BIM 技術(shù)在巖石工程中的應(yīng)用研究

曾賢春

（核工業(yè)華東建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，江西南昌 330096）

0.引言

我國(guó)領(lǐng)土面積位居全球第二，擁有世界上最多的自然氣候劃分區(qū)域，與此同時(shí)，復(fù)雜的氣候條件給我國(guó)的巖石工程發(fā)展帶來(lái)諸多困難，因此相關(guān)部門(mén)一直在尋求能夠有效加快行業(yè)發(fā)展的途徑。因?yàn)閹r石工程施工過(guò)程具有不確定性、隱匿性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因此對(duì)于施工技術(shù)要求是比較高的，我國(guó)這些基本技術(shù)大都得到了長(zhǎng)足發(fā)展，且一直在創(chuàng)新和更上一層樓的路上，因此將現(xiàn)代化技術(shù)和傳統(tǒng)施工技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是相關(guān)部門(mén)尋求解決方法的有效途徑，目前應(yīng)用于巖石工程的現(xiàn)代化技術(shù)有BIM 技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)和遙感技術(shù)等多種，本文著重分析BIM 技術(shù)在巖石工程中的應(yīng)用[1-2]。

BIM 技術(shù)，全稱(chēng)為Building Information Modeling（建筑信息化模型），在建筑業(yè)和巖石工程迅速發(fā)展的過(guò)程中，BIM 技術(shù)也隨之得到長(zhǎng)足發(fā)展。Autodesk 公司于2002 年由此提出BIM 技術(shù)概念，自該技術(shù)產(chǎn)生就得到建筑、土木工程和巖石工程等行業(yè)的廣泛關(guān)注。BIM 技術(shù)總體概括來(lái)說(shuō)是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建可視化和信息化的模型，模型中清晰顯示有關(guān)施工的各項(xiàng)參數(shù)，可以提高建筑的透明程度，即提高可視化程度，并且集成化處理這些參數(shù)，大量處理參數(shù)的同時(shí)繼續(xù)完善所構(gòu)建的可視化信息化模型[3-4]，總結(jié)來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)即是數(shù)字技術(shù)以來(lái)的對(duì)建筑的生命周期管理。本文對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研討研究。

1. BIM 技術(shù)在巖石工程應(yīng)用的主要特點(diǎn)

1.1 BIM 技術(shù)的可視性

該技術(shù)以三維立體形式呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)形象，且設(shè)計(jì)中顯示各個(gè)具體參數(shù)，且能對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行集成處理，展示設(shè)計(jì)的效果更直觀，數(shù)據(jù)也更加清晰，增加設(shè)計(jì)的可視程度。

1.2 BIM 技術(shù)的模擬性

該技術(shù)運(yùn)用在巖石工程的主要功能就是對(duì)實(shí)物的模擬，比如復(fù)雜的地層地質(zhì)條件等，還可以模擬建筑施工計(jì)劃和動(dòng)態(tài)檢測(cè)施工進(jìn)度和施工成本，進(jìn)一步提高方案的可行性和客觀合理性。

1.3 BIM 技術(shù)的優(yōu)化性

該技術(shù)對(duì)建筑模型進(jìn)行優(yōu)化主要體現(xiàn)在：首先是信息方面，提供的是實(shí)物的客觀數(shù)據(jù)，再次是時(shí)間方面，可以隨著時(shí)間的變化動(dòng)態(tài)優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)模型，最后是復(fù)雜程度方面，當(dāng)建筑設(shè)計(jì)方案復(fù)雜程度不斷提高到一定程度后，BIM 技術(shù)仍然可以進(jìn)行較為輕松的分析。

1.4 BIM 技術(shù)的協(xié)調(diào)性

該技術(shù)可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中不合理的地方，減少施工過(guò)程中變更設(shè)計(jì)方案的次數(shù)，及時(shí)修正碰撞點(diǎn)，既可以控制工程量，又可以降低建筑成本。

2. BIM 技術(shù)在巖石工程中的具體應(yīng)用

2.1 BIM 技術(shù)在巖石工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

設(shè)計(jì)是后期建筑成功與否的關(guān)鍵，其完善程度和科學(xué)合理程度直接關(guān)系到后期完工建筑質(zhì)量水平的高低，因此設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)巖石工程的重要性是不言而喻的。因?yàn)楹笃诮ㄖ苯臃从车氖窃O(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)圖紙的主觀意圖，而B(niǎo)IM技術(shù)可以模擬多種不同的設(shè)計(jì)方案，并且可以模擬和后期監(jiān)測(cè)不同設(shè)計(jì)方案帶來(lái)的不同建筑完工效果，而這是傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙無(wú)法體現(xiàn)的。Autodesk Navisworks 軟件是BIM 技術(shù)主要特點(diǎn)之一，可以通過(guò)碰撞檢測(cè)找出不同設(shè)計(jì)方案中的碰撞點(diǎn)，以便于及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案中的不合理的地方進(jìn)行調(diào)整，從而減少后期施工中更改設(shè)計(jì)方案的次數(shù)，降低工程量的同時(shí)也減少施工成本。為達(dá)到這種效果，加強(qiáng)前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和后期施工環(huán)節(jié)的聯(lián)系是十分重要的，而正確運(yùn)用BIM 技術(shù)可以做到這點(diǎn)，該技術(shù)可以準(zhǔn)確協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)設(shè)計(jì)和施工的聯(lián)系，保證施工圖紙?jiān)趯?shí)際巖石地層中的完美呈現(xiàn)，還可以保障設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)合理性，及時(shí)規(guī)避可能發(fā)生的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，保障整個(gè)巖石工程施工過(guò)程的順利實(shí)施。

