1概述

　　BIM是“建筑信息模型”的简称 随着信息化技术和数字化技术的发展,信息技术已经深刻地影响到现代社会的各个角落 BIM技术的产生给建筑行业带来了新的希望和方法 随着BIM技术在国内重点项目中的逐步应用,该技术已经受到广泛关注与重视

　　1.1BIM技术应用现状

　　目前,我国BIM技术整体应用情况同发达国家相比,还是有一定的差距 但BIM技术的到来,对建筑业来说是一种信息革命,已经逐渐成为一股潮流,深刻地影响了工程行业的发展 国家也开始推动和引导该项技术的应用和发展,为此,科技部制定了国家科技支撑计划项目《建筑业信息化关键技术研究与应用》,住房和城乡建设部出台《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》,将BIM等新技术在工程中的应用作为“十二五”建筑业信息化发展的总体目标和重要的任务

　　1.2隧道工程行业特点

　　当前,2D图纸是我国设计行业最终交付的设计成果 因此,生产流程的组织与管理均围绕着2D图纸的形成来进行 随着设计行业对设计精细化程度的不断提高,图纸深度不断加大,各专业之间的协调难度也不断加大 特别是在隧道工程行业,根据施工工法可以划分多个专业,各专业之间需要反复提资,多次会签 因此如何提高专业之间协同设计的能力,从而提高设计质量,降低质量控制的难度是设计行业不断追求解决的难题 随着BIM技术的逐渐应用,设计师们发现在使用BIM设计软件进行设计的时候,联动性特点明显,所有相关处会自动关联,帮助出图更精确,提高了工作效率,内外协同,使设计变得更流畅 更顺利

　　同时,利用BIM技术进行维护与管理,实现动态 集成和可视化的4D施工管理,实现信息的顺畅流转与控制,有利于施工质量 安全 成本和进度的管理和监控

　　图1拱北隧道平面图

　　2BIM技术在拱北隧道中的应用

　　2.1工程概况

　　拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键控制性工程,起点接拱北湾大桥,终点位于广东省公安边防第五支队茂盛围管理区,左线长度2741m,右线长度2375m 隧道包括海域明挖段 口岸暗挖段 陆域明挖段三部分,其中口岸暗挖段采用管幕冻结法。

　　2.2项目特点

　　2.1.1工程周边环境特殊

　　拱北口岸作为国内第一大陆口岸,地理位置特殊 政治意义敏感 工程建设不允许对口岸通关造成任何干扰,对环境保护及变形控制要求高

　　2.2.2工程协调难度大陆域沿线建筑物主要有:孙中山市政公园 澳门 珠海国防公路 鸭涌河 粤海国际花园 广珠城轨拱北站 排洪渠;海域沿线建筑物主要有边防五支队营楼;多部门之间的沟通协调难度大

　　2.2.3工程技术风险高

　　关键工程口岸暗挖段位于拱北口岸总长255m,采用曲线管幕冻结暗挖法实施 平面线形为缓和曲线和圆曲线的组合曲线,开挖断面345m2,拱北隧道采用的曲线管幕+水平冻结暗挖工法为国内首创,隧道长度创造曲线管幕新记录,隧道开挖断面面积为世界最大

　　2.2.4工程施工复杂

　　拱北隧道沿线结构变化复杂,按“先左右分离并行,再上下重叠,最后又左右分离并行”的形式设置,包括海域明挖段 口岸暗挖段及陆域明挖段,涉及到深基坑工程 浅埋暗挖施工 顶管管幕施工 冻结施工等工程作业 工程工序复杂,施工难度高

