BIM技术在铁路隧道设计中的应用
BIM技术在铁路工程应用
规划和分阶段目标。以试点示范为先导，逐步培育和规范应用市场和管理环境，分阶 段有序推进BIM技术应用。
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中 技BIM铁术技二应术院在“用铁十路经二工五验程”应交B用I流M
（三）铁路BIM技术路线 铁路BIM研究应用起步阶段，需要研究制定BIM技术标准，进行BIM软件的定制开发，
逐步挖掘应用价值点。BIM研究推进应系统规划，分步实施。
一是标准先行，重点突破 BIM标准是BIM应用的基础，应结合铁路行业特点，率先建立铁路BIM标准体系。
同步开展各专业BIM技术科研攻关，突破铁路BIM技术应用关键技术。
二是精选平台，高点起步
选择在BIM领域拥有成功经验合作方联合研发，保证所选择的平台和软件在三维设 计方面具有优质基因，成熟开放，支持统一网络数据库，支持铁路BIM标准实施。
同时根据铁路工程特 点，增加了单项工程、工程 构件、工程工项、项目阶 段、人员角色、组织角色、 工程产品、工程特性等分类 表格，扩充铁路工程地理要 素和工程地质信息。
铁路工程信息模型分类表
序号
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表编号
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中 技BIM铁术技二应术院在“用铁十路经二工五验程”应交B用I流M
隧道专业
依托石鼓山隧道、清凉山隧道，建立了隧道工程地形、地质建模和模型族库，实现了设计、 施工模型转换和数据互通，探索了在施工组织、技术交底、质量安全控制等建设管理的应用价 值点。
施
工
锚杆
精
度
的
bim在铁路中的应用
bim在铁路中的应用
BIM技术在铁路中有以下应用：
1. 信息共享：BIM技术可以帮助铁路工程项目中的主要参与者，如开发商、规划者、设计者和施工商之间进行有效的信息共享，提高流程的协调性和管理性，实现精确的设计和施工。
2. 模拟建造过程和施工过程可视化：BIM技术能够实现模拟建造过程和施
工过程可视化，使得施工技术人员能够直观地看到建成后的效果，提高了施工效率和质量。
3. 资源管理：BIM技术可以实现施工资源透明化管理，通过优化资源配置，减少资源浪费，降低施工成本。
4. 图纸审核：利用BIM技术建立建筑、结构及机电各专业模型，在建模过
程中会不断发现设计图纸问题，并总结成图纸审核报告。
这些问题可以及时报设计院确认并修改，为施工方节约了大量的人力和时间。
5. 数据支撑：在施工过程中，工程的梁、板、柱、墙、楼梯等，所有的标高、外形、材质、钢筋排布等相关数据资料都可以根据需要在BIM模型中进行
筛选调用，为现场施工提供数据支撑。
总的来说，BIM技术在铁路工程中可以提高效率、降低成本、优化工期、提高施工质量。
BIM技术在涉铁工程中的应用
BIM技术在涉铁工程中的应用摘要：各行各业都在创新，创新才能发展。
建筑业作为传统行业，现在也面临一次技术革新－信息化，BIM技术作为一种信息化的工具，已在建筑业中生根发芽。
涉铁工程应该紧跟步伐，合理地应用BIM技术来提高效率，提高安全系数，提高业主满意度以及降低施工过程成本。
关键词：BIM技术，涉铁工程，应用引言：BIM作为一种信息化的工具，紧跟时代发展的要求，逐步走进建筑业。
BIM技术现在被广泛地应用于房建、装修装饰、管道安装等领域，但在铁路工程领域还未被广泛普及。
2013年5月中国铁路总公司组织专题会讨论“BIM技术在铁路工程中的应用工作”，标志着BIM技术正式开始被应用于铁路工程。
本文以我公司承建的商丘市涉铁立交新建工程宋城东路项目为载体，谈一谈BIM技术在涉铁工程中的应用。
1、工程概况商丘市涉铁立交新建工程宋城东路项目位于商丘市示范区，全长675.62米。
全程采用框架和U型槽结构。
框架结构下穿京九铁路，采用顶进（8.6+12+7.4+12+8.6）m的独立框架；U型槽结构下穿商合杭高铁。
商丘地下水位高，地质复杂，线上挖孔桩作业难度大，顶进工作极其复杂，引用BIM技术三维建模来辅助施工就显得至关重要。
2、BIM技术在涉铁工程中的应用2.1可视性该宋城东路项目业主是城管局，不是铁路专业方面的工作人员。
铁路工程专业性强，业主不能随时走到封闭网内视察。
所以业主或者用户只知道最终修建一条下穿铁路的路，却不知在封闭网内施工难度巨大。
天窗点时间的限制，以及地质原因造成的反水都给施工增加了很大的难度。
我们采用Revit，Navisworks建立三维模型，模拟整个施工过程，能够将封闭网内的施工场景呈现在业主面前，将挖支点桩的反水过程，框架涵顶进架空的过程完整地呈现在业主面前，让业主了解涉铁工程难度，随时掌握施工进度，将工地搬到业主电脑上。
由于涉铁工程的专业性，涉铁工程本身的可视性不强，所以涉铁工程比房建、装修等领域更需要应用BIM技术。
BIM技术在路桥隧工程中的应用
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI2019年第9期（总第308期）No 9022099(Sum No 30)BIM 技术在路桥隧工程中的应用张文华，原心红（内蒙古交通职业技术学院,内蒙古赤峰024400）摘要:BIM 技术是现代建筑行业中最前瞻的一项技术，利用该技术可以将工程设计、建造、运行各项环节串联在一起。
而对BIM 技术进行具体应用过程中，参与早期设计方案的协作方,通过对BIM 提供的共享信息的合理应用，对施工进行合理的探讨与分析，促进桥梁工程项目的创新与发展。
本文就BIM 技术在路桥隧工程中的应用展探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：BIM 技术；路桥工程施工；应用中图分类号:U443.1文献标识码：A文章编号：908 -3383（209）9-0226-011 BIM 技术在路桥隧施工中的应用优势01 三维渲染三维模型是物体多边形的表示，具有可视化、 立体性、直观性的优点,在路桥工程中离不开三维 建模的帮助，而BIM 技术就是建立三维渲染效果的 主要方式。
通过BIM 技术，工程师可以将施工方案 和施工顺序按照4D 模拟的方式，生动形象的呈现 出来，然后根据客户要求在模型上进行修改，这大 大提高了路桥的精准性，比之前二维图纸设计要便 捷、严谨的多。
除此之外,通过三维渲染，还可以借 鉴其他同类工程的施工方案,与其他方案进行对 比,经过多次测算得出最佳施工条件。
02快速算量功能BIM 技术的另一大优点就是能整合整个路桥 的所有信息，一般投标方中标后就会按照各方条件 要求形成初步的BIM 数据信息库,该信息库采用 6D 技术,可以实现数据的高速计算。
通过数据信 息库，我们可以清楚的了解施工中物料、人力的使 用情况，便于及时调整施工状态，是一种科学控制 施工进度的方法。
以前数据整合是路桥施工中的 难点，由于计算机技术尚不够发达,人们需要依赖 人力测算数据，不仅耗费人力，还易存在误差，现在 利用BIM 技术的可视性，只要将路桥信息导入软件 中生成模型就能清楚的感知施工情况。
BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用分析
BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用分析BIM技术（Building Information Modeling），即建筑信息模型技术，是一种通过数字化、三维化的方式对建筑工程进行设计、施工和管理的技术手段。
随着信息化技术的不断发展，BIM技术已经逐渐应用于地铁隧道工程施工中，成为了提高地铁隧道施工效率和质量的重要工具。
1. 地质勘察和设计阶段：BIM技术可以通过实时的地下勘察数据和三维地质模型，为隧道设计提供更加准确、全面的地质信息，帮助工程师制定更合理的设计方案。
2. 施工过程管理：BIM技术可以将隧道工程的设计模型与实际施工过程相结合，实现对施工进度、材料使用、人员安排等方面的实时监控和管理，提高施工效率和减少施工风险。
