文/圖

BIM技術(shù)經(jīng)過近十年的迅猛發(fā)展，已經(jīng)被越來越多的業(yè)主、設(shè)計(jì)人員、施工人員及運(yùn)維人員認(rèn)可。但是BIM技術(shù)在交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用與推廣仍然面臨著諸多難題，如工程信息模型體量大制約數(shù)字化交付及輕量化展示、缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致BIM技術(shù)應(yīng)用與推廣不規(guī)范，以及工程信息模型跨階段交付，信息傳遞、共享效率不高等問題。

項(xiàng)目的效益與推廣價(jià)值顯著

針對(duì)行業(yè)現(xiàn)狀，中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司自主研發(fā)了公路與城市道路BIM云平臺(tái)（簡(jiǎn)稱“BIM云平臺(tái)”），該平臺(tái)是以“GIS+BIM”技術(shù)為核心，搭建全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用的云平臺(tái)。聚合海量分散的公路與城市道路模型數(shù)據(jù)、施工過程管理數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)采集數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮“GIS+BIM”信息集成和共享的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)公路工程行業(yè)地理空間跨度大、地形地物一體化、信息實(shí)時(shí)化等特性，完成數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)、施工、竣工到應(yīng)用的全生命周期管理。

效益分析

促進(jìn)工程信息共享與交付。該項(xiàng)目可以承載工程項(xiàng)目各參與方的信息，促進(jìn)工程項(xiàng)目信息的透明化，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全生命期內(nèi)工程信息的共享與交付。

形成公路BIM應(yīng)用實(shí)施指南。該項(xiàng)目規(guī)范了公路工程的數(shù)字化表達(dá)，促進(jìn)了BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目全生命期的應(yīng)用，通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)形成一套公路BIM應(yīng)用的實(shí)施指南。

促進(jìn)BIM技術(shù)在公路工程領(lǐng)域推廣應(yīng)用。該項(xiàng)目能快速應(yīng)用于各種類型公路工程項(xiàng)目，為BIM技術(shù)在公路工程項(xiàng)目的應(yīng)用提供成套解決方案。

推廣價(jià)值

工程建設(shè)信息化管理理念由來已久，但在實(shí)際工程建設(shè)項(xiàng)目上的使用狀況，并不盡如人意，為了真正實(shí)現(xiàn)信息化管理，體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，激發(fā)管理效益，特提出“BIM+建設(shè)管理”的一體化管理模式，支持大體量公路工程BIM模型展示的云平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)一體化管理的基礎(chǔ)。目前，該項(xiàng)目分別在山區(qū)高速公路、平原區(qū)高速公路、市政道路、改擴(kuò)建高速公路等項(xiàng)目中應(yīng)用，并取得了各參與方一致好評(píng)，驗(yàn)證了該平臺(tái)的一體化管理理念具備較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

公路與城市道路BIM 云平臺(tái)界面

傾斜攝影模型

數(shù)據(jù)互融互通

項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用效果展示

為了進(jìn)一步驗(yàn)證并完善公路與城市道路BIM云平臺(tái)成果，BIM云平臺(tái)選取了4個(gè)依托工程，分別在典型山區(qū)高速公路、典型平原區(qū)高速公路項(xiàng)目、典型市政道路地下空間項(xiàng)目、改擴(kuò)建高速公路項(xiàng)目中進(jìn)行應(yīng)用。

應(yīng)用項(xiàng)目一：某山區(qū)高速公路項(xiàng)目

該項(xiàng)目是典型山區(qū)高速公路，里程近300公里，關(guān)聯(lián)區(qū)域千余平方公里。BIM云平臺(tái)很好地承載其巨量的GIS與BIM模型及海量工程信息，為建設(shè)管理提供支持，為數(shù)字化交付提供途徑。

通過BIM云平臺(tái)集成項(xiàng)目全線各專業(yè)多種數(shù)據(jù)格式的大體量模型,輕量化處理模型，實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)頁端對(duì)BIM模型流暢瀏覽與管理應(yīng)用。

