BIM技术在隧道施工中的应用参赛作品丨78

广东省第二届BIM应用大赛参赛作品：BIM技术在高黎贡山隧道施工中的应用参赛单位：中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院二〇一八年八月作品内容一、项目简介及采用BIM技术的原因二、BIM团队介绍三、BIM应用软硬件配置四、BIM技术应用情况说明五、BIM应用体会与建议六、人才培养及改进方向七、下一步实施计划作品内容一、项目简介及采用BIM技术的原因一、项目简介及采用BIM技术的原因Ø

1.单位简介中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院始建于1978年，前身为铁道部隧道工程局科学技术研究所。目前已发展成为集勘察设计与科研为一体的创新型企业。公司拥有员工160余人，特聘院士3人，享受国务院政府津贴的专家6人、博导6人、硕博士55人、教高13人、副高级37人、各级专家30余人，人才结构合理，技术力量雄厚。拥有国家级技术中心和隧道技术与装备院士工作站两个高端研发平台，以及中铁隧道集团科技信息交流平台、监控量测预警信息管理平台、BIM管理平台和科技成果信息平台，提供全方位信息和技术交流和服务。公司主办的《隧道建设》是我国隧道及地下工程领域的核心期刊。建企40年来，获得7项国家科技进步奖、1项发明专利优秀奖、62项省部级科技进步奖、5项国家级工法、35项发明专利、23项实用新型专利、5项外观设计专利等一大批科技成果；涌现出以王梦恕院士为代表的一大批专家人才。一、项目简介及采用BIM技术的原因Ø

2.项目简介高黎贡山隧道全长34.538千米，是亚洲第一长铁路山岭隧道，全隧采用“贯通平导+1座斜井+2座竖井”的辅助坑道设置方案。隧道地质条件极为复杂，具有“三高”、“四活跃”的特征，不同地质条件高达18种，堪称铁路隧道建设地质博物馆。高黎贡山平面位置示意图一、项目简介及采用BIM技术的原因Ø

2.项目简介本标段施工范围示意图一、项目简介及采用BIM技术的原因Ø

3.采用BIM技术的原因与其他建筑行业相比，铁路隧道行业建设具有站点多、线路长、涉及面广、投资高、数据和信息量大等特点，在施工过程中，急需采用BIM技术的原因主要有：（1）该隧道作为大瑞铁路的控制工程，地质结构复杂，且工程规模大，项目施工对安全、质量、进度等要求严格。（2）深竖井、大坡度超长斜井、长距离TBM掘进，施工难度及施工安全风险高。利用BIM技术，可对施工组织方案进行可视化论证，从而达到合理控制工期的目的。（3）利用BIM技术可以对实际发生的工程量进行客观的统计，并能对人工、机械、材料的投入进行总体计划，有利于控制成本。高黎贡山隧道BIM应用作为中国铁路总公司的BIM应用试点，拟通过BIM技术，为工程提供一个可视化的管理手段，进行施工过程的动态管理，从而实现进度可控、质量最优、安全无误的最优化管理目标。就此展开高黎贡山隧道BIM施工应用工作。作品内容二、BIM团队介绍二、BIM团队介绍姓

名路耀邦司景钊单

位学

历

职

称职

责履

历应用5年应用3年应用4年应用3年应用4年应用3年应用2年应用3年应用2年应用2年中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院中铁隧道局集团有限公司硕士本科本科本科硕士本科硕士硕士硕士硕士高工高工高工高工教高高工助工高

工工程师助工BIM负责人BIM现场实施王光辉

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院张建设

中铁隧道局集团有限公司BIM现场实施BIM现场实施BIM现场实施BIM设计罗占夫

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院高广义

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院刘

宝中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院BIM设计杨朝帅

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院张康宁

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院陈世超

中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院BIM设计BIM设计BIM设计作品内容三、BIM应用软硬件配置三、BIM应用软硬件配置（1）软件配置：a.设计软件Bentley（本特利）公司的PowerCivil。Bentley（本特利）公司的Prostructure。Autodesk（欧特克）公司的Revit。b.施工应用软件Dassault（达索）公司的Enovia搭建BIM施工管理平台。c.仿真软件Autodesk（欧特克）公司的Navisworks。d.其他软件：Office2013：文档资料Project2013：进度计划编制3DMAX：动画及视觉效果处理三、BIM应用的软硬件配置（2）硬件配置：序号名称配置要求数量用途CPU：E52620v2；主板：Inter服务器主板数据存储数据交换服务器1IBM内存：；硬盘：18G*2机箱：机架式结构CPU:I7-4820K；主板:X79-UP4内存