3. 安全保障：BIM技术可以利用虚拟仿真技术，对施工现场进行安全分析和评估，预测可能出现的安全隐患，并提供相应的安全措施和预案，保障施工人员的安全。
4. 施工质量控制：BIM技术可以利用数字化模型对材料使用、设备安装、工艺流程等进行可视化管理和监控，提高工程的质量和精度。
BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用主要体现在设计优化、施工管理、安全保障和质量控制等方面，为地铁隧道工程施工提供了更多可能性和支持。
1. 设计优化：通过BIM技术可以实现隧道工程的全过程数字化设计和模拟，有利于对设计方案进行优化和改进，提高隧道工程的设计效率和质量。
4. 质量控制：BIM技术可以实现对施工过程的全面监控和管理，减少因施工过程中的错误和疏漏导致的质量问题，提高工程的质量和精度。
5. 数据管理：BIM技术可以对地铁隧道工程施工过程中产生的各类数据和信息进行有效管理和整合，为后续的运营维护提供数据支持和保障。
三、BIM技术在地铁隧道工程施工中的挑战和发展趋势尽管BIM技术在地铁隧道工程施工中发挥着重要的作用，但其在实际应用中仍然面临一些挑战和问题，主要包括以下几个方面：1. 技术标准不统一：由于目前BIM技术的标准和规范尚未统一，导致不同地区和不同部门对BIM技术的理解和应用存在差异，影响了BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用效果。
建筑信息模型(BIM)技术在隧道工程中应用现状与分析
建筑信息模型（BIM）技术在隧道工程中应用现状与分析摘要：建筑信息模型（BIM）技术在土木工程多个领域已得到广泛应用。
由于隧道工程具有带状分布、地质条件密切相关等独特的特征，其结构形式与建筑工程也有较大差异，因此BIM技术在隧道工程中的应用与建筑工程相比具有一定的特殊性。
关键词：建筑信息模型；（BIM）技术；隧道工程1 隧道工程信息建模技术现状与分析1.1 隧道工程信息建模技术现状1.1.1隧道结构BIM建模目前主流的BIM建模软件缺少隧道结构所需的模型族库，直接建立隧道结构模型有诸多不便。
现有的隧道结构BIM建模方法可分为两类：（1）提取隧道轴线、建立参数化模型单元、将模型单元沿轴线拼接；（2）开发隧道辅助设计系统，根据轴线坐标和参数化断面设计，建立一体化隧道结构模型。
在山岭隧道方面，基于IFCAlignment1.0标准，对铁路工程常用缓和曲线统一参数表达、里程系统和非几何属性等进行扩充与修改，实现隧道中心线数据精确传递，自动生成线路中心线对象。
利用Microstation软件建立能够重复使用、参数驱动的隧道三维模型单元，提高设计效率和模型标准化程度。
将不同围岩等级的参数化单元构件模型根据地质情况，沿三维轴线拉伸和拼装形成整条隧道模型。
针对隧道中存在的横通道等附属结构，开发了洞室与暗洞相交点的自动剪切程序，提高隧道接口处建模的效率。
在盾构隧道方面，建立盾构隧道管片参数化模型，根据隧道线路自动计算每环管片的安装位置坐标和方向向量，通过拼装形成盾构隧道整体结构模型。
除通过拼接模型单元建立完整隧道外，基于BIM软件开发隧道辅助设计系统，通过坐标数据生成三维轴线，经参数化断面设计后建立洞身模型，并附加构件属性信息，最后对横通道进行自动识别和剪切，得到一体化隧道结构模型。
上述建模方法均已较为成熟，能够方便并且较为准确地建立隧道结构BIM模型。
然而在一些结构特殊部位，例如结构形式改变处、横通道位置处等，一般还是需要较多的人工处理。
bim技术在桥隧设计中的应用
bim技术在桥隧设计中的应用
BIM技术就是“建筑信息模型”这门高科技，在桥梁和隧道设计上可是发挥了大作用呢！
像真的一样画图：
设计师们可以用BIM技术在电脑里像搭积木一样把桥梁或者隧道立体地搭建起来，看得清清楚楚，连小细节都能一览无余，这样在动工前就能发现可能存在的问题，避免以后返工。
给大桥和隧道做体检：
BIM模型还能和一些专门检查结构稳定性的软件连起来，就像给桥和隧道做全面体检一样，看看它们承受各种压力的能力怎么样，然后帮着设计得更结实、省钱又耐用。
大家一起来画画：
不同专业的设计师都可以在一个共享的BIM模型上一起工作，就像团队协作画一幅大画，谁改动了什么，大家都能及时看到，减少误会，加快设计速度。
模拟施工就像演电影：
这个技术还能像拍电影一样把施工过程预演一遍，看哪里摆设备最合适，先做什么再做什么，这样到了真正施工的时候就不会手忙脚乱，还能节省时间和钱。
算账算得又快又准：
利用BIM模型，能够快速准确地计算出建桥修隧道要用多少材料，需要多少钱，让项目预算控制得明明白白。
提前揪出“打架”的地方：
在设计时，如果桥墩的位置和其他设施比如水管、电缆有冲突，BIM 技术能提前发现这些“矛盾点”，早早就规划好怎么改，避免后期施工时出现问题。
以后管护也方便：
建成后的桥和隧道，当初设计时用的BIM模型还能继续发挥作用，帮助管理人员更好地维护设施，保障运行安全。
绿色环保一把抓：
BIM模型还能结合环保因素，考虑桥梁和隧道建设对环境的影响，以及如何节能降耗，让我们的工程既实用又环保。
所以啊，BIM技术就是咱桥梁和隧道设计师的好帮手，从头到尾都发挥着重要作用，让工程做得既科学又高效。
bim铁路行业应用
BIM技术在铁路行业的应用是一个非常复杂的话题，下面我将用800字简要概述这个主题。
首先，我们需要了解什么是BIM技术。
BIM（建筑信息模型）是一种用于表达建筑、结构和机械系统等的三维数字化模型，它包含了设计、建造和运营等各个阶段的工程信息和其他相关数据。
在铁路行业中，BIM技术可以广泛应用于铁路线路设计、轨道铺设、信号系统、桥梁和隧道建设、车站建设、列车维护等方面。
在铁路线路设计中，BIM技术可以提供更加精确和直观的设计方案，减少了传统设计方法中的人为错误和误差。
通过BIM模型，设计师可以更好地了解线路的实际情况，如地形、地质和水文条件等，从而更好地优化线路设计和提高铁路运输的效率。
在轨道铺设方面，BIM技术可以帮助施工单位更好地了解轨道的结构和性能，从而更好地进行施工和维护。
同时，BIM模型还可以提供更加精确的工程信息，如轨道的几何参数、荷载情况等，从而更好地指导施工和优化施工方案。
在信号系统方面，BIM技术可以提供更加精确和直观的信号系统设计和管理方案。
通过BIM 模型，信号系统的工程师可以更好地了解信号系统的实际情况，如信号设备的布局、信号传输的路径和信号的传输速度等，从而更好地优化信号系统的设计和提高信号系统的可靠性。
在桥梁和隧道建设中，BIM技术可以提供更加精确和可靠的设计和管理方案。
通过BIM模型，设计师可以更好地了解桥梁和隧道的实际情况，如地质和水文条件、施工难度和安全风险等，从而更好地优化桥梁和隧道的设计和施工方案。
同时，BIM模型还可以提供更加精确的工程信息，如桥梁和隧道的结构参数、荷载情况等，从而更好地指导施工和维护。
总之，BIM技术在铁路行业的应用具有广泛的前景和意义。
它可以提高铁路线路设计、轨道铺设、信号系统、桥梁和隧道建设等方面的效率和可靠性，同时也为施工单位提供了更加精确和直观的管理方案。
未来，随着BIM技术的不断发展和完善，它将在铁路行业中发挥更加重要的作用，为铁路行业的可持续发展做出更大的贡献。
基于BIM技术的铁路数字化设计与应用
基于BIM技术的铁路数字化设计与应用唐雪芹，董凤翔，赵亮亮（中铁二院工程集团有限责任公司BIM中心，四川成都610031）摘要：阐述基于BIM技术的铁路数字化设计工作主要内容，包括三维数字设计平台选择、设计标准建立、构件库建立、协同设计平台搭建和管理、各专业BIM设计与模型分析应用等。
数字化设计和交付是实现铁路数字化和智能化的重要内容，BIM技术与铁路融合后形成铁路数字化设计的成套理论和技术体系，对提高铁路工程信息化管理水平、提高设计质量和效益具有显著意义，将为实现智能铁路战略提供重要技术保证。
关键词：BIM；标准；协同平台；构件库；铁路设计；数字化中图分类号：U212；TP319文献标识码：A文章编号：1672-061X（2021）01-0050-07DOI：10.19550/j.issn.1672-061x.2021.01.0501概述数字化设计在工程设计领域发挥了非常重要的作用，在我国建设工程中应用已相当普及。
