bim技术在地铁隧道工程施工中的应用

BIM技术在地铁隧道工程施工中的应用东莞轨道交通有限公司广东东莞523000【摘要】东莞市城市快速轨道交通R2线工程2305标土建合同段旗峰公园站~鸿福路站盾构区间隧道受始发场地面积小、穿越风险源多、地质环境复杂、技术要求高等因素的限制，施工过程中存在大量的困难和挑战。对此，使用建筑信息模型技术(BIM)进行建筑专业、结构专业、机电专业的建模，对各专业进行碰撞检查及处理，实时仿真模拟施工，并对工程量进行统计。从施工过程中来看，采用建筑信息模型技术(BIM)进行隧道施工取得了良好成效，显著缩短了工期，节省了成木和造价。研宄结果可为同类地铁隧道工程施工提供一定的参考。【关键词】BIM技术；地铁隧道1对BIM技术涵义、特征的介绍BIM的涵义BIM是建筑信息模型的缩写，将建筑物的三维数字作为基木载体，将其作为主导，贯穿于整个建筑物的生命周期范围之内，有效关联设计、施工和管理等施工流程，实现建筑物信息的有效协同和集中。1.2对RV}l技术特征的分析(1)实现信息的高度集成。BIM技术借助数字信息，实现对建筑物的有效模拟，主要针对真实的数据信息，主要包含空间关系、几何形状等，重视视觉信息的表述，关系设计的各种要素，如管线、设备等，同时，对建筑物料、相关构件的功能和性能进行有效模拟，关系到各种构件的连接模式、荷载等信息。BIM技术的木质是借助数字信息，发挥计算机的管控作用，形成三维模型数据库，曰的是有助于建筑师对所需信息的获取。(2)传递性强。对于BIM技术，基木的特征是在数据创建的时候，保证关联性和一致性，也就是说，一旦相关信息被更改，BIM系统需要进行及时反映，反馈至其它的图元，无需进行人工图纸的处理。这种特点保证了BIM系统项日 的工作的连续性，将工作结果迅速体现在工程各个时期，实现人力资本的降低，成本得到有效控制，工作效率被提升。(1)能够发挥支持和协冋的优势。BIM系统能够及吋沟通设计方、施工方、建设方和运营管理者，彰显及时性和同步性，达到实吋监测，能够实现工作水平和设计品质的提升。借助BIM技术，能够搭建三维模型，完成对梁柱管线的碰撞检测，结合专业性质，进行有效布设，实现对构件之间冲突的检测，使得整个团队不同设计专业的有效沟通。2.工程概况2.1施工工况东莞市城市快速轨道交通R2线工程包含旗峰公园站、旗峰公园站~鸿福路站(不含)、东城站(不含)~旗峰公园站，共1站2区间，区间包含联络通道和泵站，施工范围为以上工程的土建施工。2.2工程特点东莞市城市快速轨道交通R2线工程2305标施工工序繁杂多样，其具体工程特点如下。(1)旗峰公园站位于东城中路，东莞大道与旗峰路交汇口，沿旗峰路市政下穿隧道与轨道交通旗峰公园站合建，主体及附属结构主施工工艺繁杂多样,采用明挖法、矿山法等工法。施工区域含有大量管线，施工场地复杂有限，，在工程管理上带来一定的不便与挑战。(2)东城站(不含)~旗峰公园站区间采用盾构施工，起点为东城站，线路出东城站后沿着东城中路向南延伸，进入终点站旗峰公园站，线路穿越涡岭商业街过街通道等，地面施工场地复杂。(3)旗峰公园站~鸿福路站风险源众多，沿盾构掘进方向依次穿越DN2200给水管道、接收时侧穿在建东莞第一高楼东莞国贸中心大厦以及大量地下管线。且因为本区间所处工程地质情况较差，在盾构施工期间，需严格控制地面沉降，把控施工工期。 3BIM技术在隧道施工中的位用1.1BIM技术应用的软硬件配置根据多方咨询及参考其他BIM技术实施的案例，在探索研究BIM技术在地铁施工中的应用阶段，广州建筑股份集团有限公司配置了两台台式机，一台笔记本。3.3建立地面建构筑物及相关风险源的BIM模型通过Revit完成DN2200、涡岭商业街过街通道、东莞国贸中心大厦、沿线部分重要管线等建、构筑物的模型建立，因无需细化部分建构筑物的详细信息，采用Revit体量功能建立了相关建构筑物的BIM模型。3.4使用CATIA建立盾构机的BIM模型使用CATIA建模，首先创建各零部件的模型。根据盾构机各零部件的尺寸，编辑草图，通过凹凸、盒体、倒角及布尔运算等一系列操作形成零部件模型。零件模型完成后，需在CATIA中进行机械装配形成盾构机部件模型。