BIM技术在公路隧道工程中的应用

文/杨玉晓，烟台市泰运交通设施有限公司

BIM是建设工程及其设施的物理和功能特性的数字化表达，通过创建和使用项目数据开展全生命周期业务过程，同时使用模型信息开展业务流程的管理。BIM模型以三维可视化数字模型为基础，通过创建面向工程结构化对象的模型，可实现技术和管理方面的一系列应用，如可视化展示、工艺模拟、工程量计算、进度管理、材料管理、成本管理等，从而提高隧道工程施工管理水平。

1 BIM技术在公路隧道施工管理中的应用

1.1 公路隧道主体BIM参数模型的搭建以及工程量分析

通过结合公路隧道的三维坐标数据，在此基础之上通过软件生成公路隧道的三维路径，同时根据参数化族库以及公路隧道路径建设出一个精确的模型，模拟公路隧道进行建造。在精细化模型族库之中，每个图族元都含有非常多的的信息，例如尺寸、形状、类型、材质以及其他参数变设置。参数化族库有助于其他同类型项目进行重复利用。

1.2 BIM设计图审报告

通过结合公路隧道工程设计图纸之中所提供的坐标高程建设一个BIM参数模型，借此对公路隧道工程的施工过程进行模拟，以三维BIM信息模型代替传统二维图纸，不仅能够有效解决传统二维审图之中存在的难以想象、容易遗漏以及效率低下等多方面的问题，同时还能够使公路隧道工程施工单位在施工开始之前就将设计图纸之中存在的不足之处找出并将之解决，有效防止在进行公路隧道工程施工的过程当中出现返工等情况，大大节约公路隧道工程的施工成本、缩短施工工期、提高公路隧道工程施工质量，促进公路隧道工程施工单位的进一步发展。

1.3 模拟三维地质构造

公路隧道工程施工人员通过结合地质勘探的相关资料，对施工当地的地质构造形态、地质围岩情况进行仿真模拟，借此能够对施工当地的围岩情况进行直观了解，同时结合公路隧道工程当地超前地质预报数据信息，从而建设一个BIM参数模型，建立信息化BI M参数平台模型，施工人员通过查看模型信息，能够对施工地区的围岩情况进行详细、精准和快速的了解。并在此基础之上进行对比分析和记录，不仅能够有效提高公路隧道工程施工的安全性，同时还能够有效缩短施工工期，提高公路工程施工单位的经济效益。

1.4 建设超、欠挖模型

公路隧道施工人员能通过结合全断面扫描仪所测量的隧道开挖数据信息，在此基础之上通过BIM技术能够建设一个和隧道实际开挖轮廓BIM参数模型。之后通过结合设计图纸来建设隧道开挖轮廓的BIM模型，同时建立信息化BIM参数隧道模型，通过对比实际开挖以及设计开挖的BIM模型，施工人员能够对超挖、欠挖的位置以及相关数据信息进行分析，从而统计出超挖、欠挖的工程量，为公路隧道工程施工单位的定额核算工作提供重要的依据。

1.5 建设监控量测以及地质超前预报模型

在进行公路隧道工程施工的过程当中，施工人员需要对隧道的沉降以及收敛等情况进行定期监测，同时收集记录相关数据信息。之后将相关数据信息输入到BIM信息平台之中，通过BIM技术建设一个参数化模型，对公路隧道断面沉降、收敛等方面的数据信息进行记录，通过参数化模型施工人员能够直接观察公路工程隧道的沉降以及收敛情况，并在此基础之上进行施工预警，有效提高公路隧道工程施工的安全性，保障公路隧道工程的质量。

2 存在问题分析及应用建议

2.1 问题分析

施工阶段全员应用BIM开展工作仍存在难度。由于施工阶段信息化水平长期以来相对较低，施工人员习惯于传统的工作模式，对基于BIM的信息化手段缺少认识，导致BIM应用实施过程中施工人员缺乏积极性，甚至存在抵触心理，认为BIM实施增加了工作量。这就需要BIM应用能够给一线施工人员带来工作效率的提升。目前BIM应用很难形成企业大数据。从企业的角度来看，BI M应用是施工企业大数据形成的基础，可为企业积累大量的虚拟模型、进度、材料、质量和安全管理资料，通过分析可为企业决策提供数据支持。但是，由于目前BIM建模和应用缺乏比较完善的标准，导致各项目的模型和资料很难进行数据统计，也就无法为企业决策提供足够的支持。BIM应用仍不够深入，缺少智能化应用。现有的应用点在技术上缺少突破，以进度计划模拟为例，仍然只能对拟定的进度计划进行可视化模拟，出现工期提前或延迟，无法自动进行整个施工进度计划的变更，很难实现结合BIM模型进行进度计划自动化管理。

2.2 应用建议

标准先行。当前行业BIM建模和应用标准仍不完善，企业可针对隧道项目建立建模和应用标准，便于企业统一管理和后期数据的积累，从而为企业决策提供数据支持。提效为先。基于BIM的技术应用方面，需考虑现场实施的落地，以提高一线施工人员的工作效率为目标进行开发，如结合物联网技术进行隧道施工变形监测数据的实时获取与评估预警，实现三维可视化、自动化和智能化；基于BIM的管理应用方面，需以提高管理效率为目标，通过充分调研后确定适合企业管理特点的应用点和应用流程，并形成标准管理流程和管理制度在企业进行推行。以点带面。

3 结束语

BIM作为推动工程建设行业信息化的重要手段，近些年得到了快速发展，在公路工程行业也逐渐开展了大量BIM应用。隧道工程实施BIM对于设计、施工和运维均有重要的应用价值，BIM应用是必然趋势。