1概述

　　BIM是“建筑信息模型”的簡稱 隨著信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)已經(jīng)深刻地影響到現(xiàn)代社會的各個角落 BIM技術(shù)的產(chǎn)生給建筑行業(yè)帶來了新的希望和方法 隨著BIM技術(shù)在國內(nèi)重點項目中的逐步應用,該技術(shù)已經(jīng)受到廣泛關(guān)注與重視

　　1.1BIM技術(shù)應用現(xiàn)狀

　　目前,我國BIM技術(shù)整體應用情況同發(fā)達國家相比,還是有一定的差距 但BIM技術(shù)的到來,對建筑業(yè)來說是一種信息革命,已經(jīng)逐漸成為一股潮流,深刻地影響了工程行業(yè)的發(fā)展 國家也開始推動和引導該項技術(shù)的應用和發(fā)展,為此,科技部制定了國家科技支撐計劃項目《建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與應用》,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》,將BIM等新技術(shù)在工程中的應用作為“十二五”建筑業(yè)信息化發(fā)展的總體目標和重要的任務

　　1.2隧道工程行業(yè)特點

　　當前,2D圖紙是我國設(shè)計行業(yè)最終交付的設(shè)計成果 因此,生產(chǎn)流程的組織與管理均圍繞著2D圖紙的形成來進行 隨著設(shè)計行業(yè)對設(shè)計精細化程度的不斷提高,圖紙深度不斷加大,各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)難度也不斷加大 特別是在隧道工程行業(yè),根據(jù)施工工法可以劃分多個專業(yè),各專業(yè)之間需要反復提資,多次會簽 因此如何提高專業(yè)之間協(xié)同設(shè)計的能力,從而提高設(shè)計質(zhì)量,降低質(zhì)量控制的難度是設(shè)計行業(yè)不斷追求解決的難題 隨著BIM技術(shù)的逐漸應用,設(shè)計師們發(fā)現(xiàn)在使用BIM設(shè)計軟件進行設(shè)計的時候,聯(lián)動性特點明顯,所有相關(guān)處會自動關(guān)聯(lián),幫助出圖更精確,提高了工作效率,內(nèi)外協(xié)同,使設(shè)計變得更流暢 更順利

　　同時,利用BIM技術(shù)進行維護與管理,實現(xiàn)動態(tài) 集成和可視化的4D施工管理,實現(xiàn)信息的順暢流轉(zhuǎn)與控制,有利于施工質(zhì)量 安全 成本和進度的管理和監(jiān)控

　　圖1拱北隧道平面圖

　　2BIM技術(shù)在拱北隧道中的應用

　　2.1工程概況

　　拱北隧道作為港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制性工程,起點接拱北灣大橋,終點位于廣東省公安邊防第五支隊茂盛圍管理區(qū),左線長度2741m,右線長度2375m 隧道包括海域明挖段 口岸暗挖段 陸域明挖段三部分,其中口岸暗挖段采用管幕凍結(jié)法。

　　2.2項目特點

　　2.1.1工程周邊環(huán)境特殊

　　拱北口岸作為國內(nèi)第一大陸口岸,地理位置特殊 政治意義敏感 工程建設(shè)不允許對口岸通關(guān)造成任何干擾,對環(huán)境保護及變形控制要求高

　　2.2.2工程協(xié)調(diào)難度大陸域沿線建筑物主要有:孫中山市政公園 澳門 珠海國防公路 鴨涌河 粵海國際花園 廣珠城軌拱北站 排洪渠;海域沿線建筑物主要有邊防五支隊營樓;多部門之間的溝通協(xié)調(diào)難度大

　　2.2.3工程技術(shù)風險高

　　關(guān)鍵工程口岸暗挖段位于拱北口岸總長255m,采用曲線管幕凍結(jié)暗挖法實施 平面線形為緩和曲線和圓曲線的組合曲線,開挖斷面345m2,拱北隧道采用的曲線管幕+水平凍結(jié)暗挖工法為國內(nèi)首創(chuàng),隧道長度創(chuàng)造曲線管幕新記錄,隧道開挖斷面面積為世界最大

　　2.2.4工程施工復雜

　　拱北隧道沿線結(jié)構(gòu)變化復雜,按“先左右分離并行,再上下重疊,最后又左右分離并行”的形式設(shè)置,包括海域明挖段 口岸暗挖段及陸域明挖段,涉及到深基坑工程 淺埋暗挖施工 頂管管幕施工 凍結(jié)施工等工程作業(yè) 工程工序復雜,施工難度高

　　2.3BIM技術(shù)解決方案

　　經(jīng)過充分的調(diào)研和專家咨詢,項目組確立了拱北隧道BIM技術(shù)應用的軟件平臺與總體技術(shù)路線

　　2.3.1JSL-路線專家系統(tǒng)

