BIM在机械法联络通道修建中的应用

BIM在机械法联络通道修建中的应用目录CONTENTSBIM应用总结06应用前景展望07项目概况01BIM团队组织02软硬件配置03BIM应用背景04BIM应用介绍05

宁波轨道交通科研标包含26座联络通道，以其中2座联络通道作为实验工程，开展结构设计研究、防水研究及施工装备研发等工作，全部采用机械法施工，其中14座采用顶管法，另外12座采用盾构法。1.项目概况机械法联络通道盾构机主机及后配套台车、始发接收套筒模型机械法联络通道成型隧道模型机械法联络通道成型隧道机械法联络通道盾构掘进1.工程概况机械法联络通道作业空间狭小受限、正线隧道旁出结构设计复杂、工序繁琐及衔接性强、新型盾构顶管设备进场后短期难以掌握操作技巧，借助BIM技术可模拟施工、简化工序、提高功效、保证质量、节约成本。1.工程概况机械法联络通道施工的成功，标志着中国首座机械法联络通道顺利完成，随着工业化不断的发展，机械法联络通道必将是未来联络通道施工发展的方向标。3.软硬件配置软件配置CAD：设计图纸格式，二维平面图处理；REVIT：结构、建筑及机电建模；NavisWorks：碰撞检查应用；Project：施工进度计划编制：3Dmax：后期效果图渲染；MagiCAD：工程量计算。4.BIM应用背景传统联络通道施工工法存在的缺点：施工周期较长地下施工空间狭小专业多、图纸多且复杂交叉施工多，施工组织困难施工安全风险高施工现场管理粗犷

5.BIM应用介绍模型交付标准BIM应用—统一标准

涉及问题：专业技术人员在协同处理图纸及模型过程中存在认识及理解上的偏差，导致模型建立存在重复建模，模型信息不全，模型有问题等缺陷。解决方法：召开模型设计讨论会，统一各专业建模规则、建模标准。模型分编标准模型分编标准依据规范，建立本工程的模型交付流程结合国家标准及业主要求，依据各专业建模规则建立模型。根据模型编码规则对各专业模型进行编码。依据规范，建立本工程的模型交付流程。