BIM技术的普及和推广大大提高了铁路行业数字化设计的质量和水平，使设计方法与技术手段相对以往有了较大提高与进步［1］。
德国、瑞士、韩国等国家铁路数字化战略中，均提出利用BIM技术实现基础设施智能化的目标［2］。
我国在2018—2035年智能高铁发展战略中也明确了在创新示范、加速突破、全面提升3个阶段的发展目标［3］。
我国高速铁路的发展离不开铁路信息化的持续推进，当前正处于智能高铁加速突破阶段，突破基于BIM技术的铁路数字化设计关键技术，对提高我国铁路数字化和智能化水平，保持我国高铁全球领先地位具有重要意义。
随着《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》（建质函〔2016〕183号）、《关于推进建筑信息模型应用指导意见》（建质函〔2015〕159号）等相关政策的发布，全国已有20个省、直辖市、自治区发布了推进BIM应用的指导意见。
以市场需求为牵引、企业为主体，通过政策和技术标准引领和示范推动，在建筑领域普及和深化BIM技术应用，提高工程项目全生命周期参与方的工作质量和效率，实现建筑业向信息化、工业化、智慧化转型升级，已经成为业内共识。
铁路隧道施工建设的信息化管理
铁路隧道施工建设的信息化管理铁路隧道工程施工建设的信息化管理是实现施工过程的全方位管理、提高工程建设安全性的有效管理模式。
本文以某隧道为例，针对工程施工难点，分析信息化管理平台建设的主要模块应用，以及基于BIM技术应用实施方案。
旨在为类似工程管理提供参考。
一、引言铁路施工的信息化建设发展已然成为现代铁路发展的主要趋势，强化信息技术的应用对于铁路工程建设质量提升具有重要意义。
随着我国铁路建设工程规模的不断扩大，隧道工程项目也随之增多，而施工过程中面临的不良地质条件、有害气体威胁等施工难点也随之增多。
隧道施工存在各种潜在的自然灾害隐患，为此，为合理控制隧道工程质量和安全控制，信息化管理成为必然选择。
当前新奥法施工工艺已然成为隧道应对不良地质体等施工难点的一种有效施工方法，是集設计、施工和监测三位一体的动态施工模式，而信息化施工管理是新奥法设计施工过程中的一个必不可少的部分，通过对隧道施工各阶段监控量测，对围岩应力条件等进行信息监测，并基于此对施工工艺进行优化调整，进而达到隧道施工质量控制的目的。
二、工程概况某隧道全长4373m，进口海拔约956m，出口海拔约908m。
平行导坑位于隧道线路前进方向左侧，平导与线路左线线间距为30m。
平导起始里程PD97+980=正洞DK97+980，终点里程为PDK98+826，全长846m。
该隧道设置1平导的辅助坑道方案，按进口、出口平导2个工区2个工作面组织平行施工。
隧道穿越地层为粉砂质页岩、凝灰质砂岩、炭质页岩等。
地质构造复杂，不良地质为重力不良地质（危岩落石、岩堆、滑坡、岩爆、边坡顺层），且为低微瓦斯隧道，安全风险高，施工难度大，是本标段的重难点工程。
为了保证隧道施工的安全稳定，设计采用新奥法组织施工，将超前的地质预测预报工作作为工艺施工的首个环节，并坚持以地质探测和预报为前提、新奥法施工为主、强化现场监测监控为依据的施工原则，并基于此构建科学完善的信息化施工管理体系，通过对信息、数据的综合分析和处理，实行动态管理信息化施工。
隧道工程中BIM技术的应用
BIM技术在隧道工程运营安全监测中的应用
• BIM技术在隧道工程运营安全监测中的应用 • BIM技术可以实现隧道工程运营过程中的安全监测和数据采集， 提高运营安全水平 • BIM技术可以实现隧道工程运营过程中的安全预警和应急处理， 提高运营应急能力 • BIM技术可以为隧道工程运营安全监测提供数据支持，辅助决 策和优化
BIM技术的可视化与模拟分析
BIM技术的模拟分析
• BIM技术可以对隧道工程的结构、设备、材料等进行模拟分析 • BIM技术可以预测隧道工程的可能问题，如变形、渗水、裂缝等 • BIM技术可以为隧道工程的优化设计、施工方案提供依据
BIM技术的可视化
• BIM技术可以将隧道工程的结构、设备、材料等信息以三维图形展示 • BIM技术可以提高隧道工程的透明度，便于业主、设计、施工等各方了解工程情况 • BIM技术可以辅助隧道工程的决策，提高决策效率和质量
BIM技术在隧道支护结构设计中的优化
• BIM技术在隧道支护结构设计中的优化 • BIM技术可以实现隧道支护结构的参数化设计，提高设计效率 和准确性 • BIM技术可以对隧道支护结构进行模拟分析，预测支护结构的 受力情况和变形特征 • BIM技术可以为隧道支护结构设计提供优化方案，降低工程成 本和风险
隧道工程的安全与耐久性要求
01
隧道工程的安全性要求
• 隧道工程需要确保施工过程中的安全， 防止坍塌、滑坡等事故 • 隧道工程需要确保运营过程中的安全， 防止火灾、交通事故等事故 • 隧道工程需要采取有效的安全措施，提 高安全性能
02
隧道工程的耐久性要求
• 隧道工程的设计寿命通常较长，需要考 虑耐久性和长期稳定性 • 隧道工程需要抵抗各种环境因素的影响， 如地下水、腐蚀、地震等 • 隧道工程需要采取有效的耐久性措施， 提高使用寿命
基于BIM技术的铁路数字化设计与应用
基于 BIM技术的铁路数字化设计与应用摘要：阐述基于BIM技术的铁路数字化设计工作主要内容，包括三维数字设计平台选择、设计标准建立、构件库建立、协同设计平台搭建和管理、各专业BIM设计与模型分析应用等。
数字化设计和交付是实现铁路数字化和智能化的重要内容，BIM技术与铁路融合后形成铁路数字化设计的成套理论和技术体系，对提高铁路工程信息化管理水平、提高设计质量和效益具有显著意义，将为实现智能铁路战略提供重要技术保证。
关键词：BIM技术；铁路数字化；设计应用1铁路工程各专业BIM设计（1）测绘：设置不同坐标分带参数，在设计软件中进行换带计算并合并，定义地形图坐标系，引用地形图和点云数据及实景建模数据，创建三维地形模型，最终将文件提供给各个专业调取开展BIM设计。
（2）地质：在地质数据库中配置工程项目地质内容环境（岩性层、覆盖层、地质时代、风化层、断层等），通过界面录入并管理野外勘察数据，将钻孔数据、勘探线的勘探剖面数据、地质点数据等录入数据库，根据地质数据和测绘专业提供的三维地形表面模型，以“手动+自动”的方式在软件中建立地质分界面，生成三维地质模型。
（3）线路：利用矢量化地形图和外部环境资料建立项目环境，在三维环境中设置线路技术方案走向比选体系，综合环境因素分析评价方案优劣，使线路平纵断面合理可靠，输出三维线路模型为铁路其他专业提供空间定位基础。
（4）路基：参考地形、线路、桥梁、隧道、站场的专业模型，完成路基填挖边坡、坡面防护、支挡工程、复合地基及排水工程的设计建模工作，并生成路基模型。
（5）桥梁：参考测绘、地质、线路、地形、隧道、站场等专业数据，采用桥梁BIM设计工具集可实现桥梁上部结构与线路的关联、下部结构和地形的关联设计，自定义所有上下部参数化构件，创建各类参数构件库，完成桥梁的布跨、梁构件、桥墩、桥台和锥坡等设计工作。
（6）隧道：参考地形、地质和线路模型，根据洞门端墙、水沟、截面、翼墙、桩、桩帽石等数据，参数化设计洞门、边仰坡和洞口截水沟模型，根据地质纵断面图标识的围岩类别，选择标准构件和断面模板，完成洞身、辅助洞室及辅助坑道的设计建模工作。
BIM技术在隧道工程的应用研究
BIM技术在隧道工程的应用研究提纲：1. BIM技术在隧道工程中的作用2. BIM技术在隧道设计中的应用3. BIM技术在隧道施工中的应用4. BIM技术在隧道运营与维护中的应用5. BIM技术在隧道工程管理中的应用1. BIM技术在隧道工程中的作用BIM技术作为一种复杂的信息模型，可应用于隧道工程的各个方面。
隧道施工过程中，在设计和施工阶段中它可以使用3D模型，建立建筑物，表达它们的物理和功能特性，全面理解预期的建筑物影响，提醒在工程进展的过程中的潜在的危险因素。
此外，在隧道运营和维护方面，BIM技术还可实现设备和部件管理、库存管理等功能。
2. BIM技术在隧道设计中的应用BIM技术在隧道设计中的应用，可以优化隧道设计中的各个方面。
