李文峰

（北京城建集團，北京 100000）

1 引言

地鐵隧道在施工過程中分為 2種挖法：明挖法和暗挖法[1]。而其中盾構(gòu)法是使用最為廣泛的一種方法。一般盾構(gòu)機在施工期間會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，盾構(gòu)施工的相關(guān)數(shù)據(jù)、地質(zhì)參數(shù)以及隧道設(shè)計參數(shù)等因素是決定隧道安全及質(zhì)量的關(guān)鍵信息。在這樣的環(huán)境下，基于 BIM 技術(shù)擴展地鐵盾構(gòu)施工信息管理的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 地鐵施工盾構(gòu)法概述

在地鐵盾構(gòu)法中，盾構(gòu)機是非常重要的一項機械設(shè)備，并且在地鐵建設(shè)過程中承擔(dān)起了非常重要的作用。而盾構(gòu)機的組成系統(tǒng)非常復(fù)雜，包括挖掘系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、穩(wěn)定支撐系統(tǒng)等，其主要的功能就是在挖掘期間可以對挖掘的孔洞進行良好的支撐和穩(wěn)定，實現(xiàn)對孔洞的保護。另外，盾構(gòu)機的尾部處可以采用注漿系統(tǒng)來對隧道的圍巖處進行注漿，從而提高圍巖的穩(wěn)定性，確保施工安全，并在一定程度上為地鐵隧道的挖掘和支撐提供保障。由于盾構(gòu)機的外部鋼殼非常堅硬，所以在進行挖掘工作時不易受到損害。在進行注漿期間，需要對盾構(gòu)機的操作進行嚴(yán)格的把控，避免其對周圍土層造成影響，為地鐵隧道的安全穩(wěn)定運行提供保障。

3 BI M技術(shù)在地鐵盾構(gòu)施工管理中的作用

3.1 滿足施工技術(shù)需求

地鐵施工期間，部分技術(shù)人員缺乏專業(yè)的技術(shù)水平和能力，加上其工作經(jīng)驗不足，對施工的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。所以，在地鐵施工過程中，需要一項全新的技術(shù)手段來解決施工中的一些技術(shù)問題。將 BIM 技術(shù)運用到地鐵盾構(gòu)施工中，則可以準(zhǔn)確地利用 BIM 所特有的三維可視化模型展開技術(shù)交底工作，并進一步對施工方案進行詳細的演示，展現(xiàn)施工過程中所存在的技術(shù)問題，從而及時地對施工方案的不合理性地進行調(diào)整，減少在人力、物力方面的浪費。

3.2 滿足施工精細化管理的需求

建設(shè)項目在施工過程中需要實行標(biāo)準(zhǔn)化管理，其中最重要的就是精細化管理。BIM 技術(shù)也是控制施工資料、造價成本的重要手段，也在一定程度上承擔(dān)了地鐵施工的精細化管理工作。

3.3 突破信息孤島的發(fā)展局面

將 BIM 技術(shù)應(yīng)用在地鐵盾構(gòu)施工中，可以方便施工，因此，無論是在地鐵盾構(gòu)施工的精細化管理還是集約化方面，都形成了良好的數(shù)據(jù)支撐。如利用 BIM 技術(shù)建立三維可視化施工模型，并將地鐵工程的具體施工進度計劃等信息輸入軟件，使計劃進度與實際進度形成對比，從而實現(xiàn)科學(xué)控制。

4 基于 BI M的某地鐵盾構(gòu)施工信息管理

4.1 工程概況

2015年10月25日，北京某工程地鐵第一條線路1號線建成通車，作為北京地鐵城市軌道的進一步延伸，該工程一期土建項目位于北京郊區(qū)，其中包括3個盾構(gòu)區(qū)間，14 個洞門和6 個聯(lián)絡(luò)通道。