　　AutodeskRevit軟件是專為建筑信息模型(BIM)構(gòu)建的,可幫助建筑設(shè)計師設(shè)計 建造和維護質(zhì)量更好 能效更高的建筑 隧道工程BIM模型,需要根據(jù)地質(zhì)勘察單位提供的地形圖 建構(gòu)筑物 管線等資料建造,與普通民圖3總體技術(shù)路線圖用建筑相比存在特殊性 因此,Revit軟件處理互通立交平面 縱斷面 橫斷面和道路路線等數(shù)據(jù)非常困難

　　公司自主研發(fā)的JSL-路線專家系統(tǒng),采用SQLite數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲,采用C#語言以及AutoCAD.NET開發(fā),能夠完成道路設(shè)計方面的各項工作 利用JSL-路線專家系統(tǒng)的平面坐標 縱斷面高程以及坡度計算等功能,生成用于Revit建模的路線數(shù)據(jù);并根據(jù)RevitAPI提供的方法,利用二次開發(fā)手段,將路線數(shù)據(jù)與AutodeskRevit建模軟件平臺相結(jié)合,自動生成三維線形實體

　　圖2總體技術(shù)路線圖

　　2.3.2Revit建模軟件

　　拱北隧道可以分為兩類工作井和特殊段建模,其BIM建模的主要流程為:項目模板 標準構(gòu)件 路線線形 橫斷面 管幕 附屬構(gòu)造,最后形成BIM建模成果

　　圖３自動生成三維線形實體步驟圖

　　圖4拱北隧道結(jié)構(gòu)組成圖

　　2.3.3Navisworks軟件與二次開發(fā)

　　Autodesk Navisworks軟件能夠以可視化的方式,審閱 分析多種格式的三維設(shè)計模型,可以幫助所有相關(guān)方將項目作為一個整體來看待,從而優(yōu)化從設(shè)計決策 建筑實施 性能預測和規(guī)劃直至設(shè)施管理和運營等各個環(huán)節(jié) 利用Navisworks.Net API對Navisworks軟件進行二次開發(fā) 主要通過編制數(shù)據(jù)接口,獲取MicrosoftProject施工進度計劃以及MicrosoftAc-cess溫度監(jiān)控數(shù)據(jù),并將接收的外部數(shù)據(jù)與BIM模型構(gòu)建相互關(guān)聯(lián) 同時,進行Navisworks可視化功能的升級改造,實現(xiàn)4D施工進度模擬 溫度監(jiān)測管精確定位 以及溫度異常預警等功能

　　圖5 Navisworks軟件與二次開發(fā)

　　2.3.4三維效果展示

　　利用Revit建立復雜工點的施工模型,然后導出Fbx文件到3dmax軟件中,可以對模型進行美化處理,并為仿真模擬提供基圖4Navisworks軟件與二次開發(fā)礎(chǔ)三維構(gòu)件 3D游戲引擎作為一種高級圖形開發(fā)工具,提供了建立復雜場景的軟件體系與動畫功能,結(jié)合預先處理的Revit施工模型,可以真實模擬現(xiàn)場施工環(huán)境,直觀展示施工組織方案 最終對施工方案比選 技術(shù)交底等工作起到極大的幫助作用

　　圖6隧道三維效果展示圖

　　2.4BIM技術(shù)成果

　　BIM技術(shù)在拱北隧道中應用,形成以下兩點主要優(yōu)勢成果

　　2.4.1施工進度管理系統(tǒng)

　　4D項目管理整合整個工程項目的信息,實現(xiàn)施工進度管理和控制的信息化 集成化 可視化以及智能化,施工的三維模型與施工進度計劃相連接,實現(xiàn)施工場地的可視化與動態(tài)管理

　　圖7施工進度管理系統(tǒng)

　　2.4.2管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)

　　相對于傳統(tǒng)模式,采用BIM技術(shù)的管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以結(jié)合三維模型對于歷史數(shù)據(jù) 監(jiān)測點位置等多個方面進度綜合分析,可以更加準確 及時定位于風險的位置,使項目的安全與質(zhì)量得到提升

　　圖8管幕溫度監(jiān)控系統(tǒng)

　　3結(jié)語

　　通過BIM技術(shù)在拱北隧道工程項目中的應用,設(shè)計人員掌握了隧道工程方面的BIM設(shè)計技能 利用BIM模型,可以直觀 準確的展現(xiàn)構(gòu)件與構(gòu)件之間的空間關(guān)系,有效的避免空間錯位,提高設(shè)計質(zhì)量 JSL-路線專家系統(tǒng)與BIM技術(shù)的結(jié)合,是傳統(tǒng)的二維設(shè)計與BIM新技術(shù)的融合,同時也極大的提高了設(shè)計工作效率 隧道BIM技術(shù)應用尚處于初始階段,面臨著各種各樣的難題,我們將繼續(xù)實施BIM技術(shù)研究推廣應用的戰(zhàn)略,積極參與編制技術(shù)標準 研發(fā)關(guān)鍵技術(shù) 構(gòu)建技術(shù)共享平臺 提供公共信息服務 只有這樣才能使BIM技術(shù)釋放出更大的力量,從而推動隧道工程行業(yè)的技術(shù)不斷的進步,獲得更大的經(jīng)濟和社會效益