在隧道设计阶段，BIM技术可应用于边坡设计和合理性分析，在尤其复杂的地表和地下工程环境中，BIM技术可应用于确定坡度是否合适、结构的稳定性检验等。
3. BIM技术在隧道施工中的应用隧道施工中，BIM技术可以嵌入施工管理，减少施工误差和质量不良。
使用BIM技术，工程师可以通过精确的三维模型帮助管理并规划出施工剖面，以便于正确依据所需的施工设计。
4. BIM技术在隧道运营与维护中的应用在隧道运营和维护方面，BIM技术可应用于设备和部件管理、库存管理等功能，通过这些功能，可实现从机械、电力、计算机等方面对隧道进行维护。
5. BIM技术在隧道工程管理中的应用隧道工程管理是BIM技术的一个很好的应用场景。
使用BIM技术，管理者可以更好地管理所有建筑、设备和部件，管理者可以随时随地通过一个集中式的BIM模型来更新和查看所有建筑、设备和部件，并更好地计划和预测未来的修复工作，以减少维护成本和时间。
案例：1. 香港深水隧道香港深水隧道是BIM技术的一项成功应用。
这项工程包括多条不同长度、深度的隧道通道，建筑师使用BIM技术进行电缆、管道和管线布局的规划。
这项工程从设计到施工都使用了BIM技术，大大缩短了终端工程时间和成本。
BIM技术在隧道工程应用
第三章BIM技术在隧道工程的应用方案摘要:BIM是指建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关数据为信息基础，利用计算机及三维数字技术，建立的三维建筑模型。
具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。
在国际上BIM已经成为建筑领域信息研究和应用的热点，已经受到政府部门和建筑行业的高度关注和认可。
充分利用BIM虚拟建造可视化特点，结合隧道工程施工区域危险源识别和实时数据监测，动态、准确指导施工，则是隧道工程施工安全信息化管理的有效手段。
3.1BIM技术一、BIM技术概述BIM技术即建筑信息管理(Building Information Management)，它是以建筑工程施工过程中每一个项目的相关信息数据为基础，通过构建起与相应建筑工程相关的三维建筑模型，利用各种数字信息来模仿出各项建筑设施所具备的相关信息的一项建筑工程相关技术。
BIM全生命周期BIM并不仅仅只包含建筑信息，还包括建筑的相关构件性能、施工的各项进度以及对施工过程各项项目的维护管理等与整个建筑工程项目寿命周期相关的各项信息。
二、BIM技术在工程监理中的应用内容BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
1、隧道BIM模型的建立隧道BIM模型主要由地形地质模型和隧道主体模型两部分组成。
地形、地质模型和隧道主体模型的精确定位结合和全参数化的隧道主体建模是隧道BIM模型最大的特点。
1.1地形地质模型建立隧道建设以地形、地质条件为背景，精确的地形、地质模型的创建是整个隧道BIM建模的基础，建模流程如下：数字地面模型创建流程地质模型在隧道模型建模之初，首先确定坐标系统、高程系统，列出隧道起点与终点的高程信息、坐标信息，在地形地质模型中精确定位。
bim在铁路中的应用 -回复
bim在铁路中的应用-回复BIM在铁路中的应用引言：随着科技的飞速发展，建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）在建筑行业的应用日益普及。
然而，BIM不仅仅限于建筑行业的应用，它在其他领域的应用也越来越广泛。
本文将以铁路为例，探讨BIM 在铁路中的应用，并逐步解释其优势和实施步骤。
第一部分：BIM的优势及其在铁路中的意义（500字）1. BIM的优势：BIM是一种基于3D/4D模型的数字化工具，它可以整合建筑、结构、机电、给排水等各种工程信息，形成一个统一的、协调的模型。
相比传统的二维工程设计，BIM具有以下几个优势：首先，BIM可以实现多方信息的整合和共享。
传统的二维设计往往存在信息孤岛的问题，各个专业之间难以有效地交流和协调。
而BIM模型可以把各种专业的信息整合到一个模型中，方便各个专业之间的合作和沟通。
其次，BIM可以提高设计效率。
传统的二维设计往往需要进行多轮修订和修改，不仅耗时耗力，而且容易出现错误。
而BIM模型可以通过自动协调和碰撞检测等功能，减少设计修改的次数，提高设计效率。
再次，BIM可以提供可视化的设计效果。
传统的二维设计难以直观地展现设计效果，而BIM模型可以通过三维可视化效果展示设计方案，有助于客户和相关利益方更好地理解和接受设计。
2. BIM在铁路中的意义：铁路工程的建设涉及到众多领域的专业技术，在设计和施工过程中存在着复杂的协调和交流问题。
因此，借助BIM技术在铁路工程中的应用具有极大的意义：首先，BIM可以实现全过程的信息共享与协同。
铁路工程的建设涉及土建、桥梁、隧道、轨道、电气等多个专业领域，各个专业之间需要紧密合作。
通过BIM技术，可以将各个专业的信息整合到一个模型中，实现全过程的信息共享与协同，提高工程建设的效率和质量。
其次，BIM可以提供准确的工程量计算和造价预算。
在铁路工程中，工程量计算和造价预算是一个重要且繁琐的工作，传统的方法往往容易出现错误和漏项。
铁路工程BIM正向设计的思考与实践
特别策划·BIM正向设计铁路工程BIM正向设计的思考与实践李俊松，董凤翔（中铁二院工程集团有限责任公司BIM中心，四川成都610031）摘要：铁路工程BIM正向设计是对传统铁路工程项目设计流程的彻底变革，可有效提高铁路工程的设计效率与准确性，但其推广应用却遇到了较大困难。
结合多年BIM应用实践经验，以及多专业BIM设计软件研发经历，深入分析阻碍BIM正向设计发展的原因，提出铁路工程BIM正向设计的整体规划。
以铁路隧道专业为例，从标准、协同、效率、共享等方面阐述具体的解决办法。
目前，隧道专业BIM正向设计软件已应用于西昆高铁、成渝中线高铁、宁淮城际铁路等多条重点铁路线路中，实现了全过程BIM设计，在提高工作效率的同时，有效保证了设计成果的准确性、协调性，可为今后同类工程的BIM正向设计研究提供借鉴。
关键词：铁路工程；BIM；铁路隧道；正向设计；软件开发；标准；协同；效率；共享中图分类号：U212；TP319文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）07-0007-05 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2022.05.22.0010引言近年来，我国在建筑、铁路、公路等行业广泛展开BIM技术应用研究，并带来了革新性变化［1-2］。
据不完全统计，2017年，我国建筑业32.90%的企业BIM投入经费在10万元/年以内，3.30%的企业BIM投入经费超过500万元/年；截至2021年，各企业BIM投入经费均有较大提高，仅5.69%的企业BIM投入经费在10万元/年以内，19.77%的企业BIM投入经费超过500万元/年。
由此可知，BIM应用已经成为提升企业核心竞争力的必要手段［3］。
伴随国家推进工程行业数字化转型的浪潮，铁路工程项目在设计过程中的各项管控质效要求显著提升［4-5］。
由于铁路工程设计涵盖专业众多、BIM正向设计软件开发难度大，在接口编写、成果交付、模型审查等方面缺乏全国统一标准，致使BIM技术多用于可视化方案展示、“错漏碰缺”检查等，未能真正发挥BIM技术的价值。
CREEC_铁二院_隧道专业演讲PPT
二、技术路线
2、软件平台选择
运营
4
施工 3
2
设计
1
规划
ENOVIA：协同管理平台，负责全生命周 期内信息协调和数据管理；
CATIA ：产品设计平台，用于设计阶段建 立三维模型；
DELMIA：仿真应用平台，用于施工阶段 的施工动态仿真、施组计划；
3DVIA ：三维展示平台，用于运营阶段。
二、技术路线
一、总体概况
世界各国也相继颁布了一系列相关标准和指南。
美国 NBIMS 标准 英国 (UK) BIM 标准
澳大利亚 BIM 标准
行 业 标 准
美国联邦总务局
美国陆军工程兵团
GSA 标准
USACE 标准
业
主
标
准
一、总体概况
