BIM技术在隧道工程应用

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1、第三章BIM技术在隧道工程的应用方案摘要：BIM是指建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关数据为信息基础，利用计算机及 三维数字技术，建立的三维建筑模型。具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大 特点。在国际上 BIM已经成为建筑领域信息研究和应用的热点，已经受到政府部门和建筑行业 的高度关注和认可。充分利用BIM虚拟建造可视化特点，结合隧道工程施工区域危险源识别和实时数据监测，动态、准确指导施工，则是隧道工程施工安全信息化管理的有效手段。3.1BIM技术、BIM技术概述BIM 技术即建筑信息管理(Buildi ng In formation Ma nageme nt)，它是以建筑工

2、程施工过程中每一个项目的相关信息数据为基础，通过构建起与相应建筑工程相关 的三维建筑模型，利用各种数字信息来模仿出各项建筑设施所具备的相关信息的一 项建筑工程相关技术。模型施工施工细节设计设计规划4D/5D运蛋维护物流拆除BIM全生命周期BIM并不仅仅只包含建筑信息，还包括建筑的相关构件性能、施工的各项进度 以及对施工过程各项项目的维护管理等与整个建筑工程项目寿命周期相关的各项信丿 111、0二、BIM技术在工程监理中的应用内容BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递， 使工程技术人员对各种建

3、筑信息作出正确理解和高效应对，为各方建设主体提供协 同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。1、隧道BIM模型的建立隧道BIM模型主要由地形地质模型和隧道主体模型两部分组成。地形、地质模型和隧道主体模型的精确定位结合和全参数化的隧道主体建模是隧道BIM模型最 大的特点1.1地形地质模型建立隧道建设以地形、地质条件为背景，精确的地形、地质模型的创建是整个隧道BIM建模的基础，建模流程如下:数字地面模型创建流程地质模型在隧道模型建模之初，首先确定坐标系统、高程系统，列出隧道起点与终点的 高程信息、坐标信息，在地形地质模型中精确定位。1.2、参数化隧道模型建立隧道三维模型的

4、采用全参数化建模方式，优势在于可对结构尺寸，衬砌形式等 进行后期修改、更新，避免了重复建模。隧道模型创建1.3、BIM三维可视化技术检查在传统的二维图纸的设计中，如果在设计中发现有不合理不协调的状况，则很难进 行修改，这样一来就会对工程整体施工进度产生影响。三维可视化检查随着BIM技术的普及，在隧道工程设计中实现了设计的可视化， 在对隧道工程 进行整体施工建造以前，对工程有一个模型建造，对工程中的管道分布、线路设计 有一个直观的展示效果，在进行线路设计施工中能直接进行对线路管道的分布是否 合理进行检查，从而能够降低在项目施工中出现错误的几率。1.4、BIM施工模拟技术在隧道工程应用相对于很多的

5、隧道工程施工来讲，施工模拟是很重要的，在施工中可能会受到各种因素的影响，进而对整体进度产生影响。BIM施工模拟动画例如，天气因素影响、技术质量影响、原材料供给影响等诸多方面。并且随着 施工不断的向前推进，对进度等方面的影响还会逐渐的加大。BIM技术的应用就可以很好的解决这一现象，利用BIM技术可以模拟施工的现场，建立4D的模拟过程, 根据不同的施工现象，对整体的施工进行合理的分配调动，这样就可以降低隧道工 程建设中出现的风险，提高施工效率，保证在工期内完成对建设工作。1.5、BIM技术的现场组织与管理应用隧道具有“地质复杂、条件艰苦、工序繁多、连续作业”等特点，对现场组织和管理提出了较高的要求

6、。由于地基岩土性质、工程水文地质条件复杂，隧道施工安全隐患是客观存在的。另外，勘察涉及资料有限，涉及计算理论不完善和在隧道 施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件使得隧道施工的风险具有发生的偶然性 和大量发生的必然性，此外，在隧道施工过程中，由于施工工艺、施工技术和施工 方法等的不完善及施工人员对规章制度等的不完全遵守，对安全也造成影响。因此，良好的组织与管理是安全文明施工的保障。（1）现场信息集成通过智能硬件采集现场数据，并将现场数据与 BIM系统关联，信息通过BIM得 到可视化，利用BIM对施工进行组织管理。 III级圉岩 IV级團譽BIM与实时监测系统关联，得到不同里程段的实时地质模型（

7、2）三维场地策划通过BIM技术实现三维施工场地布置及立体施工规划，实现标准化建设可视 化，形象生动，并能够有效传递标准化建设实施的各类信息，实现绿色信息智能化 管理。同时通过漫游从细部到整个施工区，快速全面了解项目标准化建设的整体和 细部面貌。BIM可视化，对材料堆放区、加工区进行合理规划BIM可视化效果(3) 工艺工法模拟运用三维模型进行细节展示，通过施工模拟预演施工过程，形象生动，方便工人理解、操作，提高技术交底质量，指导现场施工施工工艺通过可视化模拟，指导工人作业三、BIM技术在工程监理中的主要功能针对监理单位在施工准备、施工进场、竣工验收等阶段，利用BIM技术进行施 工管理的具体要求如