5.BIM应用介绍BIM应用—精确模型精确的模型是确保BIM实施应用的前提和基础。项目BIM工作室依据国家标准，针对不同专业建立了统一的标准及模型颗粒度标准。便于各专业人员及各建模人员的协同工作。机械法联络通道接收套筒盾构机主体盾构机一号台车5.BIM应用介绍BIM应用—参数化设备族Revit提供的族编辑器可以让用户自定义各种类型的族，而根据需要灵活定义族是准确、高效完成项目的基础，一切图元都可以通过改参数达到修改的目的，解决了以往的因设备更改，而出图中平剖面图不一致的情况，做到精确控制设备，合理指导施工。5.BIM应用介绍BIM应用—参数化设备族5.BIM应用介绍BIM应用—方案比选针对机械法联络通道与主隧道接头部分施工难度大的问题，提出备选的洞门接头施工方案，利用BIM模型进行洞门接头施工工艺演练。并在方案确定后，通过可视化的方案模拟对施工班组进行方案交底，相比较传统CAD图纸交底更加简单明了，效果显著。5.BIM应用介绍BIM应用—场地规划现状问题：车站地理位置处于市区，现场临时施工用地场地严重受限，临时场地不能达到最大的使用率解决方法：利用无人机对场地进行全景扫描得出精准的场地数据，建立项目临时场地布置，使有限的临时场地达到最大的使用效率。无人机进行实景拍摄三维场地布置图5.BIM应用介绍BIM应用—碰撞检查采用BIM的碰撞技术，预先等尺寸模拟钢套筒安装过程检查出，安装接收套筒设计中会遇到的支座侵入钢套筒的情况得以避免。接收套筒安装模拟调整支座高度检测到接收套筒支座侵限接收套筒安装完成完成盾构套筒接收主隧道受力情况项目始发端接收端混凝土应变-676~75-450~100接缝张开量/mm-0.2~0.650~0.33隧道横向变形/mm0~4-1~2接缝张开量管片混凝土应变5.BIM应用介绍BIM应用—主隧道受力检算模拟5.BIM应用介绍BIM应用—主隧道特殊管片受力计算模拟联络通道管片受力计算5.BIM应用介绍BIM应用—联络通道小管片受力计算模拟5.BIM应用介绍BIM应用—T接洞门结构受力计算模拟5.BIM应用介绍BIM应用—T接洞门结构受力计算模拟机械法联络通道模型T接整体应力T接延隧道轴向剖面应力分布T接位移云图5.BIM应用介绍BIM应用—联络通道小管片防水模拟5.BIM应用介绍BIM应用—联络通道小管片结构模型设计模拟联络通道小管片断面综合考虑设备可切削性能和空间利用率，采用圆形断面；任性疏散通行净空为2000mm（高）×1400mm（宽）；通道内径确定为Φ2650mm。5.BIM应用介绍BIM应用—整机集成设计模拟5.BIM应用介绍BIM应用—T接洞门接口结构设计模拟洞门接口设计考虑长期荷载下复杂变形通过刚度台阶过度的T接头洞门结构受力体系设计。满足地铁隧道行车限界要求，拟合空间曲面的可拆卸式特殊管片设计。大隧道管片钢砼复合管片结构设计。洞门曲面钢板、混凝土钢环梁环结构设计。特殊衬砌环后封板后做环梁5.BIM应用介绍BIM应用—主隧道特殊管片设计模拟钢—砼复合衬砌常规钢筋混凝土衬砌待切削区域切削范围内钢筋与螺栓采用盾构机可切削材质钢结构通道处特殊管片环宽1.2m时需要4环特殊管片，且其中两环待切削区域较大；环宽1.5m时需要3环特殊管片，其中仅有一环切削区域较大。5.BIM应用介绍BIM应用—预制化加工利用BIM技术控制刀盘制作和管片等材料的下料，通过工厂预制生产，具有低碳、环保、节能、绿色的社会效益，对工程质量、施工成本、工作效率等方面均会产生一个很大的提升作用。5.BIM应用介绍BIM应用—刀盘切削工序模拟切削轨迹由中心向周边扩展锥形刀盘及内凹型中心刀设计高适应性、高效率设计具备切削混凝土能力的刀盘；切削管片非平面，为凹凸空间曲面，刀盘无法与切削面密贴。5.BIM应用介绍BIM应用—进度模拟现状问题：机械法联络通道施工复杂，如何合理的进行资源配置和施工计划安排是项目管理的重点。解决方法：由专业技术人员编制实施性施工计划，与模型相关联后进行动态模拟施工，经审议后选择最优施工计划来进行项目施工工作的部署和安排，节省了项目工期，减少了资源浪费。5.BIM应用介绍BIM应用—复杂工序模拟机械法联络通道整体模拟机械法联络通道盾构掘进模拟

根据所提供的施工组织材料，制作整个联络通道项目施工阶段，从筹备到组织施工再到最后竣工的全过程模拟，包含所涉及到的多个板块施工工艺、场地、机械、人员配置等模拟。5.BIM应用介绍BIM应用—整体模拟盾构掘进、管片拼装全程模拟盾构机施工作业全过程模拟，三维可视化施工模拟，以便在施工之前发现问题，并根据需要作出调

