BIM在長江西路越江隧道項(xiàng)目的應(yīng)用

劉小方

(上海長江隧橋建設(shè)發(fā)展有限公司，上海 )

1 什么是BIM

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)，是應(yīng)用三維信息模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的理念和方法。

BIM是近年來一項(xiàng)引領(lǐng)建筑數(shù)字技術(shù)走向更高層次的新技術(shù)，它的全面應(yīng)用將大大提高建筑業(yè)的生產(chǎn)效率，提升建筑工程的集成化程度，使設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營整個(gè)全生命周期的質(zhì)量和效率顯著提高、成本降低，給建筑業(yè)的發(fā)展帶來巨大的效益。

住建部在2011年發(fā)布的《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確提出，“十二五期間要加快建筑信息模型(BIM)、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，推動(dòng)信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)”。推動(dòng)和發(fā)展BIM，是擺在我們面前的大好發(fā)展機(jī)遇。

BIM應(yīng)用于市政道路翻交和施工項(xiàng)目，優(yōu)點(diǎn)是直觀、高效、空間關(guān)系清楚。利用BIM模型，不但可以進(jìn)行方案論證，而且還可以進(jìn)行施工模擬、工程量測(cè)算，到建成運(yùn)營階段，還可以進(jìn)行數(shù)字化的運(yùn)營管理。BIM在市政道路施工方面會(huì)巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。我方目前在長江西路越江隧道中就應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行道路翻交與管線排布，取得了非常明顯的效益。

2 長江西路越江隧道項(xiàng)目介紹及特點(diǎn)

上海市長江西路越江隧道位于上海市東北角，連接寶山區(qū)和浦東新區(qū)。本工程線路起于長江西路郝橋港東側(cè)，沿長江路向東，在軍工路交叉口西側(cè)設(shè)置敞開段，之后線路布置一對(duì)反向S型平曲線，向北偏移出紅線，暗埋段下穿鐵路南何支線，進(jìn)入精密鋼管廠地塊，在距離軌道交通3號(hào)線高架以西約30m設(shè)置浦西工作井。工程浦西岸邊段隧道主線主要位于長江路(上鋼一廠鐵路專用線以西)上及上海五礦倉庫、寶鋼股份精密鋼管廠內(nèi);并沿軍工路設(shè)置一對(duì)進(jìn)出口匝道。浦西岸邊段工程主要包括浦西工作井、暗埋段、敞開段、軍工路匝道、接線道路、風(fēng)塔及管理用房等。浦西敞開段175m，暗埋段579．1m，浦西工作井26．8m。浦西軍工路進(jìn)口匝道長519．21m，其中敞開段長124．75m，暗埋段394．458m，出口匝道長807．59m，其中敞開段長 124．862m，暗埋段長682．728m。

圖1 長江西路越江隧道工程浦西岸邊段區(qū)域

3 越江隧道浦西岸邊段難點(diǎn)

長江西路越江隧道工程浦西岸邊段項(xiàng)目需要分4個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)段施工，3次管線改遷，4次交通翻交。該區(qū)段施工條件非常復(fù)雜，圖1是該項(xiàng)目區(qū)域圖。

該項(xiàng)目的施工難點(diǎn)有:

1)基坑位于鐵路線下方，圍護(hù)樁施工和基坑開挖對(duì)線路影響大，而且基坑又正好處于道岔和道口之間，施工時(shí)對(duì)二者皆有影響，因此如何保證鐵路安全是本工程的重中之重。

2)基坑緊靠道路和廠房，施工場(chǎng)地狹小;箱形橋?yàn)椤叭軆蓪恿住苯Y(jié)構(gòu)，四周緊貼圍護(hù)體;同時(shí)為了進(jìn)行管線過渡，南北基坑還要分兩步實(shí)施，中間一道圍護(hù)墻需全部鑿除。因此存在著工序繁雜、工況多變、條件受限、工效很低等諸多困難。

圖2 長江西路越江隧道工程浦西岸邊段建筑詳圖

3)周圍限制較多:下圖中福爾大廈圍墻不得拆除，尚有長江路47弄房屋暫時(shí)不得拆除，具體見圖2。

4)管線空間關(guān)系復(fù)雜:長江西路原有管線包括:污水、通信、上水、雨水、電纜等13條管線。管線數(shù)量較多，且有一根1m污水管未全探明。工程區(qū)域內(nèi)軍工路、長江路沿線管線分布復(fù)雜。

4 BIM實(shí)施內(nèi)容

該項(xiàng)目首先利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線搬遷所涉及的道路、房屋、管線、交通等三維信息模型創(chuàng)建和修改完善，并進(jìn)行施工過程模擬、施工方案論證。模型主要內(nèi)容包括:市政道路、房屋、鐵塔、標(biāo)志性構(gòu)筑物;地下結(jié)構(gòu)、地下墻體、外圍護(hù)等;道路交通、標(biāo)志標(biāo)線等;地下原有管線、新管線等。