某 地 區(qū) 鐵 路 車 站 至 順 風(fēng) 站 的 盾 構(gòu) 區(qū) 間 里 程 為 ZK23 +214.654～ZK24+141.324；上行區(qū)間長度 1145.782m；下行區(qū)間長度 1124.142m。曲線間距最小為 401m，縱坡最大為 25%。該隧道埋深為 11.47～18.30m。

在實際施工過程中存在一定的風(fēng)險，主要體現(xiàn)在時間、人員、資金等方面，在規(guī)定的時間和條件下不能滿足系統(tǒng)的短期施工目標(biāo)，從而造成了過多的負面影響?；?BIM 技術(shù)的盾構(gòu)遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)通過盾構(gòu)機構(gòu)和咨詢單位進行對接，但由于在此期間溝通困難，可能存在較大的風(fēng)險。

4.2 BI M應(yīng)用環(huán)境

應(yīng)該對 BIM 的應(yīng)用目標(biāo)進行設(shè)定，由于 BIM 技術(shù)具有較高的可視化程度，因此，應(yīng)結(jié)合 BIM 技術(shù)進行建模，并將其應(yīng)用在實際工作中，為現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)，對隧道、基巖、圍巖等相關(guān)位置進行系統(tǒng)建模，使地質(zhì)模型與隧道模型充分融合，從而對施工現(xiàn)場附近的地質(zhì)環(huán)境、埋深等進行有效的勘察，為施工現(xiàn)場提供數(shù)據(jù)支持。但在實際應(yīng)用過程中，主要采用關(guān)鍵工序施工方案，三維可視化，施工現(xiàn)場指導(dǎo)，現(xiàn)場資料收集等方法，提高了現(xiàn)場管理水平。

4.3 組織管理

在實際施工期間某工程成立了項目決策委員會，并以甲乙雙方的項目經(jīng)理為主導(dǎo)，對整個工程的 BIM 服務(wù)工程師、開發(fā)工程師、關(guān)鍵用戶、工程人員、BIM 管理員等人員進行有效的管理。

4.4 軟硬件環(huán)境

軟硬環(huán)境如表1和表2所示。

表1 硬件環(huán)境

表2 軟件環(huán)境

4.5 BI M模型建立

如圖1所示，某工程結(jié)合實際施工現(xiàn)狀構(gòu)建了 BIM 模型，這樣能夠更加直觀地體現(xiàn)出施工場地的具體布置情況與臨時建筑計劃。

圖1 場地 BI M模型

4.6 施工進度應(yīng)用

施工進度應(yīng)用階段主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于工程現(xiàn)場管理中，實現(xiàn)了整體規(guī)劃的構(gòu)建，同時展開了具有數(shù)據(jù)化的管理，在此期間主要采用項目計劃中的字段映射關(guān)聯(lián)和導(dǎo)入，利用 EBS 結(jié)構(gòu)和 BIM 模型之間的關(guān)聯(lián)進行三維動態(tài)模型的構(gòu)建。（2）利用 IOS 的移動 App 對實際施工現(xiàn)場進行現(xiàn)場管理，該軟件具有可視化安全管理、監(jiān)理日志等功能，能承載大量的三維 BIM 模型，便于管理人員進行管理。（3）盾構(gòu)設(shè)備遠程監(jiān)控，此功能是盾構(gòu)機的核心功能，它是將遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)中的設(shè)備參數(shù)轉(zhuǎn)移到 BIM 系統(tǒng)中，利用 BIM 模型實現(xiàn)對盾構(gòu)機各種參數(shù)的管理，包括盾構(gòu)機刀盤壓力、注脂壓力、注漿壓力等。

5 結(jié)語

總之，就當(dāng)前建筑業(yè)而言，BIM 技術(shù)是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要手段，也是未來發(fā)展的必然趨勢，更是信息化、工業(yè)化建設(shè)不可替代的重要力量。盡管 BIM 技術(shù)在我國的應(yīng)用還處于起步階段，但只有建立統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，加快軟件開發(fā)的步伐，就能夠促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。