部件装配按照各零件的位置关系、运动轨迹确定K约束情况以及运动变量参数，最后由部件模型组装成盾构机。3.5建立相关地层地质信息AutodeskCADCivil3D是专门针对与地层、地质、地面等工程地质建立模型的软件，且在欧特克的系列软件中进行文件的传递能良好地保证模型的信息不被衰减，因此，采用AutodeskCADCivil3D建立地层地质模型，地层地质信息模型见图1所示。根据地勘报告布置勘测点，建立地形体量曲面;按工程控制点生成出事地层曲面;由勘测点形成路线，建立断面图;在断面图中绘制地层分界线，加入地面特征曲线;将曲面分层转为三维实体，经布尔运算后生成地质实体模型。4BIM技术应用效果4.1施工管理方面疲用 4.1.1施工管理将各模型导入AutodeskNavisworksManage2015中，进行信息模型汇集整合，使用Navisworks工程协调软件协助施工管理。通过信息模型的汇整，可实时査询工程信息，如隧道与风险源的空间位置信息、相砬位置工程地质信息、管片选型等，为施工技术参数的确定提供依据。配合现场施工实际，链接外部数据，如连接到盾构施工指令。同样，外部数据链接格式多样，不仅冇文本信息，还可连接图像、咅频、视频等各种格式文件，能形成完备的立体施工记录，随用随调，快捷方便。通过BIM技术在盾构施工管理中的应用，将每日的施工进度、人员配置、机械设备使用情况、意外事件突发情况等相关施工信息连接到BIM模型中，并根据实际施工情况合理调整下一阶段的施工计划，形象生动精确地掌握施工情况相关信息及未来施工可能遇见的具体施工难重点及注意事项，极大地提高了项目的管理水平与管理效率，实现了对盾构施工的跟进式动态管理。4.1.2盾构分体始发中的应用本次BIM课题研究，首次将BIM技术应用到盾构机械装备、分体始发及施工模拟，对施工方案进行论证，提前解决了可能出现的问题，避免了误工返工的工期延误的问题，并成功解决解决了盾构机繁杂的电气对接难题，合理节约了延长管线的使用，为分体始发施工奠定良好技术基础。4.1.3技术人员的培训使用BIM技术对施工人员进行技术交底、技术交流，把不同专业、不同工序、不同工艺结合与一体，使工程参与人员全面了解工程，深刻理解施工原理，为公司培养了有宽度、有深度、有广度的专业技术人才。4.2BIM技术应用效益4.2.1经济效益在BIM技术对施工管理与施工技术的支持下，本工程盾构分体始发合理节约了延长管线，避免二次浪费;在联络通道施工中合理布置钢筋，结合钢筋 原材，制定下料长度、加工形式，仅车站主体结构的钢筋损耗率由设计的4%下降到实际施工中的约2.5%,节约钢材约3吨;在盾构区间施工过程中，通过深基坑盾构机装机始发、二次装机模拟以及4D施工模拟，盾构施工管理，及吋发现盾构机台车与东城站OTE风道的碰撞问题，提前凿除OTE风道的碰撞部分，为盾构机装机节约工期约3d,Ml吋减少盾构区间施工工期27d合理减少了同步注浆及二次注浆的工程量。共计节约施工成本约100万元，取得了良好的经济效益。4.2.2社会效益东莞轨道交通R2线是东莞市首次把BIM技术应用在地铁施工领域，通过BIM技术，实现了地铁工程的可视化、形象化、信息化、精细化，为BIM技术在地铁施工中的应用开启良好篇章。在本项0工程竣工后，本项0的BIM技术应用成果将交付业主单位，供其在地铁工程的运行阶段继续开放BIM技术在地铁工程中的应用价值。在工作汇报与公司形象宣传的活动中，项0部多次采用BIM技术在该项目中的应用成果，在业主单位以及有意合作方，均取得良好影响。5结束语在BIM技术的实施过程中，应建立一系列奋效、高效的管理制度，而不是任由团队或个人的认识与意志去决定项目过程中的一系列问题的处理方式。对于BIM技术的实施，切勿操之过急，去实现超出能力以外的事情，位根据BIM团队的实力，BIM软硬件配置的能力去制定相应0标，从而帮助提高地铁隧道施工的质量。参考文献［1］常秀军.BIM技术在地铁机电安装施工中的运用［j］.建材与装饰，2016,(01)：248-249.［2］李银.BIM技术在城市轨道交通工程的施工管理及应用［」］.水利水电施工.2016,(02):115-116.［3］郭云海.B｝技术在地铁安装工程中的应用研究［」］.建材与装饰，2016,(04)：272-273.