8、下：一、施工前准备阶段1、督促承包商参考甲供和乙供设备、 材料供货商提供的设备材料尺寸图， 建立 管线和设备的基础模型；2、 督促各分包承包商参考设计单位提供的建筑、结构、机电等各专业图纸，业 主的用户需求书等资料，复核包含隧道工程的土建结构、公共区和设备区机电，装 修及各专业设备和管线的3D建筑模型等；3、督促相关承包商开展土建移交实体的 3D激光扫描及传统测量、模型管线碰 撞检测及后续修改工作；4、 监理单位负责督促承包商将图纸会审的结果落实在隧道工程BIM系统中。5、 监理单位负责组织针对承包商编制的可视化施工组织设计进行会审。监理单 位根据工期节点及管线施工、设备安装的实际要求，审核施

9、工工程全过程的各项计划（包含且不局限与施工计划、设备材料到货计划、大型设备运输方案路径模拟等）： 落实各专业工序、专业工序之间接口管理重点、设备材料到货需求等信息，组织参建方细化施工计划，分解到月度及周计划，同时监理单位需根据到货计划与项目集 成服务商协调甲供设备、材料到货计划。6监理单位负责督促承包商落实 “信息平台”、“分布式通讯及数据储存网络架构”、“施工人员作业区域授权管理系统”、“二维码状态跟踪系统”的建立。7、监理单位负责根据可视化施工组织设计, 点。统计、分析施工全过程的安全风险8、监理单位负责跟踪落实承包商针对现场施工人员开展可视化施工技术、安全交底等工作9、监理单位负责落实承

10、包商建立的 BIM模型是否具备紧急状态预案消防疏散 演练等功能，并根据BIM模型中的模拟方案组织现场的各项演练。施工单位倍息平台BIM的技术应用通讯及数 据储有网施工人员作业区域授权二錐码系统的建立模型的建立及俺改模型蠡加團纸会亠申不合格合格监理审核、监督落实1 按批准的文件展开工件并跟踪、检査、纠正BIM的技术在施工准备阶段的应用二、施工实施阶段1、监理单位负责落实检查隧道工程施工动态风险点及安全隐患的预警是否与BIM模型中的虚拟建造相吻合；监理单位定期从信息平台上导出安全风险报表，分 析与计划的偏差原因，督促承包商纠偏。2、监理单位负责落实承包商利用工艺工法的 3D 视频针对新进场施工班组

11、进行 安全和技术交底。3、监理单位负责落实设备、材料的进场质量管理控制： 核查进场设备、材料的 参数、资质文件等数据与车辆基地 3D 模型的设备、材料属性是否一致。4、监理单位负责落实利用 BIM 模型对施工现场进行到货进度控制：根据施工 现场实际，协调项目集成服务商，督促承包商及时更新到货情况，核实货物到货是 否与 BIM 模型中的计划相符，将情况及时上报，并落实纠偏措施。5、监理单位负责利用“二维码状态跟踪系统”对施工现场进行安装进度控制： 对于现场已完成安装设备、材料督促承包商及时利用“二维码跟踪系统”将现场实 际进度反映在车辆基地 BIM 模型中。核实系统设备的安装进度是否与可视化施工

12、组 织设计相符，将情况及时上报，并落实纠偏措施。6、监理单位负责跟踪现场发生的施工质量问题，在 BIM 模型中建模（链接现 场图片），进行标示。建立必要的数据资料库， 督促承包商及时完成整改，在整改后 完善 BIM 模型中的数据； 项目完工后， 业主将针对遗留整改问题及监理单位现场发 现的施工质量问题进行对比，将作为监理单位工作考核的指标。7、监理单位负责落实利用 BIM 模型对施工现场进行调试进度控制：根据施工 现场实际，协调设备集成服务商及设备供应商，在现场组织调试工作，督促承包商 及时更新系统设备的调试运作情况， 核实系统设备的调试进度是否与 BIM 模型中的 计划相符，将情况及时上报，

13、并落实整改措施。8、监理单位负责督促承包商将设计标高的内容及时反映在BIM 模型中。9、监理单位负责利用 BIM 模型统计工程投资（形象进度） 。10、监理单位根据施工现场的实际情况， 督促承包商及时更新 BIM 模型中的档 案资料数据，通过 BIM 模型负责落实对承包商归档资料的定期检查。 检查资料是否 符合规范，检查资料产生的时间点与现场工程进度是否存在的差异，并督促承包商 及时纠偏。葩I丘:土瓜血点.立士粗峦时预警是台与BBH台中的相钗远用B用褊刚馳工技术方鉴*逬度桎刨.技术安伞充嵌1利用汕进荷安全I技术交麻的悄况JF ritiSt建 lYJ运川lilNTf? “二绽码系蜒f进昏检杳施工