目前，BIM技术在我国建筑领域已有不少应用实例，如鸟巢、上海中心、上海世博会中国馆等， 但在铁路隧道领域中的应用研究工作尚处于探索阶段。
辅助坑道
三、阶段成果
2、三维建模 （1）建模思路
三维地表模型
三维地质模型
三维选线
各专业协同设计
隧道专业BIM设计流程
骨架继承
模型生成
参数设置
模板制作
草图绘制
模板实例化
线路 桥梁 路基 轨道 通信 信号 机车 ……
三、阶段成果
（2）模型构成
洞门模型 明洞模型 暗洞模型
附属洞室 模型
辅助坑道 模型
防排水 模型
三、阶段成果
（3）洞门模型
进口洞门草图
进口斜切洞门混凝土
进口斜切洞门钢筋
三、阶段成果
（3）洞门模型
出口斜切洞门
出口斜切洞门钢筋
出口帽檐钢筋细部
BIM技术在铁路信号工程设计中的应用
２ Ｂ Ｉ Ｍ技术信号设计优势
针 对铁路 信－ ｇ － ｚ程项 目，采用 ＢＩ Ｍ技 术进行 设计 、模 拟 施工和 运维具 有 明显 优势 。在信号 专Ａ Ｂ ｌ Ｍ模 型设计 过
２ ０ １ ７ ２ ｇ 第１ 期
６ ９
慧 Ｕ 技 木 ； Ｊ
应 川
同设计 ，及时发现设计过程中的碰撞、遮挡问题 。利 月
（ １）目前 ，信号 专 业 的图纸 设计 多 以图形 符号 代表
具 体 设 备 ，图纸 中仅 反 映设 备相 对于 信 号楼 的位 置 ，或
设备里 程值 ，并没 有反 映信 号设 备 限界 等 问题 。 图纸 设计 时 ，设 计人 员遵照 设计规 范 ，通 过站场 图 的简 要轮廓 及个 人经验 进行 设计 ，存在许 多不确 定 因素 。如信 号设 备布置
技 术 的 设 计 灵 活 性 ，可 对 出现 问 题 的 工 点 及 时 进 行
程 中 ，针对 不 同种 类 、不 同型号 的设 备 采 用 分别 建 模 方
法 ，结合 设计 规范及 设备 生产厂 家提供 的相 关资 料进行 设
计 ，将 设 备 翻 模 转 化 为 三 维 空 间模 犁 ， 再 通 过 Ｂｌ Ｍ技 术 ，
息 化 技术 的可 传 递 性 ，实 现模 型数 据 在 设计 、施 工 、 运
维 过 程 中 的有 效传 递和 共 享 ，将设 计 单 位 、施 工 单 位 、 设 备 厂 家有 机 结 合 ，可 增 强 图 纸设 计 和 基 建施 工 过 程 的 准确 性 ，提 高运 维 管理 水平 。
程 设 计 中 价 值 和 意 义
关键 词 ：ＢＩ Ｍ技 术 ；铁路 信 号 ；３ － 程 设计 ；信 息化 技 术 ；模 型 库
基于bim技术的铁路隧道正向设计研究
收稿日期:20190906基金项目:中国铁路总公司BIM 试点项目;北京科技服务业促进专项;中铁工程设计咨询集团有限公司科技开发计划课题(BIM-研2019-12)㊂作者简介:张 轩(1991 ),男,2014年毕业于西南交通大学土木工程专业,工学学士,工程师㊂文章编号:16727479(2020)01010304基于BIM 技术的铁路隧道正向设计研究张 轩(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055) 摘 要:以Bentley 平台和二次开发软件为技术支持,对基于BIM 技术的铁路隧道正向设计进行研究:结合新版软件功能,从项目创建㊁流程管理㊁参数化设计㊁三维建模㊁工程量统计等方面出发,总结BIM 正向设计在可视化㊁参数化设计㊁信息化管理㊁结合地形设计等方面具有的优势;另一方面,BIM 技术还存在部分构件建模过程复杂㊁二次开发软件不足㊁出图功能欠缺㊁参数化数字化设计不完善㊁审核难度大等问题㊂通过本次研究,进一步优化了铁路隧道BIM 正向设计流程,为在隧道专业中推广BIM 正向设计积累了宝贵的经验㊂关键词:铁路工程;隧道;BIM 技术;Bentley ;BIM正向设计中图分类号:U452 文献标识码:A DOI:10.19630/ki.tdkc.201909060010开放科学(资源服务)标识码(OSID):Research on Forward Design of Railway Tunnel Based on BIM TechnologyZhang Xuan(China Railway Engineering Design and Consulting Group Co.,Ltd.,Beijing 100055,China)Abstract :Taking Bentley platform and secondary development software as technical supports,this paperstudies the use of BIM forward design in railway bined with the functions of the new software,from the aspects of project creation,process management,parametric design,3d modeling and quantity statistics,the advantages of BIM forward design in visualization,parametric design,information management and terraindesign are summarized.On the other hand,some problems and suggestions are put forward,such as complicated modeling process of some components,insufficient secondary development software,lack of drawing function,imperfect parametric digital design and difficulty in auditing.Through this study,the BIM forward design process of railway tunnels is further optimized,which can accumulate valuable experience for the promotion of BIM forward design in the tunnel specialty.Key words :Railway engineering;Tunnel;BIM technology;Bentley;BIM forward design1 概述国际BIM 联盟对BIM 的定义是:建筑信息模型化(Building Information Modeling )㊁建筑信息模型(Building Information Model)㊁建筑信息管理(BuildingInformation Management)三个不同但相互联系的功能[1]㊂在项目全生命周期中,BIM 技术能够实现不同参与方㊁不同应用软件之间的信息结构化组织管理和信息交换共享,使合适的人在合适的时候得到准确信息,这是行业赋予BIM 的使命[2]㊂随着铁路建设行业的飞速发展,BIM 技术必将成为铁路工程建设信息化的核心和发展方向[3]㊂尽管301基于BIM 技术的铁路隧道正向设计研究:张 轩铁路设计领域使用BIM技术的时机较晚,但随着铁路BIM联盟陆续推出铁路行业BIM设计相关规范,以及主管部门的大力推动,BIM技术在铁路设计行业中的应用也越来越广泛[4]㊂目前,大多数铁路设计院对于BIM的应用还是先进行二维图纸设计,再进行翻模形成三维模型,最后进行分析㊁检查㊂不但没有缩短设计周期,反而增加了设计成本[5]㊂因此,铁路设计行业应基于BIM技术进行正向设计,提高设计效率㊂隧道作为铁路工程建设中的重点和难点,在很多项目中是控制工期的重点工程[6],推行BIM正向设计对提高设计效率意义重大㊂2 