結(jié)合公路BIM標(biāo)準(zhǔn)的研究成果表達(dá)模型層級(jí)關(guān)系，關(guān)聯(lián)路線設(shè)計(jì)信息與設(shè)計(jì)圖紙文檔資料，與建設(shè)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的施工全過程管理。

應(yīng)用項(xiàng)目二：典型市政道路項(xiàng)目

項(xiàng)目主線工程全長(zhǎng)約7830.6米，其中隧道段4368米。項(xiàng)目地處繁華市區(qū)，穿越長(zhǎng)江而設(shè)，過江段盾構(gòu)直徑大，兩岸隧道穿越多處敏感建構(gòu)筑物及文物，地下互通結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及隧道、路基、路線、機(jī)電等多個(gè)專業(yè)。

通過BIM云平臺(tái)輕量化融合各專業(yè)工程模型和傾斜攝影成果，對(duì)項(xiàng)目選址及設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，設(shè)計(jì)過程的多個(gè)參與方，利用BIM云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基于同一數(shù)據(jù)源的方案溝通與設(shè)計(jì)核查。建立工程設(shè)計(jì)信息與成果信息數(shù)據(jù)庫。對(duì)設(shè)計(jì)資料和成果進(jìn)行數(shù)字化管理，利用BIM云平臺(tái)對(duì)施工階段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)交底。

應(yīng)用項(xiàng)目三：典型平原區(qū)高速公路項(xiàng)目

某平原地區(qū)高速公路是聯(lián)通首都與國家戰(zhàn)略新區(qū)的主干道。其路線全長(zhǎng)69公里，設(shè)計(jì)時(shí)速120公里，按雙向六車道（路基寬42米）高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。沿線橋梁62座，共24公里。

湖北四渡河大橋

基于該平臺(tái)，以“BIM+GIS”環(huán)境模型為載體，多個(gè)設(shè)計(jì)單位的BIM模型由中交二公院匯總后，與各對(duì)應(yīng)工程屬性信息匹配、掛接形成設(shè)計(jì)數(shù)字化成果。該成果交付后，作為各類應(yīng)用的可靠數(shù)據(jù)源，向“全生命周期”后續(xù)階段和智慧交通指揮平臺(tái)傳遞。

應(yīng)用項(xiàng)目四：改擴(kuò)建高速公路項(xiàng)目

某改擴(kuò)建高速公路項(xiàng)目，路線全長(zhǎng)232.3公里；主線按雙向八車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)改擴(kuò)建；整體式路基拓寬至42米，新建單幅分離式路基寬度20.75米。建設(shè)總工期42個(gè)月，其中路橋工程施工工期40個(gè)月。改擴(kuò)建項(xiàng)目參建方眾多施工工序及施工組織難度大，施工方案受制因素眾多。

由于項(xiàng)目工程規(guī)模較大、范圍較廣，現(xiàn)有道路和擴(kuò)建后的道路模型均需要展示，局部橋梁構(gòu)造物模型顆粒度較細(xì)，應(yīng)用BIM云平臺(tái)的輕量化技術(shù)，流暢展示了大范圍地形及新路老路模型，輔助施工單位制定復(fù)雜樞紐互通的施工組織方案和項(xiàng)目匯報(bào)。

項(xiàng)目的交通組織復(fù)雜，保通壓力大，對(duì)于交通導(dǎo)改、路網(wǎng)分流需要了解項(xiàng)目周邊路網(wǎng)信息，應(yīng)用多源BIM模型與數(shù)據(jù)整合技術(shù)，可導(dǎo)入項(xiàng)目周邊路網(wǎng)、水網(wǎng)、地名等地理信息，方便制定導(dǎo)改、分流方案。

