浅谈BIM技术在隧道工程施工中的应用

浅谈BIM技术在隧道工程施工中的应用

摘要：随着BIM技术的快速发展，在隧道工程中的应用也越来越多，在隧道的设计，施工，运营管理当中都能较好的发挥其作用，对隧道工程施工有较大的帮助。

关键词：BIM；隧道；施工

随着我国基础建设的迅猛发展，尤其是高速铁路和高速公路的建设，隧道建设项目数量越来越多。其中，技术复杂的特长或长隧道不在少数，这对隧道的设计，施工和后期运营提出了巨大的挑战。近年来，BIM技术的不断进步，越来越多的应用到隧道工程领域，对解决这一难题有非常大的帮助。

BIM就是 Building Information Modeling的英文缩写，即是建筑信息模型，它是以数字信息为基础仿真模拟建筑物的所有内部和外部的信息，具有直观性、真实性的特点。但它不是简单的将实体建筑转换成几何模型，还能将建筑物内部的所有构建的材料、价格、重量进行搜集和标识，更重要的是它可以将进度、施工过程等信息通过模型进行展示管理，是一项非常强大的技术。它可为设计师、工程师、管理人员、开发商以及最终用户提供直观的模型分析，简单易懂地将信息呈现到眼前。

1 BIM技术的特点

1.1可视化

利用BIM类的软件对隧道进行设计，能生成三维实体模型，摆脱了传统CAD 设计平面图的限制。同时，除了图形的可视化，还将所用材料、价格、重量等信息，能够让工程施工过程更加透明，同时有利于不同专业角度的技术人员进行总体的工程实施了解，让使用者一目了然。

1.2易于优化

隧道本身是一项相对复杂的工程，牵涉面广，包含的信息繁多且数据量大，尤其是项目的施工要考虑人员、进度、时间等因素。BIM模型搜集了建筑的真实信息，将几何信息、物理信息、规则信息进行整合后，还会根据时间、进度模拟展示其后续的发展和进度，当信息不断增加时，很多矛盾和交集已经不能只靠人脑来进行分析，而BIM可以将复杂的信息进行比对后，呈现出矛盾点。比如造价和进度等信息，会直观地呈现，可以不断地进行调整优化，从而使项目设计施工达到最优，实现效益最大化。

1.3仿真模拟

BIM模型不仅仅只是一个三维模型，它还具有很强的模拟现实的功能。在基础建模的基础上，除了形成3D模拟出隧道的形状、布局外，还可以进行场景的模拟，如日照模拟、人员逃生模拟、消防模拟、热能传导模拟、项目发展进度模拟、施工模拟等，很大程度上提升了施工现场的管理水平，能消除一些日常不易发现排除的安全隐患。对施工质量的提升有很大帮助。

由此可见，BIM的这些特性使这项技术有很大的优势，也让设计工作更加简便，易于沟通和管理，它的应用是技术的全面提高，优化设计与管理，有益于对隧道项目的成本、进度、施工进行有效的控制。

2 BIM技术在隧道工程施工中的应用

前期准备规划体现在几个不同的方面。首先在人员配置方面，应该根据项目

的需求差异和项目管理要求来确定合理的管理目标。配备的人员包括BIM组长、

建模、计量和管理人员，具体的人员责任要明确到位。例如组长的工作是协调总

体工作的开展，做好现场信息沟通与数据交换的对接工作。另外在建模规则的构

建方面，对于地铁项目类型的大型施工，每个模型文件建议在整合项目文件时进

行项目名称的增加，且为了便于对各项工作的协同区分，可以通过对不同专业系

统模型的处理来给予不同的模型颜色，便于快速进行识别。

对施工方案的优化也有很大的帮助。比如地铁隧道工程施工的难度较大，地

质情况复杂，工程结构类型数量较多，按照设计资料的要求，区间穿越区域还会

涉及到地下管线与地上建筑物等各类问题，如何做好保护措施与专项方案的确定，是施工质量保障的前提。施工过程中利用BIM技术可以对施工方案进行设计选择，在设计阶段明确项目的全过程施工方案。例如在BIM模型中加入CAD设计图纸，便可以展示工程施工区域内的设备使用方案、供需选择要求等。所以，在获取施

工方案后，可以对其进行技术优化，构建模拟信息模型，在了解工程细节的前提

下利用模型进行计算，了解技术方案潜在的问题。如在地铁隧道空间碰撞施工技

术的应用。在实际的施工中，考虑到安装技术与温度要求，导管的架设需要保持

一定的间距，如果间距不够，即便两者之间未发生直碰撞，设计的不合理也必然

导致质量问题。此时，BIM技术可以在硬碰撞检查方面发挥作用，尤其是对设备

管线与建筑结构部分的碰撞检查，通过构建三维模型，在虚拟环境下发现设计中

存在的缺陷和错误，与设计单位进行沟通，减少后期结构施工的返工。

利用BIM技术可以对施工项目进行成本管理，能有效地掌握项目的实时运营

情况，以便于更好地指导和开展后续工作。此时，需要对项目工程量进行合理计算，对项目所在地的实际情况进行规划。BIM技术下，可以利用ITWO平台来进

行成本控制，将项目清单与三维模型进行对应，并将数据导入平台之中，可以计

算模板工程量与混凝土工程量等诸多信息。另外，编制定额工作也是施工成本控

制的关键。基于工时测定法的劳动定额测定是根据对生产技术组织的分析来确定

定额模式，在分析各项工程的施工工序过后，按照工程量和工时的差异来实现成

本控制的最终目标。

3存在的问题

尽管BIM技术近年来发展比较迅速，但是还是存在几个突出的问题。

3.1标准尚未统一

在应用BIM技术时需要各软件的相互协同，需要将制图、建模、施工模拟等

软件进行相互融合。如果没有统一的标准与平台，将使得数据交换难以实现，同

时将无法体现BIM技术的优势。

3.2软件平台问题

现阶段建模软件主要采用国外的Revit，本土化的程度相对较低，并且未考虑

本国的规范要求、使用习惯、地形条件等，在与其他软件相互配合时则需要进行

二次开发。对于隧道而言，一方面由于地质条件复杂，隧道的跨度大，目前使用

的地质软件对于建立相应的模型难度较大；另一方面，BIM设计软件和目前使用

的地质软件尚存在许多不兼容问题，从而只能借助制造业软件或者建筑BIM设计

软件，这将导致BIM软件的应用平台不统一，从而导致模型的数据交流比较困难。

此外，在隧道工程的应用上，BIM应用还主要处于设计阶段，实际应用的项

目数量还不是很多。另外，BIM技术不能与GIS技术结合，使得地理模型的建立

难度加大。

4结语