整，形成三维可视化施工；5.BIM应用介绍BIM应用—可视化工艺工法BIM模型的三维可视化，解决了传统工艺工法由文字加CAD示意图的传统表现方式不够全面的问题，利用BIM模型的可视化特性，项目结合模型和模拟施工，制作了各专业的工艺工法学习手册，加强了施工人员对施工工艺工法的学习，提高其施工水平，保证了项目施工质量的优质可靠。5.BIM应用介绍BIM应用—工程量统计机械法联络通道盾构机、管片结构复杂，根据二维图纸计算现场施工材料用量不准确，在进行材料采购时会出现准备不足或有剩余的情况，造成浪费和影响工期进度，项目利用算量软件进行计算，得到准确的材料用量，实现了控制成本，保障进度的目标。5.BIM应用介绍BIM应用—虚拟漫游检查BIM模型的三维可视化，解决了传统工艺工法由文字加CAD示意图的传统表现方式不够全面的问题，利用BIM模型的可视化特性，项目结合模型和模拟施工，制作了各专业的工艺工法学习手册，加强了施工人员对施工工艺工法的学习，提高其施工水平，保证了项目施工质量的优质可靠。5.BIM应用介绍BIM应用—三维交底联络通道与主隧道接头3维图现场施工采用3维技术交底，方便现场技术人员理解设计意图，提高工程质量。5.BIM应用介绍BIM应用—3D打印技术机械法联络通道施工采用创新工法，设计方案多变，改图、修改模型需要耗费大量精力。利用BIM技术建立车站模型，通过3D打印技术得到按比例缩小的隧道模型实体，提高了设计方案变更的准确率和工作效率。5.BIM应用介绍BIM应用—三维激光扫描采用三维激光扫描技术对机械法联络通道隧道主体结构进行3D扫描，将根据扫描得出的点云模型与依据结构图纸建立的模型进行比对，修改图纸与现场存在误差的地方，减少了模型在信息传递中的问题，提升施工环节把控水平，实现了利用模型精确制导施工的目的，显著的提高工程建设质量。5.BIM应用介绍BIM应用—二维码实名制登记监控系统项目施工人员实名登记个人信息，通过实名制登记门禁系统，实现有效控制人员进出场记录，实时记录人员信息，配备监控系统，可以随时掌握、管控施工信息。实名制监控进出场5.BIM应用介绍BIM应用—VR体验馆安全帽VR体验区：正确的安全帽佩戴方式,将安全帽戴在头上,体验高空坠物时候戴安全帽的重要性。用电VR体验区：手放通电的平台上,产生麻木感（震动模拟该效果）；消防演练VR体验区:模拟火灾现场。各项VR安全体验设施5.BIM应用介绍BIM应用—数字化管控系统平台应用安全创新质量保障通过三维模型与实体工程的对比，发现质量存在问题并数字化管控系统推送，便于及时处理，保障项目施工质量。进度保障通过利用数字化管控系统系统管理，联系施工现场及时管控项目进度信息，保障了项目的工期进度。创新应用利用无人机扫描和3D打印等技术应用，将原本二维图纸进行想象的结构布置立体的呈现出来，便于进行方案优化和指导施工。安全保障复杂工序的方案模拟知道施工，降低了现场的安全风险，保障项目施工安全。.进度质量利用BIM技术数字化管控系统的开发应用，保证施工质量优质的同时保障了施工进度目标，提高了施工管控效率，取得了良好的项目管理效果。

5.BIM应用介绍BIM应用—数字化管控5.BIM应用介绍BIM应用—数字化管控系统平台应用通过录入机械法联络通道模型信息和实际进度信息，实时进度分析，监控施工过程中重大节点进度情况，管理人员通过BIM管控系统管理平台管控现场施工，提高工作效率。5.BIM应用介绍BIM应用—数字化管控创新点首次提出了针对7环连续管片的全环境模拟1:1足尺试验方法，有利于明确联络通道和主隧道管片联络通道机械化施工全过程的受力性能及各构件之间的相互作用机制。通过科学信息平台结合工程特点，以设计、施工、科研联合体方式开展产学研用一体化研究，实现了项目组织模式的创新。利用BIM模拟机械法联络通道结构设计技术一套盾构隧道T接设计技术。BIM技术辅助研发适应有限空间的集成化T接隧道掘进系列装备为地下工程向全机械化、全系统化提供技术支撑利用BIM模拟联络通道微加固机械法修建成套施工技术指导试验段示范工程施工123456.BIM应用总结6.BIM应用总结人才培养培养了专业BIM技术人员13人。工期优化BIM辅助施工进过优化后，项目工期缩短了40天。科技创新、工程优化创新工法，创造优质工程。成本管理项目经济效益提高约30%。6.BIM应用总结14BIM应用过程管理优化