14、单忡的安全.进度、质帝礬丈施惜况井住行境计工设瓠村料、直质丈件是否与:皿按型一找运川bimT台及*二懦码系统 达订葩工屈呈程踪菅理椅查丞用Bin平台和“一维吗爲 却运用BHOfrffi匚ffljw协调管理BIM技术在施工阶段的应用三、施工验交阶段1、 监理单位负责督促承包商将验收阶段的资料及时在BIM模型中更新，跟踪 落实整改情况，并将整改结果录入 BIM模型中。2、监理单位可通过数字签章，在 BIM模型中对检验批、分部工程、分析工程、 单位工程的电子化验收。并可以从BIM模型中导出符合国家、省、市的规范验收表。3、 监理单位负责落实验收阶段的整改工作，督促承包商及时更新BIM模型中 的整改记

15、录，定期从BIM模型中导出整改进展情况的统计表。4、 监理单位负责督促承包商将车辆基地所有机电和装修设备、材料的维保手册 等相关资料导入到BIM模型的资料库中。根据BIM模型中定期检查、保修的提醒 功能，督促承包商做移交工作。5、 监理单位负责监督承包商完成数字化移交工作。利用BIM模型检查“五单 匹配”情况，检查由BIM系统导出资产移交清单与实际情况的统一性与完整性。四、BIM组织架构厲kJ B加工作小坦11111*通/给胃津专1呃【1111L - J门衲屮心坦取阴BIM小组组织架构图成立监理项目部BIM小组，BIM小组组织架构如图所示，总监理工程师担任BIM工作组组长，负责BIM小组管理，

16、统一协调BIM各相关方，如：各工点总监 代表、专业BIM监理工程师、监理员、资料员等。各工点 BIM相关部门按工作量 大小，设置至少一位BIM工作管理员（信息员），对BIM工作各阶段的信息录入进 行统一管理和更新检查。熟悉BIM建模、浏览软件操作的人员，负责相关专业工作。五、岗位职责本监理项目由总监办和各驻地办的信息员组成 BIM小组，主要负责：对隧道工 程施工承包商进行相关管理，确保自合同签订至项目竣工移交全过程，采用BIM （建 筑信息模型）技术及信息平台，为工程参建各方开展日常项目管理工作提供有力的辅助工具。针对监理单位在施工准备、施工进场、竣工验收等阶段，利用BIM技术进行施工管理。项

17、目监理团队整体有关BIM工作的职责如表所示：主要岗位/部门BIM工作及责任BIM能力要求培训 频率总监理工程师监督、检查项目执行进展基本应用1月/次总监理工程师制定BIM实施方案并监督、组织、跟踪基本应用1 月 /次总监代表制定BIM培训方案并负责内部培训考核、评审。基本应用1 月 /次主要岗位 /部门BIM工作及责任BIM能力要求培训 频率测量专业 监理工程师采集及复核测量数据，为每周BIM竣工模型提供准确数据基础；利用BIM模型导出测量数据指导现场测量作业熟练运用2周/次专业 监理工程师a) 利用BIM模型优化施工方案，编制三维技术 交底b) 运用BIM技术展开各专业深化设计， 进行碰 撞

18、检测并充分沟通、解决、记录；图纸及变更管理c) 预算及施工BIM模型建立、维护、共享、管 理；各专业协调、配合；提交阶段竣工模型，与各方沟通；建立、维护、每周更新和传送冋题解决记录(IRL)d) 利用BIM模型优化资源配置组织e) 优化机电专业工序穿插及配合f) 确定预算 BIM模型建立的标准。利用BIM模型对内、对外的商务管控及内部成本控制，三算 对比g) 利用BIM模型生成清单，审批、上报准确的 材料计划h) 通过BIM可视化展开安全教育、危险源识别 及预防预控，指定针对性应急措施I)通过BIM进行质量技术交底，优化检验批划分、验收与交接计划熟练运用1周/次项目监理团队BIM工作职责一览表

19、四、BIM技术在工程监理环节应用的优点1、目前工程监理在工地的高负荷、高强度的“巡回式”管理模式，使得现场监 理人员大部分精力不再用于现场巡视，而将多余的精力针对现场实际提前进行预控 或对重要部位、关键工序进行严格把关。不但提高工作效率，而且可相应减少人员 配备数量。2、工程监理的工作效率、精度和实时性。 就传统的工程现场而言，效率不高是 一个现实的问题，不少的管理行为都是滞后。以质量控制为例，一般都要等到错误或违规行为延续了一段时间后，才被发现，甚至还需要延迟另一段必要的时间，才 能有效纠正。运用数字化过程监理模式，则有可能在第一时间发现并制止质量问题。3、有利于提高工程监理工作的规范化、标准化。在建设工地运用数字化工程监 理模式时，首先要求工程监理工作必须及时到位，所下发的函件必须符合规范、标 准，且工程监理工作也必须在规定的程序下或标准下进行，因为记录的大量工作实 体同步影响资料可随时再现工程历史情况，这必然要求质量、安全等问题必须按规 范、标准去处理。另外，公司的远程监控对工程监理自身工作也起到很好的约束作 用。虽然基于 BIM 模型的工程监理模式的实施还会有一些操作性的问题和具体实 施中相关问题需要解决，但是更重要的或者说将起决定性推动作用的是我国建设工 程监理要将观念更新换代。