城轨交通工程区间BIM模型自动生成工程量清单的建模规则研究

摘" 要：该文探讨城际铁路和城市轨道交通工程区间BIM模型自动生成工程量清单的建模规则技术路线。首先，介绍数据收集与整合、BIM模型构建、参数化建模规则设计、智能化工程量清单生成、验证与修正及输出与应用等关键步骤。随后，讨论盾构法和矿山法区间断面模型创建演示的步骤及应用发展趋势。最后，强调编码规则在实施BIM模型自动生成工程量清单过程中的重要性。综合这些内容，该文提供一套全面的技术路线，为城际铁路和城市轨道交通工程的工程量清单自动生成提供有力的指导和支持。

关键词：BIM模型;建模规则;盾构法;矿山法;编码规则

中图分类号：TU" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2024）26-0113-04

Abstract： This article explores the modeling rules and technical routes for the automatic generation of bill of quantities for intercity railway and urban rail transit engineering interval BIM models. Firstly， the key steps of data collection and integration， BIM model construction， parameterized modeling rule design， intelligent engineering quantity list generation， validation and correction， as well as output and application were introduced. Subsequently， the steps and application development trends for creating and demonstrating section models for shield tunneling and mining methods were discussed. Finally， the importance of coding rules in the implementation of BIM model automatic generation of bill of quantities was emphasized. Based on these contents， this article provides a comprehensive technical roadmap， which provides strong guidance and support for the automatic generation of engineering quantity lists for intercity railways and urban rail transit projects.

Keywords： BIM model; modeling rules; shield tunneling method; mining method; encoding rules

随着城市化进程的不断推进，城市交通基础设施建设日益成为城市发展的重要组成部分。城际铁路和城市轨道交通工程作为城市交通网络的重要组成部分，承担着连接城市之间及城市内部的重要职责。为了提高工程建设的效率和质量，引入建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术已成为当前工程领域的一项重要趋势。城际铁路和城市轨道交通工程的建设往往涉及大量的工程量清单编制工作，而传统的手工编制方式存在着效率低、易出错等问题。因此，将BIM技术应用于城际铁路和城市轨道交通工程的工程量清单自动生成中，成为提高工程管理和建设效率的有效途径之一。

本文旨在研究城际铁路和城市轨道交通工程区间BIM模型自动生成工程量清单的建模规则。通过分析工程量清单编制的特点和要求，结合BIM技术的优势，提出一套适用于城际铁路和城市轨道交通工程的BIM模型自动生成工程量清单的建模规则。这将为工程管理者和工程师在城际铁路和城市轨道交通工程建设中，提供一种高效、准确的工程量清单编制方法，为工程建设的顺利进行提供技术支持和保障。

1 城际铁路和城市轨道交通工程区间BIM模型自动生成工程量清单模型创建及编码规则

1.1 技术路线

首先利用BIM软件，根据设计图纸和规范，建立城际铁路和城市轨道交通工程的BIM模型。模型应包括线路、轨道、车站、隧道和桥梁等各种构件，并按照规范要求进行参数设置。然后，分析工程量清单编制的特点和要求，包括各种构件的计量单位、计量方法、数量计算规则等。设计参数化建模规则，将工程量清单编制规则转化为BIM模型中的参数设置和计算逻辑，以实现工程量的自动生成。最后，基于设计好的参数化建模规则，利用BIM软件中的自动化工具，对BIM模型进行智能化处理，自动生成工程量清单。清单内容应包括各构件的数量、长度、面积和体积等详细信息，并根据实际需要进行分类和汇总。

1.2" 盾构法区间模型创建及编码规则

盾构法区间外轮廓模型应按照开挖面轮廓建立，即以盾构刀盘直径作为横断面，沿着线路或隧道中心线运用沿路径拉伸功能来实现。此外，结合工程地质模型，通过土岩分界面对轮廓体模型进行剪切，形成最终的算量模型。

模型创建要求：盾构法区间工程量模型的工程对象、构件命名、图层命名和模型精细度应参照表1。模型元素应按本规则要求命名，并归入对应图层。

土体加固结构旋喷桩应按照图纸示意几何尺寸，用实体建模工具创建。旋喷桩模型应通过地形面作上部剪切。

模型属性信息要求：为确保盾构法区间模型在工程量计算软件中能够正常统计工程量，提高工程量统计效率，在QBSZMC-10105-2021《轨道交通工程BIM构件模型创建与入库标准》基础上强调和补充部分属性信息要求，见表2。

1.3" 矿山法区间模型创建及编码规则

矿山法区间工程量模型的工程对象、构建命名、图层命名和模型精细度详见表3。模型元素应按本规则准要求命名，并归入对应图层。

模型属性信息要求：为确保矿山法区间模型在工程量计算软件中能够正常统计工程量，提高工程量统计效率，在QBSZMC-10105-2021《轨道交通工程BIM构件模型创建与入库标准》基础上强调和补充部分属性信息要求，见表4。

2" 模型创建案例演示

2.1" 盾构法模型创建演示

在盾构法模型创建的演示中（图1），首先，以开挖面轮廓为基础，以盾构刀盘直径作为横断面的参考，沿着线路或隧道中心线运用沿路径拉伸功能建立模型的外轮廓。这一步骤的关键在于确保模型与实际的地下工程环境相符，从而为后续的工程量测提供准确的基础。通过这种方法，能够快速而准确地建立起盾构法施工所需的外轮廓模型。

