BIM技术在城市隧道工程中的应用

1、B1M技术农城市醴道工程中的应用摘要：bim技术在市政工程行业得到目益深入的应用与推广。本丈以 壽南路新建瞇道工程为例，从设计前期到施工阶段全过程结合bim技 术卖现三维协同设计、设计方案比对、可视化技术、管线碰摄检查、 工程算量、施工方亲模拟、3d 光想描应用并熔建了 bim传息管理 平台进行施工过程的管理。关键词：三维协同设计、工程算量、施工方亲模拟、3d激光扌日描、 bim传息管理平台项目概况需路（世纪大道浦建路丿项目住于浦东新区花木行政中心，线路呈 西南东北走向，沿线地块规划以商办为主，兼有部分居住用地，将淮.未 来5年陆续开发建设,该区域具有集中开发，定住需端的特盍,是陆家 嘴全融城

2、东犷的重要组成部分,本次改造既是利用商务走廂开发，提升 保障壽路的干线功能的最佳时机，也是改善该区域交通功能混杂，通行 效率轶低的卖际需要。该项q工程囲北起世纪大道下立交（世纪丸道 环岛桃林路丿，南至浦建路（浦建路路线林丿，工程囲全长约1975m, 道路等级为城市主干路。建设彖为道路、隧道结构、林梁彖浜林丿、 雨污水排管、交通栋志标线、估号灯、通风、监控、供紀电、建筑、 绿化等相关道路附厲设施及命期绿化与管线撅迁工作等。-、设计前期bim应用1. 三维协同设计bim可以旌.满足工程项目三维协同设计过程中产生的各类估息：如三 维模型、图纨、合同、文档等进行集中管理的基础上，为工程项目团 队提供一

3、个传息交流和协同工作的环境。对工程项目中的数据存储、 沟通交流、进度计划、质量监挫、成本控制等进行统一的协作管理。2. 协同设计的工作流程传统睡道工程项目一般都是由道路专业通过方亲等形式与各紀合专 业丸分沟通，完成道路平面、纵断面和横断面设计，并将设计模型及数 据丈件提交给林睡、排水、通风、照朗、管线综合、务观等相关专业, 各专业再进行后续设计。三维协同设计创新了传统的二维役计模式, 由道路工程设计负责人员牵头，前期先旌.设计软件中创建工程项q i 体道路中心线3,结构设计人员在己选取的道路中心线上,确定睡道.结构 厚度、变形线住置等等，并与通风、照朗、排水等专业沟通确定设施 役备的布设住置，

4、同步亦模型结枸树上发布设计参数，接下来由不同专 业的设计人员完成后续的竦化建棋工作。下面是三维协同设计的工作 流程：1丿榕建项目设计团队架构、糸统中分配专业段计人员角色和权限；2）构建三维协同设计棋型树和wbs任务分鮮；3）创建三维的道路中心线，在道路中心线上定义工程项目的姣号住 置；4）创建各设计专业（如结输、囲护、设备等丿的枸件模板；5）不同专业的项q成员针对一个数据模型丈件开始协同设计工作；6丿基于三维模型印时优化设计方案，及时检查设计缺陷，直至设计任务 屯成。3. 设计方案比选在项目方案阶段可以利用bim软件的三维适型功能，对整个项目中的 周边场希，复杂关键节盍的佞置进行三维建棋。以往

5、设计师在与业圭 汇报方案的过程中，一般都是通过二维平面图绒和ppt等方式向业主 介绍方亲，经常含遏到业主无出快速全面了鮮设计师的设计意图的困 难。如果使用bim技术手段,亦方案汇报之侖把复杂关键节点的方亲 创建成三维的展现形式,这样汇报的过程就会简单朗了，也可以让业主 很家易的朗勺设计意图。下面是壽南路项目中有关世纪丸道路口三个 方案设计：1) 保密目風调整栋示栋线，如下图(2)2) 姒迁目忌，改造为十字交叉，如下图G)3) 姒迁目最，改岌为立体交叉，如下图(4)另外，亦方索汇报过程中在结合优化方式，实施难度，周边路网影响程 度，工程童价等各方因素，可以使整个方案达到通俗易懂，简单朗了的 效果

6、，灵能增加与业主的沟通交流。4. 三维漫游交互式可视化虚拟漫游是一门新兴的效果展示技术，与传统的2d < 示不同，交互式漫游是第一人称视角的三维环境下虚拟体睑。目前在 建筑、房地产、能源和机械行业等的使用非常普遍。应用该技术不仅 可以亦投栋阶段向业主展示设计方亲和理念，而且在项目的后期还可 以做成虚拟现卖的体验环境。利用己完成的几何模型导入到3dmax软件里，对场景中所有模型进行 材质添加和贴图的竦加工处理，以便于达到濮型的美观效果。而后再 把棋型导入到专业的虚拟技术软件中，为场曇创建漫游脚本，最后实现 通过键盘上的方向键进行虚拟漫游数果。二、竦化设计的bim应用1. 管线综合和碰撞检查

