BIM技术在隧道工程中的应用及前景

王丽娟 唐小强

作为一种新的理念，BIM技术可以解决各种类型的建设项目问题。但是，不同于民用与工用建筑工程，隧道工程有其特有的特点，从而导致建筑BIM标准不再适用于隧道工程[1]。因此，民用与工业建筑的BIM技术路线不能直接用于隧道工程中。BIM技术在中国隧道工程中的应用主要集中在碰撞检测阶段和可行性设计阶段，目前在中国隧道工程行业的应用还在起步阶段，并正在逐步向地铁、山岭隧道、与市政隧道的建设中扩展。随着整个社会对信息化、环保化要求的逐步提高，BIM技术与隧道工程相结合将是必然。

1　存在的问题

1.1　标准问题

BIM技术的应用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。

1.2　软件平台问题

现阶段，我国主要采用的是国外的BIM软件，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[2]。

1.3　项目管理模式

目前，BIM技术在中国隧道工程中的应用基本存在于特殊项目中，而针对一般的隧道工程项目，BIM技术尚处于设计阶段。通过研究可知，BIM技术的实现更依赖于施工方的应用[3]。

1.4　与GIS结合

多数隧道工程都地处山岭中，地形千变万化，地质条件复杂，使得地质模型的建立难度较大。如若能将GIS技术与BIM技术结合使用，对现有的GIS地理数据进行BIM软件模型分析，可大大简化建模与分析的过程[4]。

1.5　地质问题

针对地质模型庞大的山岭隧道，复杂地质构造往往比较复杂，常规的BIM设计软件则很难建立精确的模型，然而现有的BIM软件与专业的地质软件并不能做到有效兼容，从而造成了地质模型放入整合系统后无法编辑，以及与隧道结构模型不能做布尔运算等问题。

2　解决对策

针对上文所提到的隧道BIM技术应用存在的各种问题，在这里也列出了目前BIM技术在隧道工程中的应用障碍的解决对策。

2.1　建立针对于隧道工程项目的BIM标准体系

BIM标准框架体系既包括信息技术自身的标准，同时也包括了针对企业信息技术应用的标准。目前，在铁路领域，中国铁路工程总公司在BIM技术标准的研究上，已经取得了突破性的进展。

2.2　加快隧道工程BIM应用软件的开发

目前的隧道建模平台、地质建模平台和GIS平台都不太成熟。只有通过结合BIM软件与我国的BIM设计标准、隧道工程规范，BIM技术在隧道工程中的应用才能最终落到实地。

2.3　改变管理模式

IPD管理模式目前是能够最大化地实现BIM技术应用价值的最理想的项目管理模式，其一体化团队协作的模式克服了传统的建设项目管理模式项目各参与方处于对立位置的不利局面。

2.4　积极引进国外先进的技术，采用引进、吸收再创造的方法提高我国BIM技术的发展

从当前的形势和行业发展的趋势可以看出，BIM技术的热潮从建筑业蔓延到基础设施行业，经过近几年的发展，隧道工程BIM应用取得了一定的成果。但是，当前隧道工程BIM应用还处于初级的阶段，多数还属于单点应用，而且应用多局限于设计阶段使用，在施工和运营方面的应用较少。因此，为了更进一步加快隧道工程BIM技术发展，应该从加紧制定隧道工程BIM标准体系、加快应用软件开发、改变管理模式等方面为隧道BIM发展扫清障碍，加快隧道工程工业化和信息化发展。

[1]Pilakoutas K，Neocleous K，Guadagnini.Design philosophy issues of fiber reinforced polymer reinforced concrete structures[J].Journal of Composites for Construction，ASCE，2002，6（3）：154～161.

[2]戴林发宝.隧道工程BIM应用现状与存在问题综述[J].铁道标准设计，2015，59（10）：99～103.

[3]许俊青，陆惠民.基于BIM的建筑供应链信息流模型的应用研究[J].工程管理学报，2011，25（2）：138～142.

[4]Yichuan Deng，Jack C.P.Cheng，Chimay Anumba.Mapping between BIM and 3D GIS in different levels of detail using schema mediation and instance comparison[J].Automation in Construction，2016（67）：1～21.