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摘要:伴随着社会经济的高速发展,推动各项工程建设数量逐渐增加,为了能够保证隧道工程施工顺利进行,可以充分利用先进的科学技术,BIM技术是科学发展的产物,具有一体化、可视化等特点和优势,将BIM技术应用到隧道工程中,能够促进隧道工程施工顺利进行,然而,由于我国的BIM技术发展相对于先进国家发展较为滞后,在隧道工程中的使用还存在一些问题,因此,本文针对BIM技术在隧道工程中的应用现状进行分析,并针对性提出一些建议,希望通过本文的阐述能够为相关人士提供参考和借鉴。
关键词:隧道工程;BIM技术;应用
引言
隧道工程是道路工程中不可或缺的组成部分,具有水文地质条件复杂、设计难度大、施工环境差、作业面多、工序转换复杂等特点,对设计水平以及施工技术和管理的要求较高。本文借助BIM技术强大的可视化优势,创建包含完整信息的三维模型,对基于BIM的设计碰撞的检查、施工资料集成、进度管理、协同管理等应用的特点进行分析,对目前BIM应用存在的问题进行剖析并提出应用建议。
1BIM技术基本概念
BIM技术最早在20年前就已经被相关专家提出,开始逐渐应用到建筑工程行业的施工中,BIM技术的定义较为模糊,一直以来也有很多争议,较为完整的定义是来源于美国对BIM技术的国家标准。BIM技术在建筑工程当中的应用,主要是依靠建模的方式,实现各项建筑工程的信息以数字化的方式进行呈现,其既具备物理特性,同时也兼具信息技术的特点和优势。所以在应用过程中,能够更好的实现各个阶段和各个部门之间的资源共享,在工程施工的全过程当中能够提供准确的信息,为各项决策提供参考和相应的科学性指导。在2012年的1月份,我国住房和城建部门印发了关于2012年工程建设标准规范制定及修订计划的通知,其中就包含了我国BIM技术相关标准制定方面的意见。到目前为止,已经制定和发布了很多建筑BIM技术应用标准。在2013年10月份,我国住房与城建部门工程质量安全监管中心又发布了《关于推进BIM技术在建筑领域应用的指导意见》,进一步明确了我国BIM技术未来发展目标规划。
2市政隧道工程中BIM技术的管理平台应用
BIM软件技术开发公司根据市政隧道工程相关的建设单位以及施工单位所提出的开发要求对BIM软件进行相应的开发,先根据相关的需求绘制出开发BIM软件的业务流程图,然后通过使用方的确认以后,进行相关的管理模块功能的开发。
2.1进度管理模块
借助BIM技术建立模型后可以实现对市政隧道进行可视化的进度安排,通过与网络计划技术进行结合,可以在BIM模型中直观的显示出各项工程每一天、每一周、每一月的进度计划情况。这样非常有利于市政隧道工程相关的管理人员针对不同施工进行方案比较,更科学、合理的选择满足进度需求的施工方案。同时,市政隧道工程相关的进度管理者还可以及时的发现实际施工进度与计划施工进度之间的偏差。
2.2施工现场管理模块
可以通过BIM技术对市政隧道工程施工现场的平面策划与布局等进行三维模型建立。然后利用BIM技术模拟市政隧道施工过程中各种各样的复杂施工方案与工艺,这样一来,可以使市政隧道工程施工工作人员更好的了解施工方案与施工工艺。同时,利用BIM技术进行市政隧道工程施工模拟还可以对施工现场进行更为科学、更为合理的布局,进一步提升市政隧道施工的工作效率与施工质量。
2.3质量管理模块
通过把市政隧道工程施工现场的质量信息同步记录到BIM模型当中,可以进一步提高市政隧道工程质量管理的水平与效率。在进行市政隧道工程质量管理可以分为两个方面。一方面是市政隧道工程相关材料设备的质量管理,市政隧道工程施有关单位可以将施工过程中所涉及到的材料设备的合格证、质量保证书、相关的检测报告等信息分别进行记录和录入,并与相关的BIM模型进行关联。同时,市政隧道工程相关单位监理部门也可以通过BIM管理平台对所录入的材料设备信息进行审核,确保所录入的材料设备信息的准确性和可追溯性。
另一方面是市政隧道工程施工过程质量管理,通过把BIM模型与市政隧道工程施工现场的实际情况进行对比,把与之相关的信息进行关联,记录实际施工的具体内容,这样一来可以为日后的复查与统计工作提供便利。
2.4安全管理模块
在市政隧道工程施工安全管理中可以利用BIM技术的可视化与信息完整性优势。一方面,由于市政隧道工程施工过程相对非常复杂,因此,在市政隧道工程施工的过程中很有可能会出现危险情况,通过利用BIM模式可以实现三维场景的搜索,这样一来可以更准确、更全面的将危险源进行标记与公示。另一方面,可以利用BIM技术对市政隧道工程当中的深基坑点位进行监控,首先建立相关的三维模型,然后再将检测到的相关数据与建立的三维模型相互关联,最后设定一个预警值,当所监测的深基坑有关的数据超出设定的预警时,相应的系统会在显示屏中显示出是哪一个深基坑出现了风险,并发出报警信息,这样一来就可以及时的对出现的风险做出相应的应对措施。
3提升BIM技术在隧道工程中的应用措施
3.1建立健全的隧道工程BIM标准体系
隧道工程的BIM标准体系与其他建设类的BIM标准体系具有很大的差异性,不仅包括信息技术自身的标准,还包括企业信息技术的应用标准,当前,我国铁路工程总公司对于隧道工程项目的BIM技术进行了全面的分析和研究,在一定程度上已经有了突破和进展。
3.2提高隧道工程BIM软件开发的能力
由于我国隧道工程相对于发达国家起步较晚,对于建模平台、GIS平台等开发尚不成熟,在隧道工程中,需要结合隧道工程项目的实际情况进行分析,并按照隧道工程的相关规范和BIM的设计标准对BIM软件进行自主研发,从而扩大BIM技术在隧道工程中的使用范围。
4BIM在隧道工程应用中存在的问题
4.1隧道模型的参数化创建
隧道结构体模型与隧道地质体模型的创建,主要的技术问题是参数化构件“族”库的创建。目前隧道工程的BIM模型存在着构件信息库不完善、精细化程度低、构件复杂等问题,模型的搭建过于复杂,创建的三维模型与施工现场信息关联性较差,隧道施工现场信息与隧道工程模型很难一一对应。
4.2隧道工程仿真模拟的交互性
在三维模型搭建完毕后,针对隧道工程BIM模型仿真模拟的要求,需要有一个可以实现仿真模拟交互的平台,模型的渲染和交互在平台上完成,当前平台必须写入大量复杂的脚本并且模拟效果一般。因此为了加强各个单位之间的信息共享,就必须提高仿真模拟结果的交互性。
4.3模型软件的兼容性
为解决地下工程计算复杂问题,就必须使用数值计算软件解决复杂环境下的围岩变形的计算,因此,必须将数值计算与数字建模结合,解决二次建模问题,提高建模分析效率,当前BIM软件的兼容性应是一个重点研究课题。
结语
BIM技术在隧道工程当中应用还处于初级阶段,所以在很多方面还存在问题,要想提升BIM技术应用效果,就必须大胆尝试,完善隧道工程应用BIM技术的标准体系,加软件开发,为隧道BIM技术的发展扫清障碍,实现隧道工程向工业化和信息化方向发展。
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