李 旺

（中電建南方建設(shè)投資有限公司，廣東 深圳 518025）

0 引言

BIM即建筑信息模型，是指借助數(shù)字仿真技術(shù)集成項(xiàng)目建設(shè)全面信息的三維數(shù)據(jù)模型，具備信息關(guān)聯(lián)性、模擬性、可視化、全面性、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性等一系列優(yōu)點(diǎn)特征，施工企業(yè)通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用，可達(dá)成對(duì)工程項(xiàng)目各環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理。作為建筑行業(yè)、電子設(shè)備、機(jī)械工程等領(lǐng)域的新型技術(shù)，當(dāng)前BIM技術(shù)應(yīng)用于鐵路項(xiàng)目隧道施工中仍處于發(fā)展起步階段。結(jié)合過去的施工經(jīng)驗(yàn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于鐵路項(xiàng)目隧道施工中可實(shí)現(xiàn)鐵路項(xiàng)目隧道施工各環(huán)節(jié)的信息共享、優(yōu)化隧道施工方式及設(shè)計(jì)理念、提高隧道施工質(zhì)量及效率，為隧道施工各項(xiàng)工作的順利開展提供可靠技術(shù)依據(jù)。因而，對(duì)鐵路項(xiàng)目隧道施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究探討，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 BIM技術(shù)概述

隨著我國建筑工程領(lǐng)域勘察質(zhì)量要求的逐步提升及建筑行業(yè)信息化發(fā)展對(duì)地質(zhì)勘察提出的信息化、可視化要求，建筑行業(yè)廣泛開展有關(guān)建筑信息模型技術(shù)的探索研究。建筑信息模型技術(shù)即為BIM，其主要是基于建筑工程項(xiàng)目的一系列相關(guān)信息數(shù)據(jù)，開展建筑模型構(gòu)建，依托數(shù)字信息仿真，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程各項(xiàng)真實(shí)信息的模擬。在鐵路項(xiàng)目隧道施工中，BIM技術(shù)可對(duì)地質(zhì)分析數(shù)據(jù)開展采集、匯總，其屬于一項(xiàng)服務(wù)于勘探對(duì)象的CAD技術(shù)，依托三維數(shù)字化技術(shù)模型對(duì)鐵路項(xiàng)目隧道的相關(guān)信息予以科學(xué)呈現(xiàn)，進(jìn)一步在鐵路項(xiàng)目隧道施工中開展具體實(shí)踐。BIM技術(shù)具備信息關(guān)聯(lián)性、模擬性、可視化、全面性、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性等特征優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為：①BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信息模型集成，便于項(xiàng)目參與方信息交流，有效解決相關(guān)問題；②BIM技術(shù)所具備的模型參數(shù)可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的智能化、自動(dòng)化；③BIM技術(shù)開放的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口可實(shí)現(xiàn)一系列軟件的信息交互；④BIM技術(shù)全面協(xié)同的多維仿真平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目參與方的有效協(xié)同；⑤BIM作為一個(gè)三維管理系統(tǒng)，是在全面開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)設(shè)施物理、功能特性及對(duì)應(yīng)生命周期信息進(jìn)行的數(shù)字化形式呈現(xiàn)，在施工中可為決策人員提供有力的信息依據(jù)。

2 基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件及技術(shù)

2.1 基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件

現(xiàn)階段，在國際上推廣的BIM技術(shù)軟件多種多樣，結(jié)合國際標(biāo)準(zhǔn)主要可將其劃分成2類：①建立BIM模型的軟件 主要包括方案設(shè)計(jì)軟件、核心建模軟件、接口幾何造型軟件等；②利用BIM模型的軟件 主要包括結(jié)構(gòu)分析軟件、綠色分析軟件、造價(jià)管理軟件等。為了保障鐵路項(xiàng)目隧道施工質(zhì)量，通常而言，設(shè)計(jì)人員大多會(huì)采用具備良好系列性及兼容性的軟件，由此可確保后續(xù)應(yīng)用時(shí)交換數(shù)據(jù)的系統(tǒng)完整性，但前提是設(shè)計(jì)人員要將該部分軟件相互間的優(yōu)勢(shì)，調(diào)節(jié)至與鐵路項(xiàng)目隧道施工相適應(yīng)的規(guī)劃方案上?，F(xiàn)階段，我國鐵路項(xiàng)目隧道施工中應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，往往會(huì)將CATIAV5軟件用作核心建模軟件。在鐵路項(xiàng)目隧道施工時(shí)，引入此類軟件可使BIM設(shè)計(jì)表現(xiàn)出良好的系統(tǒng)性，同時(shí)還可使BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到有效發(fā)揮。

2.2 基于BIM技術(shù)的模型架構(gòu)設(shè)計(jì)

一般而言，鐵路隧道設(shè)計(jì)模型主要由鐵路隧道洞身、鐵路隧道洞門兩部分構(gòu)成。結(jié)合具體施工分工，可對(duì)它們作進(jìn)一步細(xì)分，首先是鐵路隧道洞身，主要可分為4大部分，即洞身的超前支護(hù)、洞身的初期支護(hù)、洞身的第2次襯砌及洞身的溝槽，這些部分一般情況下要求30余個(gè)結(jié)構(gòu)模型方可確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)可行性。鐵路隧道設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)模型選取，上述架構(gòu)設(shè)計(jì)表現(xiàn)出2大優(yōu)點(diǎn)：①可使各個(gè)模型表現(xiàn)出明確的層次性，可為后續(xù)改進(jìn)工作提供極大便利，并為設(shè)計(jì)人員、施工人員開展檢測(cè)及瀏覽提供便利；②結(jié)合模型借助特征樹的方式予以命名，可依托制作完畢的隧道結(jié)構(gòu)針對(duì)底層數(shù)據(jù)開展配置，進(jìn)一步確保模型信息提取及存儲(chǔ)工作的有序開展。