软件平台选取目前,主流BIM设计平台有Autodesk㊁Bentley和Dassault[7],三大平台各有其优势领域:Autodesk平台软件偏重于建筑设计领域,Bentley平台软件偏重于大型基础设施设计领域,Dassault平台偏重于航空㊁汽车制造领域㊂铁路工程呈带状分布,长度可达几十公里到上千公里[8],Bentley平台对于大体量模型及三维曲线支持较好,平台下各软件模型格式统一,专业间模型交互的效率较高,且协同设计管理能力较强㊂故本次研究选取Bentley平台进行铁路隧道正向设计研究㊂本次隧道BIM正向设计研究主要使用的软件见表1㊂表1 本次隧道BIM正向设计研究主要使用软件名称用途ProjectWise协同设计平台软件,为工程项目内容的管理提供了一个集成的协同环境[9],可实现多专业协同设计,项目管理,多版本文件管理,人员权限分配等功能OpenRail基于铁路需求,以MicroStation为基础的设计软件,整合了原PowerCivil的廊道功能,并增加了为模型添加附属信息的功能3 隧道BIM正向设计研究3.1 BIM正向设计流程管理铁路设计通常会涉及到二十几个专业[10],设计过程中伴随着方案调整㊁资料互提㊁节点控制等环节[11]㊂在进行BIM正向设计时,提前做好项目管理及工作流程管理,能够有效地提高设计效率,降低专业间的沟通成本㊂(1)项目管理项目管理依托于协同设计软件ProjectWise,通过对ProjectWise软件的二次开发,将各设计院自身的流程管理系统通过web端和ProjectWise软件相关联,结合ProjectWise自身的功能,在项目创建后进行专业配置㊁专业人员配置㊁权限分配㊁审签流程设置等(见图1),最终实现审签流程㊁计表完成情况与各设计院内部的流程管理系统相挂接㊂通过ProjectWise进行资料互提㊁模型文件参考关系记录㊁多版本设计文件管理,将设计内容在服务器中实时共享[12],合理分解㊁分配专业任务,实现专业间有序作业,互不冲突㊂图1 ProjectWise中创建的项目 (2)工作流程管理通过建立专业IDM(Information Delivery Manual)进行工作流程管理㊂IDM全称是信息交付手册,对项目的工作流程㊁各专业间互提的内容和格式进行了规定和要求㊂各设计院可根据专业要求,梳理出适合各专业的IDM流程㊂在ProjectWise中,以IDM作为依据,实现对整个流程的稳定把控和管理㊂3.2 隧道工点设计(1)专业设计策划首先根据设计需要进行工点划分,形成适合信息化管理的合理单元[13],根据项目设计阶段和‘铁路工程信息模型交付标准“的规定,确定本次设计的模型精度等级[14]和专业设计原则㊂在协同平台上获取上序资料(如地质专业的地质模型,航遥专业的地形模型,线路专业的三维曲线模型等基础设计资料)㊂(2)参数化断面模板设计根据隧道专业设计原则,创建不同围岩等级下的隧道标准断面库[15]㊂在OpenRail中使用二次开发软件,通过设定隧道断面圆心位置㊁半径㊁拱部圆弧角度㊁喷混厚度㊁衬砌厚度等参数来生成断面㊂将断面导入OpenRail廊道模板库中(见图2),通过设置元素模板并关联特征定义的方式,对断面模板中各个构件加以划分,为生成隧道洞身做准备(见图3)㊂参数化隧道断面设计可将不同时速标准的隧道设计参数作为数据信息进行储存,在其他项目中可直接进行调用,为实现401铁 道 勘 察2020年第1期信息化管理提供了基础㊂图2 OpenRail 中廊道模板库图3 特征定义设置(3)隧道洞身设计隧道洞身设计的思路是在不同里程位置,根据地质围岩等级㊁地质模型和地形模型,选取适宜该里程段的隧道断面,通过读取围岩断面里程信息,自动生成隧道洞身模型㊂在传统二维设计中,对于特殊地质等情况,一般通过纵断面进行设计和特殊措施的处理㊂在BIM 设计中,可以将隧道模型试放入线路中,从三维视角来观察地质情况对隧道的影响(见图4),提高了设计的准确性㊂在发生变更或需要调整断面时,只需将断面模板进行修改,选取里程刷新模型,即可完成模型的修改㊂通过建立完整的建模体系,降低了建模的工作量,提升了模型标准化㊁规范化水平,从而提高了设计质量[16]㊂(4)辅助措施及特殊构件设计连续结构(如隧道洞身)可通过断面沿线路生成,锚杆㊁台阶㊁超前小导管㊁管棚等非连续性构件无法直图4 三维模型下隧道地质情况接通过廊道功能生成,需要对软件进行二次开发,即对这些构件进行参数化设计㊂以锚杆为例,通过输入锚杆的构件参数及布置参数(见图5),以单元的形式批量生成隧道锚杆构件并存入单元库中,在后续工作或其他项目中可随时调用㊂图5 锚杆参数化设计界面(5)隧道洞门设计以端墙式洞门为例,提取隧道洞门处正洞断面,输入洞门厚度㊁洞门里程等参数,根据地质模型调整台阶级数㊁宽度等参数,可生成简易洞门模型㊂在简易洞门模型上,还需要手动补充地基处理㊁特殊构件等尚未形成参数化的结构;截水天沟需沿地形模型敷设于地表,通过断面生成结构㊂二维设计中桥隧连接处㊁路隧连接处的截水天沟设计仅作示意,而BIM 技术的协同设501基于BIM 技术的铁路隧道正向设计研究:张 轩计可直接将路基㊁桥梁专业的截水沟相连,使设计更为精确㊂隧道洞门过渡段结构使用OpenRail 的廊道功能进行创建㊂可直接选取过渡段的起终点,设置两种断面形式并自动生成过渡模型㊂边仰坡设计可使用廊道模板中的点控制功能,将放坡的边界自动与地质模型拟合㊂二维设计通过断面来确定放坡边界高程,再将高程点相连;BIM 技术增加了设计的准确性,使洞门设计能更好地与地质模型㊁地形模型相结合㊂(6)属性附加根据‘铁路工程信息交换模板编制指南(终稿)“中属性集交换模板的要求[17],梳理出本专业所需要附加的属性信息,通过OpenRail 软件中的ItemType 功能将属性信息存入(见图6),设置元素模板关联ItemType,修改构件所属的元素模板,就可以为构件附加不同的属性㊂配置好的元素模板可保存在专业配置的工作空间中(作为统一标准,在不同的项目中都可使用),相较于二次开发的赋属性工具,OpenRail 软件的ItemType 可直接在界面操作,有效降低了修改和学习的成本,提高了设计效率㊂图6 ItemType 属性存储(7)工程量统计使用OpenRail 进行工程量统计主要分为以下三类:①对于廊道功能创建的构件(如洞身衬砌结构㊁仰拱填充等),可以通过廊道自带的工程量统计功能进行统计㊂②对于直接建立的构件,可通过二次开发软件提取构件体积㊁长度等参数,进行工程量统计㊂③对于不需要建模的构件,可通过ItemType 将每延米单量作为一项信息附加在相关构件上㊂以防水材料为例,将防水材料单量作为一条属性信息附加在衬砌结构上,在统计时通过提取单量和里程长度来计算工程量㊂3.3 问题与建议(1)铁路行业交付设计成果还是以二维图纸为主,若想实现使用BIM 技术进行正向设计,需要软件能满足二维出图要求㊂目前,Bentley 软件通过二次开发,解决了部分图框㊁标注的问题,但由于软件自身的原因,还存在如剖切模型的剖面无法提取标注等问题㊂还需要各设计院进行二次开发,或与软件公司进行合作,以实现二维出图功能㊂(2)提升铁路设计的信息化水平是大势所趋[18],隧道BIM 正向设计中使用的参数化设计仅仅是数字化设计的一小部分㊂在BIM 三维协同设计中,不应拘泥于传统的二维约束和算法,应结合专业间接口(如地质㊁地形模型),以三维设计的思路进行参数化设计,提升参数化设计水平㊂(3)使用BIM 技术进行隧道正向设计,交付方式由原本的二维图纸交付转变为工程数字化交付,数字化成果文件为后期智能化应用需求提供了数据基础,但同时增加了文件审核的工作量和难度㊂因此,应同步考虑与审核步骤相关的二次开发工作,优化BIM 成果的文件审核流程,通过软件实现对模型属性㊁碰撞㊁分组等基础信息的遍历及纠错,提高审核效率,降低审核工作量㊂4 展望新一轮科技革命和产业变革孕育兴起,伴随着人工智能㊁大数据㊁云计算㊁物联网㊁BIM㊁北斗卫星导航等新技术的应用,智能高铁已成为全球铁路的前沿发展方向[19]㊂BIM 技术作为智能建造的重要组成部分[20],在智能高铁的发展中起到举足轻重的作用㊂使用BIM 技术进行隧道正向设计是隧道工程信息化㊁智能化的基础,随着技术水平的发展和设计软件的优化,BIM 正向设计的优势会被不断放大,并为隧道工程设计带来巨大变革㊂参考文献[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑信息模型施工应用标准:GB /T 51235 2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.