安峻岐，朱兆鵬，孔德超，陳聰穎

(吉林建筑大學(xué) 測(cè)繪與勘查工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130118)

0 前 言

邊坡工程是建設(shè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。由于邊坡工程未能引起各方的充分重視，加之邊坡問(wèn)題本身的不確定性和高度復(fù)雜性，導(dǎo)致當(dāng)前相關(guān)的邊坡分析設(shè)計(jì)軟件只關(guān)注某一具體問(wèn)題，嚴(yán)重限制邊坡設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的提升。BIM技術(shù)是通過(guò)建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，可以大大提高建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供一個(gè)工程信息交換和共享的平臺(tái)，在建設(shè)過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)增效”和“綠色施工”發(fā)揮了重要的作用。近年來(lái)，BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)研究的前沿與焦點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、公路、橋梁等領(lǐng)域。在BIM理念蓬勃發(fā)展的形勢(shì)下，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析與變形監(jiān)測(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邊坡景觀設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行研究是必然趨勢(shì)。應(yīng)用BIM技術(shù)建立三維地質(zhì)模型，可以為邊坡變形破壞過(guò)程與機(jī)制數(shù)值模擬分析奠定基礎(chǔ)。同時(shí)BIM模型可以為邊坡監(jiān)測(cè)信息可視化查詢分析提供平臺(tái)。

1 BIM在邊坡工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

徐典政等應(yīng)用土木工程三維地質(zhì)系統(tǒng)軟件(GeoBIM)研究水利水電工程邊坡三維工程地質(zhì)模型建模的技術(shù)，給出了建模的基本流程、各種地質(zhì)對(duì)象的建模方法以及建模得到的各種成果。在模型數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上可以直接得到各類基礎(chǔ)圖件，同時(shí)可以在三維空間里多角度查看各地質(zhì)對(duì)象與工程建筑的相互關(guān)系，為快速了解、分析各類樞紐區(qū)工程建筑物布置區(qū)的工程地質(zhì)條件提供了基礎(chǔ)。崔年治[2]結(jié)合當(dāng)前建筑領(lǐng)域BIM的先進(jìn)思想，提出了一些符合BIM思想的邊坡治理分析軟件的幾種模式，并介紹了其中的實(shí)現(xiàn)方式和優(yōu)勢(shì)。石峰等[3]以南京某礦坑為研究對(duì)象，建立礦坑BIM模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)和造價(jià)分析，同時(shí)利用軟件出圖功能，得到不同區(qū)段的剖面圖和相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)圖紙，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)完成出圖作業(yè)。此外，借助BIM技術(shù)預(yù)演施工方案，通過(guò)4D/5D的形式直觀地展示現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工過(guò)程，提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，有效地控制工程的質(zhì)量、進(jìn)度和成本。最后指出，在復(fù)雜邊坡設(shè)計(jì)中加入BIM技術(shù)可使概念化的圖紙更形象化、具體化，工程量計(jì)算和變更實(shí)現(xiàn)“一處變更，處處改動(dòng)”的功能。采用4D/5D進(jìn)行施工前預(yù)演，能有效避免可能遇到的問(wèn)題，采用可視化的技術(shù)交底能提高施工人員的理解，減少施工錯(cuò)誤。