2.3 基于BIM技術(shù)的模型參數(shù)化設(shè)計(jì)

鐵路隧道斷面表現(xiàn)出高度的規(guī)范性，由此要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要切實(shí)依據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。借助BIM技術(shù)模型不僅可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，還可實(shí)現(xiàn)針對(duì)各個(gè)斷面形成的可視化修改。模型驅(qū)動(dòng)在設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)人員及施工人員可結(jié)合模型從實(shí)物中得到有效精確的控制參數(shù)。在得到控制參數(shù)并開展有效整理后，借助軟件鏈接功能使控制參數(shù)與模型相互間建立起有效連接。借助模型的可視化修改功能，設(shè)計(jì)人員及施工人員一旦找出問題，可及時(shí)采取處理手段，極大縮減因?yàn)檎`差而給鐵路項(xiàng)目隧道施工帶來的不利影響。

3 鐵路項(xiàng)目隧道施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 鐵路項(xiàng)目隧道4D施工管理

鐵路項(xiàng)目隧道4D施工管理，即為借助Autodesk Navisworks的虛擬仿真環(huán)境對(duì)3D幾何空間模型設(shè)置時(shí)間維度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際施工過程的虛擬推演。換言之，即為將BIM模型與鐵路項(xiàng)目隧道施工組織進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行有效連接，依托進(jìn)度驅(qū)動(dòng)模型的虛擬仿真。技術(shù)路線主要包括：①借助Autodesk Revit構(gòu)建3D模型，使各構(gòu)件具備施工工序?qū)傩詤?shù)；②借助Project對(duì)工序時(shí)間任務(wù)項(xiàng)數(shù)據(jù)源進(jìn)行編制；③借助Navisworks集成模型及工序時(shí)間數(shù)據(jù)源，并在虛擬仿真環(huán)境下開展模型虛擬建立。與此同時(shí)開展動(dòng)態(tài)的過程交互，對(duì)施工方案進(jìn)行虛擬演示，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方案科學(xué)可行性及潛在的問題，優(yōu)化改進(jìn)施工工藝、設(shè)備等?；贐IM技術(shù)的虛擬施工管理方案流程如圖1所示。

3.2 鐵路項(xiàng)目隧道施工可視化交底

圖1 基于BIM技術(shù)的虛擬施工管理方案流程

交底工作是確保鐵路項(xiàng)目隧道施工質(zhì)量、效率的一大前提，引入鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)可有效實(shí)現(xiàn)可視化交底。通過將施工關(guān)聯(lián)信息與BIM模型經(jīng)由平臺(tái)交付給施工人員，并建立施工對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)庫，這一數(shù)據(jù)庫擁有施工中一系列的材料、數(shù)據(jù)。后續(xù)施工中，施工人員在選擇相應(yīng)施工材料后，平臺(tái)可自動(dòng)呈現(xiàn)該施工材料的各項(xiàng)信息，不僅可促進(jìn)施工方有序開展各項(xiàng)工作，還可有效確保交底工作的效率。相較于傳統(tǒng)交底方式，依托鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)開展交底，可減少一系列誤差，且可使施工人員有效掌握一系列施工要求。

3.3 鐵路項(xiàng)目隧道施工實(shí)時(shí)管理

基于鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)，可通過各種顏色對(duì)施工開展情況進(jìn)行標(biāo)識(shí)，即標(biāo)識(shí)為未建設(shè)、建設(shè)中、建設(shè)完成等形式，并且還可進(jìn)行自定義標(biāo)識(shí)，可標(biāo)識(shí)為按期完工、延期完工等形式。所以，依托鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)開展管理，可更為明確地掌握鐵路項(xiàng)目隧道施工情況。與此同時(shí)，鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)高亮提醒功能，將施工完成比例不足九成的項(xiàng)目予以高亮提醒，幫助施工人員直觀了解施工進(jìn)程，加大對(duì)施工進(jìn)度滯后項(xiàng)目的關(guān)注度，進(jìn)一步開展重點(diǎn)管理，切實(shí)提高鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工效率。除此之外，鐵路項(xiàng)目隧道BIM施工管理平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)自定義圖片編輯及上傳功能，在施工時(shí)可對(duì)各個(gè)流程進(jìn)行拍攝，并將照片上傳至對(duì)應(yīng)施工環(huán)節(jié)，施工管理過程中直接點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)施工環(huán)節(jié)，便可掌握實(shí)時(shí)施工情況，有效提高施工管理質(zhì)量及效率。

4 結(jié)語

將BIM技術(shù)應(yīng)用于鐵路項(xiàng)目隧道施工中可有效提高施工管理效率。相較于傳統(tǒng)施工管理模式，BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)的全面整合，防止兩者出現(xiàn)脫節(jié)情況而引發(fā)質(zhì)量或安全問題。同時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)開展施工，可確保施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量，依托實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理提高鐵路項(xiàng)目隧道施工安全性，為隧道施工提供可靠技術(shù)保障。因而，鐵路項(xiàng)目隧道施工相關(guān)人員必須革新思想觀念，提高對(duì)BIM技術(shù)內(nèi)涵特征的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件及技術(shù)的深入分析，加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用，積極促進(jìn)鐵路項(xiàng)目隧道施工的順利開展。