湖北滬蓉西高速公路

西藏墨脫嘎隆拉隧道

基于BIM模型的大型場(chǎng)景交通模擬

此外，項(xiàng)目有多處深路塹高邊坡工點(diǎn)，安全管控難度大，應(yīng)用多源BIM模型與數(shù)據(jù)整合技術(shù)，集成標(biāo)段內(nèi)高填深挖工點(diǎn)月度實(shí)景模型，記錄體現(xiàn)施工進(jìn)度及施工過程，及時(shí)掌握開挖情況，防范未然。

榮獲各級(jí)科技獎(jiǎng)、發(fā)明獎(jiǎng)150余項(xiàng)

該項(xiàng)目的第一完成單位——中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司是“國家高新技術(shù)企業(yè)”，長(zhǎng)期致力于交通領(lǐng)域的科技進(jìn)步事業(yè)，建立了相對(duì)完備的研發(fā)創(chuàng)新體系和博士后工作站等高端人才培養(yǎng)體系，科研開發(fā)力量十分雄厚。公司歷年承擔(dān)了100余項(xiàng)國家和省部級(jí)以上科研攻關(guān)項(xiàng)目，榮獲各級(jí)科技獎(jiǎng)、發(fā)明獎(jiǎng)150余項(xiàng)。其中，國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“GPS、航測(cè)遙感、CAD集成技術(shù)”“山區(qū)高速公路建設(shè)與管理關(guān)鍵技術(shù)”“膨脹土地區(qū)公路勘察設(shè)計(jì)成套技術(shù)”“高寒高地應(yīng)力隧道建造技術(shù)”等9個(gè)項(xiàng)目榮獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)；自主研發(fā)了公路與互通立交CAD、橋梁智能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)、隧道與軌道BIM系統(tǒng)、EMP企業(yè)管理信息系統(tǒng)等系列成套的專業(yè)軟件和管理軟件系統(tǒng)；取得了200余項(xiàng)國家專利；主編了《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》《公路水下隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》《高速公路交通工程與沿線設(shè)施改擴(kuò)建設(shè)計(jì)規(guī)范》《高速公路改擴(kuò)建行業(yè)技術(shù)政策》等多項(xiàng)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過長(zhǎng)期的科研開發(fā)工作，公司培養(yǎng)造就了一批優(yōu)秀的科技人才，積累了豐富的科研與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，成為交通建設(shè)行業(yè)一支重要的創(chuàng)新力量。

高速公路改擴(kuò)建勘察設(shè)計(jì)成套技術(shù)

以滬寧、合寧、京港澳等高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目為依托，首次提出了以不中斷交通為基礎(chǔ)的天基、空基和地面等多源、高精度的原路數(shù)字模型恢復(fù)技術(shù)；首次提出并實(shí)踐了多車道高速公路分車道設(shè)計(jì)理念；建立了基于原路線形和道路設(shè)施的再利用評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)體系；提出了多種適應(yīng)不同地形地質(zhì)和建設(shè)條件下的路基、橋梁拼接技術(shù)；創(chuàng)立了路網(wǎng)分流、分時(shí)控制、分段組織的建設(shè)期交通組織保障技術(shù)。該項(xiàng)目獲2019年首屆中國公路學(xué)會(huì)“交通BIM工程創(chuàng)新獎(jiǎng)”特等獎(jiǎng)。

復(fù)雜氣候與地質(zhì)條件下隧道工程穩(wěn)定性控制關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)復(fù)雜氣候與地質(zhì)條件下隧道工程建設(shè)中面臨的低溫相變巖體凍脹機(jī)理及防寒保溫技術(shù)、高烈度地震區(qū)隧道工程震害及減震設(shè)計(jì)、高地應(yīng)力地區(qū)巖爆預(yù)測(cè)與控制等技術(shù)難點(diǎn)，通過深入系統(tǒng)的理論研究、技術(shù)攻關(guān)和工程應(yīng)用，揭示了復(fù)雜氣候與地質(zhì)條件下隧道工程災(zāi)害的形成機(jī)理，提出了災(zāi)害環(huán)境下隧道工程穩(wěn)定性控制的分析理論、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建造與處置技術(shù)。