[2] 何关培.BIM 总论[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.[3] 王同军.基于BIM 技术的铁路工程建设管理创新与实践[J].铁道学报,2019(1):1-9.[4] 赵飞飞.铁路工程信息模型数据存储国际标准框架研究[J].铁道工程学报,2018,35(2):90-95.[5] 王文虎,张易晨.公路设计BIM 正向设计理念探讨[J].工程技术研究,2019(5):190-191.[6] 张忠良,王晓刚,等.铁路工程BIM 基础知识[M].北京:中国建筑工业出版社,2019.601铁 道 勘 察2020年第1期[7] 刘彦明.基于Bentley 平台的铁路桥梁BIM 设计系统[J].铁路技术创新,2017(1):12-14.[8] 刘鹏.铁路工程设计BIM 技术的差异化与解决方案[J].铁道工程学报,2014(2):23-27.[9] 李波.基于ProjectWise 的变电站三维协同设计[J].中国建设信息,2013(8):36-39.[10]孙军先,杨文成.基于BIM 技术的铁路站场设计应用与研究[J].铁道勘察,2018,44(2):90-93.[11]徐博.基于BIM 技术的铁路工程正向设计方法研究[J].铁道标准设计,2018(4):35-40.[12]孟晓健.铁路车站BIM 设计实施标准研究及应用[J].铁道标准设计,2018(6):120-125.[13]张轩.基于Bentley 平台的铁路隧道BIM 技术应用研究[J].铁道标准设计,2019(4):107-112.[14]铁路BIM 联盟.铁路工程信息模型交付精度标准(征求意见稿)[S].北京:铁路BIM 联盟,2016.[15]李丽,马婷婷,袁竹.BIM 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Xinwen(China Railway Engineering Design and Consulting Group CO.,LTD.,Beijing 100055,China)Abstract :In the railway BIM design,the 3D terrain surfaces generated by surveying data is the benchmark data of BIM design.Existing railway BIM design software usually generate triangulation directly by knownfeature points an lines (such as delaunay ).The surface generated by this method cannot reflect the actual characteristics,and there is a problem oftransitional abrupt transition between triangle faces.701基于BIM 的三维地形自动修正和拟合方法:周清华 张忠良 李 纯等。
BIM技术在隧道施工阶段的应用小结
BIM技术在隧道施工阶段的应用小结BIM技术在隧道施工阶段的应用小结作者：GBS+（GBS2、广东）管理员+王克伟一、技术背景铁路是复杂的综合学科，主要包含机、车、工、电、辆等五大行，具体包括：地理地质、机务车辆、电气、通讯、信号、隧道、桥梁、维护等。
标准的建立与实施是BIM在工程领域应用的保障，然而现有的BIM标准体系里面并无针对铁路的BIM标准。
依山而建遇水而越，这是铁路工程建设的特点。
相较建筑工程工点的特性，线路工程跨越区域大，地理地质条件对工程建设影响很大。
BIM在铁路应用中，首先面临的是与GIS的结合的技术难题。
BIM应用涉及到的相关软件解决方案的完善对BIM的应用支持非常重要，一方面BIM应用所需的专业软件多集中在建筑和设备相关的专业，铁路工程中很多专业还没有相关软件；另一方面，有实力占市场主导地位的软件厂商对开放标准的支持不积极，对铁路专业软件的开发支持力度也较弱。
综上所述，现有的标准应用、软件支持、技术手段等的限制，是BIM在铁路领域发展需要翻越的三座大山。
二、项目概况改建铁路在成都至昆明线即妥安隧道位于大树村站~甸尾站区间，进口里程为DK739+279，出口里程为DK752+650，全长13371m。
为双线隧道，线间距为4.20~5.04m，线路纵坡为11.9%（25829m）上坡，其后为10%（791m）上坡，1%（1460m）上坡，除隧道进口249.74m（左线）位于半径R-4000m的左偏曲线上，洞身1707.69m（左线）位于半径R-4000m 的左偏曲线上，其余地段为直线。
全隧道最大埋深约550m，最小埋深约20m，其中DK752+000~+100段下穿村庄，最小埋深约35m。
为满足施工工期、施工通风、防灾救援及弃碴等需要，全隧共设3座斜井，平长依次为1150m、998m、1477m，1号、2号斜井均采用单车道轨运输，3号斜井采用双车道无轨运输方式。
目前本项目已处于施工阶段，计划对整个项目实施三维建筑信息建模（BIM）技术，保证在施工过程中准备更加充分，施工工艺更加精确，最大程度消除设计上可能存在的错误与遗漏，以及表达设计图纸无法表达的施工方案，并考虑三维信息模型基础上的施工工艺模拟、施工组织模拟与配合，进而优化施工及进度安排。
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2015年9月下第44卷第18期施工技术CONSTＲUCTION TECHNOLOGY59DOI ：10.7672/sgjs2015180059BIM 技术在铁路隧道设计中的应用*王志杰，马安震（西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都610031）［摘要］我国铁路行业BIM 技术应用尚处于起步阶段，相关研究成果较少。
BIM 技术能够为当前铁路高速发展形势下铁路工程工期、质量、技术的更高要求提供解决方案。
阐述了BIM 技术的概念和优势、应用现状。
结合BIM 软件，从模型架构设计、模型参数化设计、碰撞检查和二维出图等方面提出了隧道设计的技术路线。
以某铁路隧道工程为例，详细介绍了基于CATIA 软件的BIM 技术在铁路隧道设计应用中的全过程，为推动BIM 技术在铁路行业的应用提供技术思路和理论参考。
［关键词］信息化；铁路；隧道；建筑信息模型［中图分类号］TU17［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2015）18-0059-05BIM Technology and Its Application in the Ｒailway Tunnel DesignWang Zhijie ，Ma Anzhen（Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering ，Ministry of Education ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu ，Sichuan 610031，China ）Abstract ：The application of BIM technology is in its starting period in China leading to lack of relevant research results．The rapid development of high-speed railway makes higher requirements for construction duration ，quality and technology of the project ，which can be solved by BIM technology．