；硬盘SAS600G*2模型创建修改台式机23104:8G*4:SSD840pro显示卡:R9280X；显示器:S24D360HLCPU：InterI7-4900MQ；主板：InterQM87BIM展示技术交底DELL移动工作站内存：DDR3；显卡：GDDR5存储规格：S

ATA作品内容四、BIM技术应用情况说明四、BIM技术应用情况说明Ø

1.BIM应用整体说明根据中国铁路总公司关于信息化总体部署的要求，充分利用现代信息技术和监控监测手段，做好“一桥一隧”BIM试点中的高黎贡山隧道BIM应用工作，切实提高工程管理水平。2016年3月，中铁隧道局成立大瑞铁路项目BIM小组，结合高黎贡山隧道施工的重难点，深入研究BIM技术在高黎贡山隧道施工中的应用。本作品基于三维设计及施工应用软件，就BIM标准建立、三维可视化、场地布置、方案模拟、高黎贡山印象、进度管理、质量管理、风险管理、资源管理、文档管理等进行研究，为推动BIM技术在隧道及地下工程领域的施工应用提供参考和借鉴。四、BIM技术应用情况说明Ø

1.BIM应用整体说明BIM施工管理平台应用点大瑞铁路BIM小组成立文件四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（1）BIM建模流程与标准坚持标准先行的原则，在开展BIM建模前，BIM小组在已有建模经验的基础上，制订了适合高黎贡山隧道的BIM建模标准，并在BIM设计工作开展后逐步完善。高黎贡山隧道BIM建模标准四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面（1）BIM建模流程与标准：BIM模型的建立用时和其质量关乎整个工程项目的进度，因此，BIM小组详细规划了高黎贡山隧道模型的建立流程，以保证BIM模型的建立效率和质量。具体流程图如有图。结构建模流程图四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三维可视化技术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。段衬砌高黎贡山隧道出口洞门四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三技维可视化术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。1#斜井与正洞交汇2#竖井四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三维可视化技术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。暗挖段支护模型四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三维可视化技术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。暗挖段二衬钢筋模型四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三维可视化技术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。TBM段初支模型四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（2）三维可视化技术实现“所见即所得”减少返工频率，提高施工效率和质量。2#竖井副井2#竖井主井横通道运输通道正洞井底车场2#竖井井底车场模型平导四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（3）施工场地布置应用Navisworks进行施工场地布置，科学利用施工空间，直观、实时显示场地布置计划和实际状况，以便减少项目用地成本，达到节材、节地的目的。施工场地规划四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（4）施工方案模拟项目开工前，将三维施工模型与施工进度相连接，集成施工资源等信息，进而建立4D施工信息模型，将TBM掘进的工艺流程在此虚拟环境中进行模拟分析。TBM掘进四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.1设计方面

（4）施工方案模拟挂设钢筋网片喷射混凝土绑扎二衬钢筋浇筑二衬混凝土四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（1）BIM平台简介在对高黎贡山隧道施工重难点分析的基础上，搭建了适合本项目的BIM施工管理平台，研发了高黎贡山印象、进度、质量、风险、资源、文档管理等模块。BIM施工管理平台登录界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（1）BIM平台简介针对各个模块中的应用点，详细整理了平台操作手册。BIM施工管理平台操作手册四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（2）高黎贡山印象作为高黎贡山隧道对外宣传的窗口，分类整理隧道施工过程中的亮点照片、宣传视频、工艺工法模拟视频，并将其上传至BIM平台，实现项目对外宣传展示，体现施工过程管理痕迹、为竣工资料归档照片库源做准备。1）亮点照片展示照片编辑、筛选后，经分部总工审核、项目工程部复审、项目总工终审后方能分类上传。每个月上传一次，设置预警条件，如入未及时上传，则发出预警信息。亮点照片审批流程亮点照片查询四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（2）高黎贡山印象2）视频展示：将项目视频分为工艺工法视频展示和项目宣传展示两部分。工艺工法视频展示项目宣传片展示四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理1）施工进度信息可视化现理三场平维。高黎贡山隧道WBS四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理1）施工进度信息可视化进度信息录入界面1#斜井主井初支施工进度数据四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理1）施工进度信息可视化斜井主副井施工进度信息可视化（蓝色表示已施工）四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理1）施工进度信息可视化1#竖井主副井施工进度信息可视化（蓝色表示已施工）四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理2）多维算量从时间、工序、区域等三个维度，将隧道工程量的设计量与实际使用量进行对比分析，实现多维算量，及时掌握材料节超情况。按时间工程量节超对比（按时间）四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（3）施工进度管理2）多维算量按里程工程量节超对比（按里程）四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（4）施工质量管理1）原材检测：基于BIM施工管理平台，自原材料进场开始，通过设置不同时间节点的预警规则，对现场原材检测进行动态管控。预警规则原材检测数据录入界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（4）施工质量管理2）转序管理：在BIM平台界面上方以图片形式滚动播放近期的转序资料，任意选取一个日期，则自动调取该工点当天的转序资料。按日期过滤筛选转序管理界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（4）施工质量管理3）实体检测：针对各工区隧道初支、二衬施工的检测情况，形成高黎贡山隧道缺陷发现、预警、整治等全过程管理台账，根据整改节点项设置报警和提示，提示指向整改责任人，报警指向项目领导。缺陷名称整改节点