根據(jù)周邊環(huán)境、分階段騰地、交通翻交、管線搬遷等社會(huì)因素制約影響，浦西岸邊段主線和匝道結(jié)構(gòu)劃分為七個(gè)相鄰獨(dú)立基坑，共設(shè)置八處封堵墻。目前已完成工作井、軍工路匝道、鋼管廠內(nèi)主線段三部分內(nèi)容，還剩余異形基坑PX15及管理大樓、ZD20路口基坑、PX14鐵路基坑、PX13～PX1鐵路以西主線段。圖3、4是各個(gè)部分關(guān)系圖。

整個(gè)BIM模擬過程如下:

圖3 長江西路越江隧道工程整體關(guān)系

圖4 浦西岸邊段各個(gè)分段關(guān)系

4．1 管線搬遷

長江西路整條線路改造涉及到管線的搬遷問題。長江路鐵路以西管線分別有信息、上水、燃?xì)狻⒂晁?、電力及架空線共14路管線，在施工前期分別向基坑南北兩側(cè)改排，見圖5。

圖5 浦西岸邊段工程施工前期管線改排

長江路軍工路路口管線受福爾機(jī)械圍墻影響，往北側(cè)改排。鐵路箱涵包括北箱涵和南箱涵，北箱涵已經(jīng)完成，修建南側(cè)箱涵和PX15異形基坑蓋板是路口燃?xì)?、上水管線向北側(cè)改排的前提條件，見圖6。

圖6 長江路軍工路路口燃?xì)?、上水管線改排

期間涉及到主線段結(jié)構(gòu)、鐵路箱涵和改排線路的關(guān)系，用BIM進(jìn)行碰撞檢測(cè)和方案論證清晰明了。

4．2 交通翻交

1)第一次交通翻交:長江路管線全部改排到位后，進(jìn)行第一次交通翻交，將鐵路以西約230m道路往南側(cè)翻交至基坑外，設(shè)雙向3車道，見圖7。

圖7 第一次交通翻交:道路向南側(cè)翻交

施工內(nèi)容:PX13～PX8基坑圍護(hù)施工、PX13～PX11南側(cè)蓋板施工，見圖8。

圖8 PX13～PX8基坑圍護(hù)施工、PX13～PX11南側(cè)蓋板施工

2)第二次交通翻交:PX13～PX11蓋板完成后，將鐵路以西約80m交通及路口交通往蓋板上翻交，ZD20路口基坑可以圍場(chǎng)施工，如圖9。

第二次交通翻交后施工內(nèi)容:PX13～PX8基坑的開挖及結(jié)構(gòu)制作，完成后基坑覆土、道路恢復(fù);PX15異形基坑建立圍場(chǎng)，ZD20、PX15基坑維護(hù)施工;ZD20路口基坑圍場(chǎng)建立、維護(hù)施工、開挖及結(jié)構(gòu)制作，考慮到長江路47弄棚戶區(qū)5幢房屋暫時(shí)無法拆除，ZD20與 PX15基坑之間應(yīng)設(shè)置封堵墻，如圖11。

圖10 第二次交通翻交

圖11 第二次交通翻交后施工

3)第三次交通翻交:PX13～PX8結(jié)構(gòu)完成后覆土恢復(fù)道路，將PX7～PX1施工區(qū)域的交通往基坑兩側(cè)翻交，南側(cè)預(yù)留2根車道，北側(cè)預(yù)留1根車道，如圖12。

圖12 第三次交通翻交

第三次交通翻交后施工內(nèi)容:PX7～PX1圍場(chǎng)、圍護(hù)施工、基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工;PX15基坑開挖及結(jié)構(gòu)制作，結(jié)構(gòu)完成后，管理大樓開始結(jié)構(gòu)部分施工;ZD20基坑開挖及結(jié)構(gòu)制作，結(jié)構(gòu)完成后，覆土、管線復(fù)位、道路施工，如圖13－14。

圖13 第三次交通翻交后施工(一)

圖14 第三次交通翻交后施工(二)

5 結(jié)語

在市政道路改造翻交中，突破傳統(tǒng)應(yīng)用BIM技術(shù)，這將是BIM技術(shù)的一個(gè)新的應(yīng)用點(diǎn)，同時(shí)也是市政道路施工方案論證的一個(gè)新手段。但目前還在初級(jí)階段，今后市政BIM的應(yīng)用目標(biāo)不但完成設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營的任務(wù)，而且能夠制定市政BIM信息交付標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施流程。

［1］何關(guān)培，王軼群，應(yīng)宇墾等．《BIM總論》，中國建筑工業(yè)出版社，2011，ISBN:9787112130184

［2］應(yīng)宇墾．BIM技術(shù)引爆施工信息化潮流［R］．上海:中國建設(shè)信息，2010．

［3］丁士昭．建設(shè)工程信息化導(dǎo)論．中國建筑工業(yè)出版社．2005年10月．

［4］馬智亮，吳煒煜，彭明．實(shí)現(xiàn)建設(shè)領(lǐng)域信息化之路．中國建筑工業(yè)出版社．2002．

［5］俞傳飛主編．?dāng)?shù)字化信息集成下的建筑、設(shè)計(jì)與建造．中國建筑工業(yè)出版社．2008．

［6］張建平，曹銘，張洋．基于IFC標(biāo)準(zhǔn)和工程信息模型的建筑施工4D管理系統(tǒng)．工程力學(xué)．2005，22(增)．