的功能就是在挖掘期間可以對挖掘的孔洞進行良好的支撐和穩定，實現對孔洞的保護。另外，盾構機的尾部處可以采用注漿系統來對隧道的圍巖處進行注漿，從而提高圍巖的穩定性，確保施工安全，并在一定程度上為地鐵隧道的挖掘和支撐提供保障。由于盾構機的外部鋼殼非常堅硬，所以在進行挖掘工作時不易受到損害。在進行注漿期間，需要對盾構機的操作進行嚴格的把控，避免其對周圍土層造成影響，為地鐵隧道的安全穩定運行提供保障。

3 BI M技術在地鐵盾構施工管理中的作用

3.1 滿足施工技術需求

地鐵施工期間，部分技術人員缺乏專業的技術水平和能力，加上其工作經驗不足，對施工的質量造成嚴重的影響。所以，在地鐵施工過程中，需要一項全新的技術手段來解決施工中的一些技術問題。將 BIM 技術運用到地鐵盾構施工中，則可以準確地利用 BIM 所特有的三維可視化模型展開技術交底工作，并進一步對施工方案進行詳細的演示，展現施工過程中所存在的技術問題，從而及時地對施工方案的不合理性地進行調整，減少在人力、物力方面的浪費。

3.2 滿足施工精細化管理的需求

建設項目在施工過程中需要實行標準化管理，其中最重要的就是精細化管理。BIM 技術也是控制施工資料、造價成本的重要手段，也在一定程度上承擔了地鐵施工的精細化管理工作。

3.3 突破信息孤島的發展局面

將 BIM 技術應用在地鐵盾構施工中，可以方便施工，因此，無論是在地鐵盾構施工的精細化管理還是集約化方面，都形成了良好的數據支撐。如利用 BIM 技術建立三維可視化施工模型，并將地鐵工程的具體施工進度計劃等信息輸入軟件，使計劃進度與實際進度形成對比，從而實現科學控制。

4 基于 BI M的某地鐵盾構施工信息管理

4.1 工程概況

2015年10月25日，北京某工程地鐵第一條線路1號線建成通車，作為北京地鐵城市軌道的進一步延伸，該工程一期土建項目位于北京郊區，其中包括3個盾構區間，14 個洞門和6 個聯絡通道。

某 地 區 鐵 路 車 站 至 順 風 站 的 盾 構 區 間 里 程 為 ZK23 +214.654～ZK24+141.324；上行區間長度 1145.782m；下行區間長度 1124.142m。曲線間距最小為 401m，縱坡最大為 25%。該隧道埋深為 11.47～18.30m。

在實際施工過程中存在一定的風險，主要體現在時間、人員、資金等方面，在規定的時間和條件下不能滿足系統的短期施工目標，從而造成了過多的負面影響?；?BIM 技術的盾構遠程監控系統應通過盾構機構和咨詢單位進行對接，但由于在此期間溝通困難，可能存在較大的風險。

4.2 BI M應用環境

應該對 BIM 的應用目標進行設定，由于 BIM 技術具有較高的可視化程度，因此，應結合 BIM 技術進行建模，并將其應用在實際工作中，為現場施工提供指導，對隧道、基巖、圍巖等相關位置進行系統建模，使地質模型與隧道模型充分融合，從而對施工現場附近的地質環境、埋深等進行有效的勘察，為施工現場提供數據支持。但在實際應用過程中，主要采用關鍵工序施工方案，三維可視化，施工現場指導，現場資料收集等方法，提高了現場管理水平。

4.3 組織管理

在實際施工期間某工程成立了項目決策委員會，并以甲乙雙方的項目經理為主導，對整個工程的 BIM 服務工程師、開發工程師、關鍵用戶、工程人員、BIM 管理員等人員進行有效的管理。

4.4 軟硬件環境

軟硬環境如表1和表2所示。

表1 硬件環境

表2 軟件環境

4.5 BI M模型建立

如圖1所示，某工程結合實際施工現狀構建了 BIM 模型，這樣能夠更加直觀地體現出施工場地的具體布置情況與臨時建筑計劃。

圖1 場地 BI M模型

4.6 施工進度應用

施工進度應用階段主要體現在以下幾方面：（1）將 BIM 技術應用于工程現場管理中，實現了整體規劃的構建，同時展開了具有數據化的管理，在此期間主要采用項目計劃中的字段映射關聯和導入，利用 EBS 結構和 BIM 模型之間的關聯進行三維動態模型的構建。（2）利用 IOS 的移動 App 對實際施工現場進行現場管理，該軟件具有可視化安全管理、監理日志等功能，能承載大量的三維 BIM 模型，便于管理人員進行管理。（3）盾構設備遠程監控，此功能是盾構機的核心功能，它是將遠程監控管理系統中的設備參數轉移到 BIM 系統中，利用 BIM 模型實現對盾構機各種參數的管理，包括盾構機刀盤壓力、注脂壓力、注漿壓力等。

5 結語

總之，就當前建筑業而言，BIM 技術是建筑業轉型升級的重要手段，也是未來發展的必然趨勢，更是信息化、工業化建設不可替代的重要力量。盡管 BIM 技術在我國的應用還處于起步階段，但只有建立統一規范的標準，加快軟件開發的步伐，就能夠促進我國建筑行業的可持續發展。