整改负责人整改情况隧道缺陷动态管理台账预警信息四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（4）施工质量管理4）三维技术交底：以三维动画形式，对现场技术人员和作业人员交底，形象直观的展示了竖井开挖、出渣、支护等工艺流程，提高了竖井施工组织管理水平和施工质量。钻孔出渣浇筑混凝土四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理1）施工环境管理：对隧道内有害气体进行检测，设置相应的预警条件，实现有害气体自动短信预警的功能。预警状态有害气体检测界面界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理1）施工环境管理：对隧道内有害气体进行检测，设置相应的预警条件，实现有害气体自动短信预警的功能。时间部位位置测试项目现场测试预警条件T＜28℃28℃≤T＜30℃T＞30℃干球温度氧气含量风速＜20%＜0.15m/s＜2mg/m3＜2ppm风尘浓度氮氧化合物一氧化碳二氧化碳预警信息＜24ppm＜0.5%有害气体预警规则四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理2）超前地质预报管理：根据设计要求，针对不同地质预报方法，提前通知现场地质预报负责人及时施做，对于预报可能出现的重大不良地质情况，及时上传报告及结果，发出相应的预警信息，提醒现场管理人员注意施工安全，并采取相应措施。a）超前地质预报手段、数量是否按设计施作预报短信提醒BIM提醒超前地质预报施作预警预报手段预报长度BIM预警施作边界（预报连续段）距上次预报范围提前20m预警提醒施作距上次预报范围提前5m预警提醒施作距上次预报范围提前5m预警施作距上次预报范围提前10m预警提醒施作距上次预报范围提前5m预警提醒施作紧跟隧道开挖TSP≤120m≤30m≤30m70m地质雷达红外探测时域瞬变电磁超前地质钻孔加深炮孔≥30m3-5m四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理2）超前地质预报管理：a）超前地质预报手段、数量是否按设计施作预报短信提醒开始施做里程超前地质预报施做界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理2）超前地质预报管理：b）BIM系统对预报重大不良地质段预警短信预警将超前地质预报报告上传至BIM施工管理平台，根据报告结果，将结论录入至平台，如出现上述一种或多种不良地质时，平台立即以短信形式发出不良地质预警信息。不良地质预警界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理2）超前地质预报管理超前地质预报施做提醒不良地质预警信息四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理3）监控量测集成集成监控量测平台中的测点数据，在不录入监测数据的基础上，实现基于三维隧道模型中的测点模型，实时查看监控量测点的变化曲线。测点数据变化曲线三维隧道模型中的测点模型四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理4）大型设备状态监测：将BIM平台与TBM掘进系统数据集成，实现基于BIM平台实时查看TBM工作状态、掘进参数、掘进姿态及掘进进度。基于BIM平台查看TBM掘进参数四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理4）大型设备状态监测基于BIM平台查看TBM掘进姿态四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理4）大型设备状态监测大、小TBM施工进度信息可视化四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理5）视频监控集成：基于BIM平台实时查看隧道内、外关键部位的视频信息，及时掌握现场施工情况。洞内TBM关键部位视频监控四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理6）安全质况、检查结果警，并生成相的检查情、红色报A、B、C安全质量问题库界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（5）施工风险管理6）安全质量问题库：预警规则：设定安全质量问题整改期限，两级预警，黄色提醒（短信发送整改责任人）、红色报警（短信发送整改责任人及上一级管理人）。安全质量问题整改预警信息四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理1）人员管理：每月月底，按照工点量，实现对现场人员的动态管理。竖井工区斜井工区

出口工区按月统计四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理1）人员管理随时查看各工区不同工班作业人员花名册。四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理2）机电管理a）设备管理基于BIM施工管理平台，实现对各工区的设备进出场进行动态管理，并自动汇总、计算出每台设备的单机使用费。设备进出场信息四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理2）机电管理a）设备管理：根据不同设备类型，自动生成向相应的报表租赁设备报表设备进出场信息输出四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理2）机电管理a）设备管理：按月统计出项目当月的设备单机使用费。设备单机使用费按月统计设备单机使用费计算四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理2）机电管理a）TBM刀具管理统计每天正常和非正常更换的刀具类型、数量，月底形成刀具月度报表。当换刀数量超过规定数量时，自动发送预警信息。换刀预警信息TBM刀具数据填报界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（6）施工资源管理3）物资管理对项目物资进场验收、收发存、节超等进行管理、验收及预警提醒。进场验收

