BIM手艺在石鼓山隧道设计阶段的应用

BIM技术在建筑、机械、电子等行业的运用日趋成熟，并带来了革新性的变化，但在铁路行业的应用尚处于起步阶段。在宝兰客专石鼓山高风险隧道工程中，以达索系统为技术支持，研究了BIM技术应用于铁路隧道设计阶段中的技术路线。实践表明，BIM技术的应用促使隧道设计由传统的2D向3D转变，由粗放向精细转型，提升了传统设计的精细度，实现了设计成果的方案优化，为解决后期各阶段信息断链、碰撞检验等问题提供了有效的技术保障。近年来BIM技术在建筑、机械、电子等行业的运用日趋成熟，并带来了革新性的变化，但在铁路行业的应用尚处于起步阶段。随着我国社会经济的稳步推进，铁路隧道工程已开始向低碳、环保、可持续的方向发展，将BIM技术应用于铁路隧道工程全生命周期中是必然趋势。国内外许多学者提出了对建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)的见解，国内建筑领域也有着不少的BIM应用案例，如“鸟巢”、上海中心、上海世博会中国馆等。在石鼓山隧道项目中，基于达索平台提出了一整套BIM技术在铁路隧道工程设计阶段中应用的解决方案，实现了铁路隧道工程BIM技术的应用。石鼓山隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的石鼓镇杨家山的黄土残塬区，起讫里程DK639+430～DK643+760，全长4330m，为双线隧道。隧道所处区域地表高程在624～766m，埋深范围在3～133m，地表多为耕地，植被较为浓密。根据隧址区地形、地质情况，综合考虑施工方法、工艺、工期等方面因素，采用2座斜井辅助施工。隧道下穿3条河，所处地质环境复杂，围岩条件极差，是宝兰线高风险隧道之一。技术路线。BIM技术的应用需要若干软件相互协作共同完成，所以要求BIM模型在各软件之间的数据交换具备无损、便捷和快速等特点，故建议选取同系列软件或兼容性较好的不同系列软件。本工程在考虑了软件建模能力、隧道专业需求、各阶段用户需求等方面因素之后，选择了达索平台作为铁路隧道工程BIM技术应用的技术支持（见图1）。图1达索系列软件在对达索系列软件综合测评的基础上规划出铁路隧道工程中软件应用的技术路线，具体如图2所示。图2达索软件应用技术路线三维地质建模。首先根据地形数据利用CATIA的Mesh面生成功能制作精细的三维地形模型，然后结合石鼓山隧道地质调绘资料及已有的纵横断面构建地层面，最后结合草图绘制功能拉伸出地质包络体，利用建立好的地表面、地层面剖切拉伸体生成地质体。建立的石鼓山地质模型如图3～4所示。图32号斜井三维地质模型图4全隧三维地质模型三维隧道建模。铁路隧道三维建模工作主要包括骨架继承、参数设置、草图绘制和模型建立这几方面。1）骨架继承。在建立了三维地质模型、三维线路模型的基础上，隧道专业根据地质、断面、工法等因素将三维线路继承并截取，得到隧道专业的二级骨架，如图5所示。叔图若5竟骨架会继承株示意惨2锤）草骡图绘羊制。移结合云建模挂需求藏，根慈据铁勺路隧沫道净毯空、围限界布、时袖速等解要求啊，利勿用泼CA甲TI看A惑零件茄设计吩模块谷的草倒图设瞎计功惑能绘商制相膨应轮场廓草唉图，纽石鼓缘山隧橡道松V锣级洞希身梁二次忘衬砌乘轮廓惨草图冠如图宪6击所示投。圆图毙6滚二次陶衬砌弊轮廓斜3划）模喝型建翅立。蒜在绘饶制出戚参数笼化草砖图的魔基础荡上利狭用沾CA捕TI中A草的拉妖伸、央多截誉面、馒偏移斩以及惨知识甲工程对阵列奸等功俊能生峰成各遣类三剥维实繁体，案石鼓戚山隧龄道剃V佣级洞蛋身远初期答支护飘模型馆如图侨7横所示线。伞图责7愚V技级洞影身疤初期子支护年实体嫁模型扭信息械附加秀。信艰息是搬BI揪M紫模型棵的灵屯魂，宜脱离仅了信甲息的糟三维掠模型告不能召称之棵为显BI醒M锋模型丽，附针加的价信息来主要非包括耗几何鼠信息葛和非城几何犬属性赛。石青鼓山缺隧道拳中用白到的交附加题信息叛的手诸段主旷要包咏括属圾性附菊加、盘描述随附加胖、参碗数设痛置、拴外部哨链接继和数姜据库蚂存储雀。塑工程套量计摆算。姜石鼓颗山隧培道利渐用逗CA飘TI有A微的参短数计移算功圈能与匹工程鸦制图壁模块磁实现蛇了二台维工藏程涨量统壤计，养如图狂8炼所示浪。同泄时，锹还利窝用剪CA军TI狂A险的三舅维测封量功络能实度现了优洞口阿段的赛三维袖工程价量统浙计，株如图血9斥所示养。雷图堡8博洞宝身二职维工朗程侮量统来计鲁图堵9律洞口浮三维队工程解量统耗计券二维得出图并。在绩石鼓糠山隧排道工仪程中愿，利缝用挥CA虹TI普A模的参岂数关谢联、扰图线副绘制匪、尺杠寸投反影与借标注液等功颈能，炊实现谈了三淡维模钱型与额二宴维工析程躲图的铅联动改与输厘出，惰其中名衬砌泡断面令如图洽10歼所示较。驻图类10旦帖二维内出图材依托扁于宝痒兰客听专枪石鼓区山隧荣道工族程，塞基于屯达索惹平台香探索肺了迈BI压M稳技术搬在铁零路隧途道设配计阶晚段中比应用品的解周决方切案。丰将三怪维可万视化叼建模增、信腥息融卸入等犁BI忽M蹈技术凯成功无运用娱于设觉计阶铲段，嘴促使常隧道芽设计挎由传喜统的寻2D慧向HYPERLINK