其次，将结合工程地质模型进一步优化盾构法模型的创建过程。在充分考虑地质结构对隧道或线路影响的基础上，通过在模型中引入土岩分界面的信息，将模型进行剪切，以形成更贴近实际的地质条件的轮廓体模型。这样的优化不仅能够提高模型的真实性和准确性，还可以为后续的施工规划和管理提供更多的参考依据。

在整个演示过程中，重点展示如何使用专业的建模软件，如利用BIM软件，来实现上述操作。通过对软件工具的灵活运用，能够更加高效地完成模型的创建和优化工作。同时，也会强调对数据准确性和完整性的重视，因为这些数据将直接影响到模型的质量和可靠性。最终的目标是建立一个既符合设计要求又贴近实际地质条件的盾构法模型，为工程的顺利进行提供可靠的支持。

2.2" 矿山法区间断面模型创建演示

在矿山法区间断面模型的创建演示中（图2），首先，要考虑到矿山工程的特殊性，即地下岩体结构的复杂性和变化性。因此，在创建断面模型时，会特别关注地质情况，并根据地质勘探数据和工程地质模型合理构建模型。这意味着需要考虑到不同地质层的厚度、岩性、倾角等因素，以确保模型的准确性和真实性。

其次，结合实际工程需求及矿山法开采的特点，运用BIM技术进行断面模型的绘制和建模。在这个过程中，根据地质数据与工程设计要求相结合，绘制出符合工程标准和规范的断面模型。这些模型将准确反映出矿山法开采区域的地形、地质结构、采矿方式等关键信息，为后续的工程设计和施工提供重要参考。

在演示中，必须强调对数据的精确性和可靠性的重视，因为这些数据将直接影响到模型的准确性和可靠性。因此，在创建断面模型时，会对地质数据进行仔细的验证和分析，确保其与实际情况一致。同时，也会结合现场勘测和实测数据，对模型进行修正和优化，以确保模型的真实性和可靠性。

最终，通过演示，目标是建立一个既符合设计要求又贴近实际地质条件的矿山法区间断面模型。这样的模型将为矿山工程的规划、设计、施工提供可靠的技术支持，帮助提高工程的效率和质量。

3" 结论与展望

3.1" 结论

通过演示盾构法和矿山法区间断面模型的创建过程，不仅深入研究了模型建立方法，还考虑了与之相关的算量规则。在盾构法的情境下，本文关注了开挖面轮廓建模和工程地质模型土岩分界面剪切对工程量清单的影响。合理的建模规则和参数设置，将有助于自动生成符合工程量清单编制规范的清单，提高了工程管理质量和施工效率。

在矿山法的情境下，本文着重考虑了地质数据和工程设计要求对模型建立的影响，以及与之相关的算量规则。通过合理的建模方法和数据验证，建立了具有地质准确性的断面模型，并将其转化为可用于工程量清单编制的算量模型。这些模型不仅为矿山工程的规划、设计、施工提供了重要的技术支持，同时也为工程量的准确计量和管理提供了可靠的基础。

综上所述，无论是盾构法还是矿山法，合理的算量规则是确保工程量清单准确性和可靠性的关键。通过将建模规则与工程量清单编制规范相结合，能够更好地应对不同工程背景下的挑战，为工程的顺利进行提供技术支持和保障。未来，将继续探索和优化算量规则，不断提升工程量清单编制的效率和质量，为工程建设的可持续发展贡献力量。

3.2" 建模规则应用发展趋势

建模规则的应用发展趋势表明了建筑信息模型（BIM）技术在工程领域中的不断进步和创新。首先，可以预见建模规则将越来越智能化，随着人工智能和机器学习技术的不断发展，建模规则可以更好地理解和分析复杂的工程数据，从而自动优化模型设计并生成工程量清单。这将大大提高工程设计和管理的效率，减少人为错误。

其次，建模规则将越来越综合化，不再仅限于特定的工程方面，而是将各种因素综合考虑进去，如地质、环境、材料等，以满足工程的综合性需求。这种综合性的建模规则将为工程师和设计者提供更全面的数据支持，帮助他们作出更准确和可靠的设计决策。

此外，建模规则的开放化和标准化也是未来的发展趋势之一。随着BIM技术的不断普及和应用，建模规则将逐渐实现标准化和通用化，不同软件和平台之间可以更加方便地共享和交流建模规则，推动工程设计和管理的协同和互操作性。

最后，建模规则的可视化和交互化将成为未来的重要趋势。通过可视化的界面和交互式操作，工程师和管理者可以更直观、更便捷地应用建模规则，实现工程量清单的自动生成和管理。这将使工程设计和管理过程更加灵活和高效，有助于提高工程质量和减少成本。

综上所述，建模规则的智能化、综合化、开放化、标准化、可视化和交互化是未来工程领域中BIM技术发展的重要趋势，这将为工程设计和管理带来更大的便利和创新。

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第一作者简介：章潋（1987-），男，硕士，工程师。研究方向为传统造价与BIM技术的深度融合。