The concept and advantages of BIM as well as its application status are stated in the paper．A novel technological route of tunnel design is proposed in terms of model architecture design ，model parametric design ，collision check ，two-dimensional drawing and so on．Taking a practical railway tunnel project as a case ，the whole process of BIM application in railway tunnel design based on CATIA is introduced．The paper aims at providing technical ideas and theoretical reference for the application of BIM in railway industry．Key words ：information ；railways ；tunnels ；building information modeling （BIM ）*中央高校基本科研业务费专项项目（SWJTU11ZT33）［作者简介］王志杰，教授，E-mail ：562426357@qq．com ［收稿日期］2015-01-22引言我国有四分之三左右的国土是山岭和重丘，在土建工程中，修建隧道是保护自然环境，消除山地危害的主要解决手段，同时也是铁路建设的重点和难点。
铁路建设是一个系统工程，需要各阶段相互衔接、各专业协同设计。
传统的二维平面设计存在信息传递不畅，设计意图表达不明确，资源调配不均，设计成果不能有效服务于铁路运营维护等诸多问题。
相比之下，近年来发展起来的建筑信息模型（building information modeling ，BIM ）技术能够有效地改善上述状况。
因此，将BIM 技术应用于隧道工程建设是必要的。
本文以BIM 技术在某双线铁路隧道设计中的应用为例，探讨说明了隧道BIM 技术的设计思路。
1BIM 概述BIM 是以三维数字模型为对象对项目进行设计、施工和运营的一项新技术。
BIM 的思想产生于20世纪70年代［1］，其模型具有2个基本特点：①模型是真实工程体在虚拟空间的数字化展现，视觉效果真实强烈，符合工程人员的思维习惯；②信息是模型的灵魂，具有全过程的一致性和共享性，服务于工程建设的规划、设计、施工、运营的全生命周期。
BIM 以工程项目的相关信息数据作为模型的基础，与传统的二维设计相比具有以下几方面优势［2］：①模型信息集成，解决了项目各参与方信息交流不畅和信息断层问题；②模型参数驱动实现设计自动化和智能化；③开放的数据接口可实现多种软件的信息互访；④综合协同的多维仿真平台实现项目参建各方的协同合作。
60施工技术第44卷2BIM技术在铁路行业的应用现状我国铁路行业BIM技术应用尚处于起步阶段。
2013年中国铁路总公司大力推动BIM技术在铁路工程建设中的应用，启动了铁路工程建设信息化关键技术的研究，并开展BIM技术的应用研究和配套标准的建立工作［3-4］。
目前，国内各铁路局及铁路行业大型设计单位均有相关研究成果。
例如中铁二院在宝兰客专石鼓山隧道中运用BIM三维设计，在西部某高速铁路中运用基于三维GIS平台的空间选线系统规划铁路的线路，线路规划完成后将其平、纵数据直接导入AutoCAD Civil3D软件，快速创建铁路路基三维模型，同时在车站、桥梁中实现了三维设计［5］。
3隧道BIM设计技术路线的提出3.1软件平台随着BIM的深入发展，国际上出现了种类繁多的BIM软件，大致可分为2类［6］：①创建BIM模型的软件包括BIM核心建模软件、BIM方案设计软件以及和BIM接口的几何造型软件；②利用BIM模型的软件包括可持续（绿色）分析软件、结构分析软件、造价管理软件等。
BIM技术的应用要求若干软件协同，考虑模型后期应用时数据交换的完整性，建议选取具有系列性或兼容性好的软件。
本文选用CATIA V5软件作为隧道设计核心建模软件。
此外，达索系统的规划管理软件Delmia、数据管理和设计支持系统Enovia、FEM软件ABAQUS 等的支持也使CATIA在隧道BIM设计应用中更有系统性。
3.2隧道BIM设计技术路线1）模型架构设计隧道模型包含洞身和洞门。
按施工分部进行划分，洞身（暗洞）分为超前支护、初期支护、二次衬砌和沟槽4部分，共包含30余个结构模型。
对模型进行架构设计有以下优势：①模型有清晰的结构层次，易于修改、检查和浏览；②对模型特征树命名，通过制作隧道结构树并配置底层数据库方便模型信息的存储和提取。
2）模型参数化设计铁路隧道断面多是规范规定的标准断面，参数化设计可以实现不同断面模型的可视化修改，即模型的实时驱动修改。
模型驱动的关键在于从实物中准确提取控制参数，并将控制参数与模型通过软件链接。
3）信息附加BIM软件均具有开放的数据，通过二次开发可为几何模型附加信息［7］。
以超前管棚为例，在模型中可以清楚地了解管棚的设置范围、管径、管长、外插角、注浆类型和导向墙混凝土型号等信息。
4）碰撞检查可视化的三维模型可以进行碰撞检查。
碰撞检查包含隧道内部结构的碰撞、管线与隧道结构的碰撞和管线之间的碰撞等。
在设计阶段利用软件进行碰撞检查，及时调整设计，大量减少施工阶段的设计变更，极大地节约成本。
5）二维出图和工程算量BIM模型尚未完全应用于施工和运营维护阶段。
利用三维模型生成可用于施工的二维图纸及工程量计算仍是现阶段BIM设计的重要任务。
6）模型后续利用隧道要进行结构稳定性、安全性分析，同时对防火、疏散、通风等功能要求较高。
这些都基于专业的分析模拟软件，而BIM模型的建立有助于相关的分析研究。
综上，隧道BIM设计技术路线如图1所示。
图1基于BIM的隧道设计技术路线Fig．1Technical routes of tunnel design based on BIM4工程设计应用实例4.1工程概况某双线铁路隧道工程全长4330m，最大埋深133m，最小埋深3m。
隧址区地形起伏大，相对高差142m，且地表植被发育。
洞身下穿3条较大沟谷，为Ⅴ，Ⅵ级围岩，水文地质条件复杂。
结合隧道所处地形、地质条件，考虑施工工期、施工条件及运营期间救援疏散要求，采用2座无轨运输斜井辅助施工。
施工难度大，不可预测因素多，属高风险隧道。
隧道暗洞洞身采用Ⅴb，Ⅴe，Ⅴe-Ⅰ，Ⅴe-Ⅱ，Ⅵ-Ⅱ，Ⅵ-Ⅳ等多种衬砌形式。
4.2隧道BIM设计过程隧道模型建立在线路模型与地质模型的基础之上，以隧道暗洞BIM三维设计为例。
4.2.1模型架构设计1）建立隧道暗洞结构树，并逐层对结构编码（见图2）。
2）编码标准制定及模型特征树命名。
BIM标2015No．18王志杰等：BIM 技术在铁路隧道设计中的应用61准的制定有利于BIM 技术的统一和推广。
模型特征树的名称应包含线路、里程、工况、隧道结构、Part 类型等信息，其命名应有国家或行业统一标准。
本文仅以隧道结构命名作为示意，说明一种模型名称编码方法（见图3）。
隧道暗洞结构三维模型的架构如图4所示。
图2隧道暗洞结构树Fig．2Structural tree of undergroundtunnel图3模型特征树命名Fig．3The naming rules of model pattern tree4.2.2三维建模1）建立控制参数及草图设计控制参数基于结构的基本属性建立，只有建立足够的、合理的参数，才能实现模型的参数化驱动修改（见图5 6）。
草图设计是三维建模的基础，草图必须为全尺寸约束［8］。
根据铁路隧道相关规范对净空、限界、时速等要求，利用CATIA 草图设计功能绘制轮廓草图，并通过公式编辑器将建立的参数与尺寸约束链接，配套修改参数便可实现草图尺寸和位置的协同变化。
以Ⅴe-Ⅱ和Ⅵ-Ⅳ衬砌形式为例说明（见图7 8）。
2）建立三维模型BIM 三维模型在参数化草图轮廓的基础上，继承线路、地质等信息作为输入条件，运用平行、拉伸、切割、偏移等命令建立模型。