7、在传统的二维设计中设计师大多都是通过绘制剖面来完成管线综合 图，这些剖面只鮮决了该住置的管线排布，而实际情况管线都是连通的, 一个住置的排布情况不能代表所有的其它住置的排布也是合理的。通 过利用bim技术创建现状的市政管线模型，进行各专业之间及专业部 的碰擡检查，能够提前发现设计中可能存在的碰撞问題,减少施工阶段 因设计错、漏、碰、缺、而适成的损失和返工工作，提需设计质量和 施工效率。2. 工程量复核利用bim模型的属性传息，通过软件功能糸统自动生成统计施工招栋 的工程计算量。首丸亦建模之前需要根据各专业分部分项，制定开项 列表，并提供满足招栋要求的土建、机电、裝修工程量辅助统计，包 括栋准枸

8、件及特珠结构的钢筋用量及合钢量分析，并与投资监理算出 的工程量进行对比，复核差异较大的项，提壽工程算量的准确性。1）构件拆分原则2）制定开项列表3）生成工程量统计表4）工程量复核3. 参教化、棋板卖例化设计相比传统的二维设计，三维参数化设计的主要优势淮.子通过修改设计 参数，可以直接驱动模型的更欢，无需刪除模型重新绘制，节省工作时 间,提壽工作效串。参数可以按照设计参数，计算参数，传息参数来定义, 参数名称需要按规来命名，方便后期的参数修改.。模扱卖例化是亦项目中出现重复创建相同的棋型肘,可以将设计知识 和流程集成到用户特征，超级利本和丈档模板中，并参照相同的参考元 素修改禁些需要修改的输入多

9、数，印能得到新的模型数据。对于隧道 工程项目，通常会把底扱、中、顶板、側墻、函青、側石等枸件做成 丈档模板。在建模的过程中，有了文档模板后，无需毎次通过手动的方 法创建模型，只需要从构件库中调用相应的棋型并修改对设计参数即 可。4. 脅架驱动模型甘架设计指在对整个睡道工程的设计流程和结构充分理鮮后，结合卖 际项目的工程围运用主要的线框控制元素对整个项目结构进行有数 的总体按制,形成类似树干结枸的骨架棋型，并建立有赦的参数传息传 递匡架及设计方法，将己屯成的草绘、设计基准、几何特征、相关参 教发布到棋型树的相关节点下,确保能卖现通过骨架线框驱动模型的 功能。下图是应用骨架线框£设计参数

10、丈进行快速三维建模。5. 二维工程图绒传统的二维设计无论是平面图或是立面图都需要手动绘制，通常需要 抡费大量的肘问去完成。三维设计可以利用现有的三维模型，通过投 影的方式很方便的得到任点的我面剖视图。如果三维模型进行了麦更, 糸统会自动的更新二维图绒的传息，极丸的提需了工作效率。三、施工阶段的bim应用1.施工方亲模拟施工模拟包括施工筹划模拟及复杂节点的方案模拟，亦本工程前期利 用了 bim技术对整体的施工方案进行了棋拟，包括将施工进度计划与 bim模型关朕，形成4d的施工模型，及管线锻迁顺序，道路施工翻交顺 序，临肘交通设施布置，施工场地布置，施工组织设计进行了施工筹化 棋拟。针对家浜段林曜

11、结合段，由于该地段节点比较复杂，在项目侖期 利用bim技术，在棋型中添加施工设备和机具，结合施工方案进行精细 化施工棋拟，检查方案的可行性，并亦此基础上优化施工方亲。2.3d激光扌日描技术应用三维激光扌日描技术自问世以来彼/泛应用于古建筑保护、工业管道安 裝和船张机械等领域。它通过需速激光相描测量的方法获取菠测对象 表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点住估息，而且具有 很需的分辨率，为快速建立杨体的三维彩像模型提供了 一种全新的技 术手段。三维激光打描技术采用的打描仪器提供每驴100万点的速度， 整体精度可达12mm。在本工程项目中针对世纪大道毬道口运用了3d点云扌日描技术，其应用有

12、如下:1）分史存档（点云数据丿施工裔期作为发展的史资料进行保存;施工 过程中作为施工资料定期存档;施工完成后作为施工成果交付杨的一 部分。2）辅助施工（重构的三维模型丿施工命期资料，作为场地泱盘的一部 分进行使用;施工过程中三维模型与役计模型进行比对，作为施工质量 检验的工具;施工完成后作为验收成果的一部分。3.bim项目管理平台建立bim项目管理平台，结合目常工程管理，项目传息进行有重点的汇 总、与记录，并能卖肘有效拿控施工进度，及时做出进度调整，建立交通 设施方案的bim模型用于方案的讨论、优化和外评审工作，从效果来 看，能柱设计和评审阶段协助发现以往亦平面图绒上难以矗觉的各类 问题,并协助拟走灵为合理的方亲。设计方创建施工图设计模型，对施 工图设计模型有更新与维护职责，应亦施工准备开始侖完成棋矍；施 工方创建施工作业模型，对有设计支灵的棋型有灵新与维护顏责，应在 主体施工过程中构件施工前完成棋型。四、结语通过bim技术在壽南路睡道工程中的成功应用，证朗了 bim这种全新 的三维设计方式，它不仅能满足当前市政设计的需求，还能通过现代化 的协同设计理念为业主提供壽质量、规化、请晰化、具体化的设计并 同