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摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，建筑信息模型（BIM）技术已经成功的为建筑、机械等行业，在工期、安全、质量、技术等方面的更高要求提供了解决方案，但我国公路行业BIM技术应用尚处于起步阶段，相关研究成果较少。阐述了BIM技术的概念和优势，利用BIM可视化技术，依托项目进行施工部署和技术方案示范，探索施工技术方案的3D模型可视化的优势，为推动BIM技术在公路行业的应用提供技术思路和理论参考。
关键词：BIM技术；隧道；可视化交底；技术应用
引言
公路隧道是公路工程中必不可少的组成部分，具有施工环境差、水文地质条件复杂、作业面多、工序转换复杂等特点，对施工技术和管理的要求较高。因此，如何提高隧道施工阶段的质量和安全管理水平是隧道工程需解决的重要问题。建筑信息模型（BIM）技术为隧道工程施工管理水平的提升提供了解决途径。BIM是建设工程及其设施的物理和功能特性的数字化表达，通过创建和使用项目数据开展全生命周期业务过程，同时使用模型信息开展业务流程的管理。BIM模型以三维可视化数字模型为基础，通过创建面向工程结构化对象的模型，可实现技术和管理方面的一系列应用，如可视化展示、工艺模拟、工程量计算、进度管理、材料管理、成本管理等，从而提高隧道工程施工管理水平。本文以某公路隧道工程施工阶段为例，研究隧道BIM模型创建方法，对基于BIM的施工资料和信息集成、进度管理、施工工艺模拟与展示、协同管理等应用的特点进行分析，对目前BIM应用存在的问题进行剖析并提出应用建议。
1概述
隧道具有“地质复杂、条件艰苦、工序繁多、连续作业”等特点，在实际的施工中是高度动态的过程，对现场组织管理提出了较高的要求，需要结合实际情况随时进行调整。目前现场的施工大多仍是凭借工程类比法，依靠管理者的施工经验进行组织、编排施工进度，以二维横道图展示形象进度，人为因素比较强，缺乏定量的数据支撑，且无法真实展现现场施工工序的空间关系；采用文字和CAD图纸进行现场技术交底，需要多个剖面图来描述一个结构节点，对工人的识图能力及空间想象能力较高，交底效果较差。BIM是基于建筑工程设计CAD和三维技术发展，并延伸至施工、项目管理等建筑工程领域内的数字信息集成及运用，BIM技术核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型。通过建立富含建筑工程信息的三维模型，可以对设计图纸进行复核，最大程度消除设计上可能存在的错误及遗漏，表达设计图纸无法表达的施工方案，还可以进行施工工艺模拟、施工组织模拟与配合，优化施工及进度安排，可有效提高公路隧道施工的生产效率及工程质量，达到降本增效的目的。本文以某在施公路隧道工程应用为例，研究BIM技术在施工阶段的施工部署、可视化交底、工程核算、虚拟施工的应用，为项目管理决策和施工组织提供可视化技术手段。
2BIM技术在公路隧道施工中的应用
2.1施工资料与信息集成应用
BIM模型包含了各构件的几何和属性信息，此外还可以包含施工相关资料，便于施工资料和信息的集成应用。以建立的完整隧道模型为基础，将施工过程相关资料集成到BIM模型中，可结合三维模型进行施工资料的管理与查看、可视化技术交底、模型信息查看等，可有效解决资料管理的分散和查找困难、施工现场标准、资料等查看不便、技术交底不够直观等问题。隧道某围岩等级处对模型进行剖切处理后添加相关信息，可直接查看此围岩等级的各主要组成部分及各部分的重要信息。此外，在通过导视牌的形式链接相关规范和技术标准、二维施工图和施工工艺动画等，便于结合模型直接进行技术交底。
2.2场地规划，临建布置
利用BIM可视化，可以对隧道施工生活区、砼拌和区、材料堆放区、材料加工区、机械设备停放区、洞口生产设施布置等进行合理规划，标准化建设。通过BIM可视化，可以充分利用业主为本工程提供的场内外交通、场地、料场、弃渣场及材料供应等施工条件。布置紧凑、合理、节约的用地，并尽量利用荒地、坡地。可以充分考虑到有利生产、易于管理、方便生活，并符合国家有关安全、防火、卫生和环保等要求。施工用的拌合站各功能区、相似部件纷繁芜杂，机械配合人工按图拼装时稍有不慎极易出现错误，造成返工现象时有发生，从而影响了施工生产的正常进行。利用BIM技术，将四维的拌合站模拟与建模信息相结合，通过它不仅可以直观地展现安装顺序，更能对机械配置、劳动力配置、安装时间进行调控，减少重复作业，节约机械使用和人力成本，缩短了大量安装时间。
2.3建设超、欠挖模型
公路隧道施工人员能通过结合全断面扫描仪所测量的隧道开挖数据信息，在此基础之上通过BIM技术能够建设一个和隧道实际开挖轮廓BIM参数模型。之后通过结合设计图纸来建设隧道开挖轮廓的BIM模型，同时建立信息化BIM参数隧道模型，通过对比实际开挖以及设计开挖的BIM模型，施工人员能够对超挖、欠挖的位置以及相关数据信息进行分析，从而统计出超挖、欠挖的工程量，为公路隧道工程施工单位的定额核算工作提供重要的依据。
2.4快速算量，精度提升
复合式衬砌的隧道工程作业面多、工序转换复杂、交错施工、使用的材料种类多、体量大，根据二维图纸核算整体工程量及动态调整施工资源的工作任务重，计算效率难以满足施工时限的要求，计算精度难以保障成本的有效控制。通过Revit建立分部分项工程的BIM模型，赋予模型构件的体量、施工阶段属性信息，可快速对整体工程量进行核算，并且可以根据施工阶段的变化，动态输出每一施工阶段的工程量明细，为施工资源的动态调整及材料消耗控制提供数据支撑。
2.5进度管理应用
在基于BIM模型的施工进度管理应用开发中，根据工作分解结构、施工组织设计及专项方案等文件编制进度计划创建进度管理模型，完成进度计划模拟和优化。采用Fuzor软件进行施工进度模拟与仿真，将Revit中创建的BIM模型导入Fuzor，模型中添加时间信息，形成进度管理模型。图3为隧道开挖计划模型，可清晰查看各段的施工顺序和计划开始与结束时间，从而直观判断进度和施工顺序的合理性。依据进度管理模型，可以实现进度跟踪检查、进度可视化展示、实际和计划进度对比分析、进度预警与辅助偏差分析、辅助进度计划调整等。
结语
在公路隧道施工过程中，通过使用BIM技术建立面向工程实体对象的三维模型，对隧道施工组织、施工方案、细部构件进行模拟，可以辅助隧道工程施工部署、优化施工方案、便捷核算工程量、动态调整资源配备、有效进行成本控制、提高交底效率，为施工管理决策者提供数据及可视化的技术支撑，可以促进生产方式的变革，带来巨大的社会经济效益。
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