孫建誠(chéng)等[4]基于IFC標(biāo)準(zhǔn)功能層和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則，給出了公路邊坡BIM模型設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維管養(yǎng)規(guī)范化技術(shù)路線，以實(shí)際工程案例對(duì)Revit和Civil3D在公路邊坡BIM的應(yīng)用中進(jìn)行了對(duì)比。楊禮國(guó)等[5]完成了邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)化三維建模和智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了支護(hù)設(shè)計(jì)方案的模板化關(guān)聯(lián)、支護(hù)信息管理、工程量統(tǒng)計(jì)的功能，提出從模型表達(dá)到支護(hù)分類方式，再到屬性存儲(chǔ)和參數(shù)化設(shè)計(jì)的解決方案，最終實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用。賈巧志[6]借助BIM平臺(tái)，結(jié)合三維激光掃描技術(shù)，重建擋土墻邊坡三維模型，并提出基于模型面對(duì)比、監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)比和特征線對(duì)比的變形綜合分析方法，形成了一套可行的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和分析的方法，提高了邊坡變形監(jiān)測(cè)效率和監(jiān)測(cè)精度。邢進(jìn)[7]依托某路塹挖方邊坡防護(hù)工程項(xiàng)目，提出了邊坡防護(hù)施工BIM模型建模流程，形成一套完整的道路邊坡防護(hù)施工進(jìn)度管理方法，解決了項(xiàng)目信息丟失嚴(yán)重、無(wú)法有效發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度計(jì)劃中的潛在沖突、工程施工進(jìn)度跟蹤分析困難以及在處理工程施工進(jìn)度偏差時(shí)缺乏整體性等問(wèn)題。卞友艷[8]以福廈鐵路廈門北站項(xiàng)目為例，探索了在Bentley平臺(tái)的Power civil軟件中開(kāi)展邊坡工程建模的應(yīng)用效果，重點(diǎn)介紹了采用Power Civil軟件進(jìn)行鐵路工程邊坡三維建模的基本流程、建模方法以及建模成果，為BIM技術(shù)在我國(guó)鐵路邊坡工程中的應(yīng)用提供了技術(shù)路線和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2 BIM在邊坡工程中的應(yīng)用前景

目前，BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑、公路、橋梁等領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，現(xiàn)階段尚缺乏應(yīng)用BIM技術(shù)解決邊坡工程勘查、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等方面問(wèn)題的深入研究。鑒于此，結(jié)合現(xiàn)有研究成果，本文提出以下關(guān)于應(yīng)用BIM技術(shù)解決邊坡工程問(wèn)題的建議。

1)基于BIM理念，應(yīng)設(shè)計(jì)一款全面解決邊坡工程問(wèn)題的專業(yè)軟件。當(dāng)前，技術(shù)人員在解決邊坡工程問(wèn)題時(shí)，大多采用工具化軟件，常常需要在不同軟件之間進(jìn)行信息交互，容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)格式不兼容等問(wèn)題，極大限制了工作效率的提高，增加了控制工程質(zhì)量的難度，不符合未來(lái)科技發(fā)展的趨勢(shì)。因此，基于BIM理念，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等高新科技，設(shè)計(jì)一款專門解決邊坡工程問(wèn)題的軟件，就可以實(shí)現(xiàn)以共享數(shù)據(jù)為連接紐帶，貫通邊坡工程信息的采集、模型的建立、穩(wěn)定性分析與支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、綠化方案比選、施工信息管理、邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)以及災(zāi)害預(yù)警各環(huán)節(jié)的全周期管理與維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成果生成和交付的自動(dòng)化處理。

2)進(jìn)一步探索邊坡工程三維建模技術(shù)。與建筑、橋梁等工業(yè)建筑不同，邊坡是典型的復(fù)雜地質(zhì)體。邊坡巖體在內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用下，內(nèi)部遍布節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面。特殊的結(jié)構(gòu)特征是邊坡變形與破壞規(guī)律十分復(fù)雜的根本原因。建立符合實(shí)際的邊坡模型是開(kāi)展邊坡問(wèn)題研究的基礎(chǔ)，同時(shí)也是難點(diǎn)之一。因此，有必要深入探索邊坡的三維建模技術(shù)。

3 結(jié) 語(yǔ)

應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行研究是必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)要整理分析了BIM在邊坡工程建模、分析、設(shè)計(jì)與施工各環(huán)節(jié)應(yīng)用的研究成果。在此基礎(chǔ)上，提出了兩點(diǎn)應(yīng)用BIM解決邊坡問(wèn)題的建議。可以看出，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)促進(jìn)整個(gè)邊坡工程領(lǐng)域逐漸轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)集成智能化，應(yīng)用前景廣闊。

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