該項(xiàng)技術(shù)成功解決了復(fù)雜氣候與地質(zhì)條件下隧道工程災(zāi)害機(jī)理及其穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題，確保了有隧道“地質(zhì)災(zāi)害的百科全書”之稱的扎墨公路嘎隆拉隧道的順利貫通，突破了西藏墨脫的“高原孤島”地理困境，實(shí)現(xiàn)了我國“縣縣通公路”的目標(biāo)。

嘎隆拉隧道高壓裂隙水突水值仿真與涌水量預(yù)測(cè)圖

互通立交改建改造

巖爆的斷裂力學(xué)模型

中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院綜合實(shí)力展示

中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司(原交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)院)始建于1964年，注冊(cè)資本8.72億元人民幣；具有工程勘察綜合甲級(jí)、工程設(shè)計(jì)綜合甲級(jí)、工程試驗(yàn)檢測(cè)綜合甲級(jí)資質(zhì)，是我國公路勘察設(shè)計(jì)行業(yè)綜合實(shí)力最強(qiáng)的企業(yè)之一，連年入榜“中國工程設(shè)計(jì)企業(yè)60強(qiáng)”，ENR排名第21位；2008年被認(rèn)定為“國家高新技術(shù)企業(yè)”，擁有院士專家工作站、博士后科研工作站、省部級(jí)科技研發(fā)平臺(tái)。

公司覆蓋“公路工程、城鄉(xiāng)建設(shè)、軌道交通、生態(tài)環(huán)境”四大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，拓展“項(xiàng)目管理、國際工程”業(yè)務(wù)范圍，打造“投融資、科技創(chuàng)新、信息化”三大支撐平臺(tái)；具有公路、橋梁、隧道、交通工程、市政、軌道、建筑、環(huán)境生態(tài)、巖土與地下工程專業(yè)領(lǐng)域的規(guī)劃咨詢、項(xiàng)目策劃、勘察設(shè)計(jì)、投資建設(shè)、項(xiàng)目管理、工程總承包及運(yùn)營管理等全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)能力；通過工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)組織質(zhì)量管理體系A(chǔ)AA認(rèn)證。

現(xiàn)有員工1500余人，其中教授級(jí)高級(jí)工程師160人、高級(jí)工程師428人，中國工程勘察設(shè)計(jì)大師、國家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、新世紀(jì)百千萬人才、交通部十百千人才、國務(wù)院政府特殊津貼專家、交通部青年科技英才、中國交建優(yōu)秀技術(shù)專家等特殊高端人才40人，各類國家注冊(cè)工程師449人次。

公司承擔(dān)了國際、國內(nèi)數(shù)萬公里重大工程項(xiàng)目。典型國內(nèi)重大工程項(xiàng)目主要有：京津塘高速公路(北京段、河北段)、滬寧高速公路(江蘇段)、京珠國道主干線粵境湘境高速公路、湖北滬蓉西高速公路、西藏林芝至拉薩高等級(jí)公路、湖北宜昌至巴東高速公路、貴州省鴨池河特大橋、天山公路工程、湖北省襄樊至十堰高速公路、西藏墨脫公踣、滬寧高速公路(江蘇段)改擴(kuò)建工程、京港澳高速公路(河北段)改擴(kuò)建工程、廈門翔安海底隧道、港珠澳工程拱北隧道等。典型“一帶一路”海外重大工程主要有：剛果(布)國家1號(hào)公路、巴基斯坦PKM項(xiàng)目、牙買加南北高速公路、莫桑比克馬普托跨海大橋、孟加拉吉大港水下隧道等。歷年累計(jì)榮獲詹天佑獎(jiǎng)11項(xiàng)，魯班獎(jiǎng)2項(xiàng)，國家級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)6項(xiàng)，國家級(jí)咨詢獎(jiǎng)5項(xiàng)，國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)20項(xiàng)，省部級(jí)工程獎(jiǎng)289項(xiàng)。