　　2.3BIM技术解决方案

　　经过充分的调研和专家咨询,项目组确立了拱北隧道BIM技术应用的软件平台与总体技术路线

　　2.3.1JSL-路线专家系统

　　AutodeskRevit软件是专为建筑信息模型(BIM)构建的,可帮助建筑设计师设计 建造和维护质量更好 能效更高的建筑 隧道工程BIM模型,需要根据地质勘察单位提供的地形图 建构筑物 管线等资料建造,与普通民图3总体技术路线图用建筑相比存在特殊性 因此,Revit软件处理互通立交平面 纵断面 横断面和道路路线等数据非常困难

　　公司自主研发的JSL-路线专家系统,采用SQLite数据库进行数据存储,采用C#语言以及AutoCAD.NET开发,能够完成道路设计方面的各项工作 利用JSL-路线专家系统的平面坐标 纵断面高程以及坡度计算等功能,生成用于Revit建模的路线数据;并根据RevitAPI提供的方法,利用二次开发手段,将路线数据与AutodeskRevit建模软件平台相结合,自动生成三维线形实体

　　图2总体技术路线图

　　2.3.2Revit建模软件

　　拱北隧道可以分为两类工作井和特殊段建模,其BIM建模的主要流程为:项目模板 标准构件 路线线形 横断面 管幕 附属构造,最后形成BIM建模成果

　　图３自动生成三维线形实体步骤图

　　图4拱北隧道结构组成图

　　2.3.3Navisworks软件与二次开发

　　Autodesk Navisworks软件能够以可视化的方式,审阅 分析多种格式的三维设计模型,可以帮助所有相关方将项目作为一个整体来看待,从而优化从设计决策 建筑实施 性能预测和规划直至设施管理和运营等各个环节 利用Navisworks.Net API对Navisworks软件进行二次开发 主要通过编制数据接口,获取MicrosoftProject施工进度计划以及MicrosoftAc-cess温度监控数据,并将接收的外部数据与BIM模型构建相互关联 同时,进行Navisworks可视化功能的升级改造,实现4D施工进度模拟 温度监测管精确定位 以及温度异常预警等功能

　　图5 Navisworks软件与二次开发

　　2.3.4三维效果展示

　　利用Revit建立复杂工点的施工模型,然后导出Fbx文件到3dmax软件中,可以对模型进行美化处理,并为仿真模拟提供基图4Navisworks软件与二次开发础三维构件 3D游戏引擎作为一种高级图形开发工具,提供了建立复杂场景的软件体系与动画功能,结合预先处理的Revit施工模型,可以真实模拟现场施工环境,直观展示施工组织方案 最终对施工方案比选 技术交底等工作起到极大的帮助作用

　　图6隧道三维效果展示图

　　2.4BIM技术成果

　　BIM技术在拱北隧道中应用,形成以下两点主要优势成果

　　2.4.1施工进度管理系统

　　4D项目管理整合整个工程项目的信息,实现施工进度管理和控制的信息化 集成化 可视化以及智能化,施工的三维模型与施工进度计划相连接,实现施工场地的可视化与动态管理

　　图7施工进度管理系统

　　2.4.2管幕温度监控系统

　　相对于传统模式,采用BIM技术的管幕温度监控系统可以结合三维模型对于历史数据 监测点位置等多个方面进度综合分析,可以更加准确 及时定位于风险的位置,使项目的安全与质量得到提升

　　图8管幕温度监控系统

　　3结语

　　通过BIM技术在拱北隧道工程项目中的应用,设计人员掌握了隧道工程方面的BIM设计技能 利用BIM模型,可以直观 准确的展现构件与构件之间的空间关系,有效的避免空间错位,提高设计质量 JSL-路线专家系统与BIM技术的结合,是传统的二维设计与BIM新技术的融合,同时也极大的提高了设计工作效率 隧道BIM技术应用尚处于初始阶段,面临着各种各样的难题,我们将继续实施BIM技术研究推广应用的战略,积极参与编制技术标准 研发关键技术 构建技术共享平台 提供公共信息服务 只有这样才能使BIM技术释放出更大的力量,从而推动隧道工程行业的技术不断的进步,获得更大的经济和社会效益