物资收发存

物资节超物资进场验收检验界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（7）施工文档管理1）文档管理：收集、整理项目开工以来的图纸、方案、报表、变更、总结等，为竣工验收资料做准备。文档管理界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（7）施工文档管理2）施工方案管理：分别整理各工区专项施工方案，汇总形成项目施工方案管理动态表。监理审批日期

监理审批日期

公司审批日期

方案编辑、下载方案名称

计划完成日期施工方案动态管理界面四、BIM技术应用情况说明Ø

2.BIM应用成果

2.2施工方面

（7）施工文档管理3）施工进度日报管理：填报各工区的施工进度信息，基于BIM平台自动生成施工进度日报表。施工日报界面四、BIM技术应用情况说明Ø

3.BIM应用特点及亮点亮点1：进度信息可视化：基于BIM施工管理平台中的三维隧道模型，可实时查看各工区现场施工进度情况，实现隧道施工进度信息可视化，便于管理层对现场施工进度的动态管控。亮点2：多维算量：针对传统按时间轴进行工程量节超分析的现状，实现按工序、按时间、按区域等多维算量，项目管理层能够更精准掌握现场材料节超情况。亮点3：实体检测：针对隧道初支、二衬施工的检测情况，形成高黎贡山隧道缺陷发现、预警、整治等全过程管理，形成缺陷整治的闭环处理流程。亮点4：预警提醒：基于BIM平台，实现隧道内有害气体超标预警、超前地质预报及时施做提醒、重大不良地质等预警，有效降低现场施工风险。四、BIM技术应用情况说明Ø

3.BIM应用特点及亮点亮点5：数据集成应用：基于BIM平台，实时查看大小TBM掘进参数（工作状态、掘进参数、掘进姿态、掘进进度）、监控量测测点变化曲线、关键部位视频监控信息等内容。亮点6：资源管理：资源管理：实现对现场人员、设备、材料等动态管控，并根据需要生成相应报表。亮点7：三维技术交底：以三维动画形式，形象直观的展示了关键工序的施工工艺流程，提高现场施工组织管理水平和施工质量。亮点8：安全质量问题库：针对不同检查单位的检查情况、检查结果、整改情况，形成本项目安全质量问题库，设定问题整改期限，两级预警，并生成相应的报表。四、BIM技术应用情况说明Ø

4.BIM应用经济效益社会效益基于BIM施工管理平台中的施工进度管理、质量管理、风险管理、资源管理等功能的应用，累计节约项目协调55d，避免返工120d，节约钢材92.8t、喷射混凝土856m3，节约工程费用约920万。高黎贡山隧道BIM应用作为中国铁路总公司的BIM应用试点，应用点突出、新颖，拓宽了项目管理思路，实现了对隧道现场施工安全、质量、进度、风险等进行动态管控的目的，积累了铁路隧道施工阶段BIM应用的宝贵经验，为提高项目管理水平和生产效率做出有益探索。云桂公司多次组织大型观摩会到现场参观学习，可为同类项目BIM应用提供参考。四、BIM技术应用情况说明Ø

5.BIM应用总结高黎贡山隧道作为大瑞铁路的控制工程，地质结构复杂，工程规模大，项目施工对安全、质量、进度等要求严格。现隧道模型基本稳定，平台应用点开发基本成型，该平台站在施工管理角度进行定制开发，更多侧重于现场各个施工环节的管理，可大致将平台中各模块的功能分为两大类：一是基于平台的基础应用，二是基于模型的应用。当前，BIM技术在建筑行业应用相对成熟，而其在铁路行业的应用刚刚起步，大多处于试点阶段。通过BIM技术在隧道施工中的应用，将隧道施工技术与BIM应用完美结合，为项目提供一个可视化的管理手段，实现施工过程动态管理，达到施工进度可控、质量最优、安全无误的管理目标。对铁路隧道BIM施工应用意义重大，对铁路工程施工管理意义重大，为其他项目应用起到引导示范作用。作品内容五、BIM应用体会与建议五、BIM应用体会与建议Ø

1.积极营造BIM技术发展的大环境思想重视人财物支持主要领导：关注BIM工作开展情况，各种场合宣贯BIM工作的重要性。主要领导、各级单位：亲自参与BIM研发小组