2.2 BIM 技術(shù)在巖石工程基坑測(cè)量環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

基坑測(cè)量和支撐保護(hù)是巖石工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)楝F(xiàn)今巖石工程中為了保證上層結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，所以需要測(cè)量深度基坑結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)特定完善巖石工程作業(yè)，來(lái)保障工程的順利實(shí)施。運(yùn)用BIM 技術(shù)可以全面客觀測(cè)量基坑結(jié)構(gòu)，三維展示基坑完整狀況，且提供各種真實(shí)客觀的數(shù)據(jù)作為參考，為后期施工提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并不斷提高數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，從而提高勘探精準(zhǔn)度，也幫助了工作人員運(yùn)用這些精準(zhǔn)數(shù)據(jù)調(diào)整施工方案，針對(duì)性開(kāi)展建設(shè)活動(dòng)，對(duì)于傳統(tǒng)基坑測(cè)量方法，BIM 技術(shù)的運(yùn)用提高了測(cè)量精確度，擴(kuò)大了可測(cè)量范圍，減少了建筑工程量，降低了建筑成本。

2.3 BIM 技術(shù)在巖石工程其他測(cè)量方面的應(yīng)用

因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)量方法很有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不夠精確和部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法測(cè)量等問(wèn)題，后期就有可能出現(xiàn)要調(diào)整設(shè)計(jì)方案等問(wèn)題，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，因?yàn)槠浔举|(zhì)上為一種可視化技術(shù)，可以使該地巖石工程的特點(diǎn)直觀地展示在圖紙上，工作人員可以通過(guò)圖紙上的數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程存在的問(wèn)題并及時(shí)解決，大大減少工程成本，這對(duì)于承辦的企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也是一種有效保護(hù)。在后期施工過(guò)程中，施工進(jìn)度和耗費(fèi)的成本也可以動(dòng)態(tài)展示在模型上，專(zhuān)業(yè)工作人員可以通過(guò)模型及時(shí)掌握和分析現(xiàn)行施工狀態(tài)，及時(shí)反映施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，保障后期施工順利進(jìn)行。

2.4 BIM 技術(shù)在巖石工程管理方面的應(yīng)用

工程管理包括的內(nèi)容十分繁多，相關(guān)工作人員需要做好相關(guān)監(jiān)管工作，同時(shí)需要協(xié)調(diào)進(jìn)度、成本和安全問(wèn)題。BIM技術(shù)可以進(jìn)行實(shí)際造價(jià)估算和展示潛在的安全隱患，從而有利于管理人員保障施工安全，提高建筑效率和施工安全性，也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度，由于該技術(shù)對(duì)實(shí)際施工情景的模擬性，是對(duì)工作人員進(jìn)行工程管理很有幫助的。

3. BIM 技術(shù)應(yīng)用對(duì)于巖石工程的有利影響

3.1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用提高數(shù)據(jù)測(cè)量精準(zhǔn)度

運(yùn)用現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)和可視化模型，既可以達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法到達(dá)的高度，又可以達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法達(dá)到的精準(zhǔn)度，數(shù)據(jù)的客觀可信在前期圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和后期施工過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3.2 BIM 技術(shù)的應(yīng)用提高工程施工效率

因?yàn)榭陀^合理的設(shè)計(jì)方案的存在，和動(dòng)態(tài)及時(shí)監(jiān)測(cè)施工效果的運(yùn)行，既可以前期規(guī)避掉一些設(shè)計(jì)上的碰撞點(diǎn)，后期施工根據(jù)模型反映可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，減少了因?yàn)殄e(cuò)誤修改設(shè)計(jì)方案和重新施工的時(shí)間，工期縮短，整個(gè)施工過(guò)程的效率大大提高。

3.3 BIM 技術(shù)的應(yīng)用減少巖石工程建筑量

因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理處得到了及時(shí)規(guī)避，和錯(cuò)誤及時(shí)改正，降低了返工率，也就是減少了因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案改動(dòng)而產(chǎn)生施工方面變動(dòng)的工程量，從而減少總工程量。

3.4 BIM 技術(shù)的應(yīng)用降低巖石工程建筑成本

BIM 技術(shù)的運(yùn)用使巖石工程工期縮短，工程量大大減少，設(shè)計(jì)更為合理科學(xué)，施工方案也更為客觀可行，設(shè)計(jì)方案變更次數(shù)的減少和巖石工程建筑返工率的降低，以及施工過(guò)程中對(duì)成本的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，都有利于建筑成本方面的管控。

4.結(jié)語(yǔ)

對(duì)于實(shí)現(xiàn)巖石工程技術(shù)現(xiàn)代化，必須要運(yùn)用大量現(xiàn)代化技術(shù)，其中BIM 技術(shù)的運(yùn)用是很重要的一方面，它的可視性、模擬性、優(yōu)化性和協(xié)調(diào)性都幫助我國(guó)巖石工程技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展，在深度基坑測(cè)量、科學(xué)化設(shè)計(jì)方案和其他測(cè)量方面都有很廣泛的應(yīng)用，合理運(yùn)用BIM 技術(shù)，可以縮短工期，減少工程量和降低工程成本，對(duì)巖石工程建設(shè)來(lái)說(shuō)十分有利。