BIM技術(shù)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究

鄭若飛

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，BIM技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在多數(shù)工程項(xiàng)目的地質(zhì)勘察中。特別是在鐵路工程的勘察設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)越性得到了充分的體現(xiàn)，受到了很多技術(shù)人員的青睞，但是其中存在的問題和不足還有待進(jìn)一步的完善。文章以鐵路地質(zhì)勘查為例，具體對(duì)BIM技術(shù)其中的應(yīng)用作深入的研究和分析，以期能夠解決在鐵路勘察中出現(xiàn)的一系列問題，來提高鐵路工程項(xiàng)目的質(zhì)量和運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鐵路地質(zhì)勘查；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：U212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0050-02

現(xiàn)階段，鐵路設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)得到了很大程度的優(yōu)化，也帶了很多良好的成果。但是還存在著許多嚴(yán)重的問題，還不能完全有效的服務(wù)于鐵路工程的整個(gè)施工過程。BIM技術(shù)建造的BIM模型可以很大程度的解決這些問題，可以提高設(shè)計(jì)的效率，減少設(shè)計(jì)的成本，實(shí)現(xiàn)信息的共享。希望通過本文的探究，可以引起更多技術(shù)人員的注意，更多的把BIM技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)勘查的設(shè)計(jì)中，爭取設(shè)計(jì)出更高質(zhì)量的工程項(xiàng)目。

1 BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)運(yùn)用在鐵路工程的地質(zhì)勘察中，鐵路工程的地質(zhì)勘察是一項(xiàng)鐵路工程的基本工作，一定程度上決定了工程的質(zhì)量，它的影響力涵蓋了鐵路工程的整個(gè)生命周期，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)營和建造。

目前的勘察設(shè)計(jì)還存在著專業(yè)之間的信息溝通不及時(shí)和不完全，還有設(shè)計(jì)意圖的理解和表達(dá)不夠充分，所以設(shè)計(jì)的結(jié)果不能夠完全有效的應(yīng)用于鐵路的運(yùn)營和維護(hù)。

為了能夠有效解決勘察設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的這些問題，應(yīng)用BIM技術(shù)迫在眉睫。地質(zhì)專業(yè)是鐵路勘察設(shè)計(jì)其中的一個(gè)專業(yè)，對(duì)線路方案和工程的設(shè)置有著決定性的作用。所以鐵路設(shè)計(jì)要運(yùn)用BIM技術(shù)，地質(zhì)勘查也要運(yùn)用BIM技術(shù)。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM又稱建筑信息模型，它是使用數(shù)字信息仿真技術(shù)來表達(dá)出建筑物的一些實(shí)際信息。BIM可以進(jìn)行功能性和物理性的數(shù)字表達(dá)，可以有效的貫穿于所有工程階段，BIM是一個(gè)可以共享的信息資源，可以分享該設(shè)施的有關(guān)信息，可以給整個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)施提供可靠信息資源。

該方法能夠有效提高整個(gè)工程的工作效率，降低風(fēng)險(xiǎn)。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

2.1 可視化

具體說就是能夠在建筑物構(gòu)件之間進(jìn)行反饋性和互動(dòng)性的可視。整個(gè)BIM模型都是可視的，因此可視化的結(jié)果一方面可以應(yīng)用于報(bào)表的生成和效果圖的展示，另一方面能夠使得項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)營過程中的所有溝通、決策、討論都可以在可視化狀態(tài)下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)真正的所見即所得。

2.2 優(yōu)化性

BIM模型基本提供了所有建筑物的信息，其中包括規(guī)則信息、物理信息和幾何信息，還給出了變化之后實(shí)際存在的信息?，F(xiàn)階段高科技建筑物的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了技術(shù)人員的能力極限，只有BIM和有關(guān)的優(yōu)化工具可以對(duì)復(fù)雜的項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，通過BIM技術(shù)提供可靠信息，進(jìn)而做出可行性的優(yōu)化方案。

2.3 模擬性

BIM技術(shù)不僅可以模擬出工程設(shè)計(jì)的模型，還可以模擬出不能夠?qū)嶋H操作的事物模型。

在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)需要的一些東西進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如：熱能傳導(dǎo)、日照、緊急疏散、節(jié)能等的模擬。在后期的運(yùn)營階段也可以模擬平常處理緊急狀況的方式，如消防人員的緊急疏散和地震人員的緊急逃生等的模擬。

3 BIM技術(shù)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

在某個(gè)地鐵的建設(shè)過程中，由于地質(zhì)勘察過程比較繁瑣和復(fù)雜，因此運(yùn)用BIM技術(shù)。鐵路的地質(zhì)勘察工作是分段進(jìn)行實(shí)施的，是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程。已經(jīng)形成的二維設(shè)計(jì)模式不能直接應(yīng)用于BIM技術(shù)的三維可視化、智能和協(xié)同的設(shè)計(jì)模式。所以，應(yīng)該在BIM標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，逐步對(duì)原來的工作模式進(jìn)行改造，可以有規(guī)則性的推進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 對(duì)BIM技術(shù)的初步應(yīng)用

在使用原來工作模式基礎(chǔ)之上，依據(jù)每個(gè)勘察階段的資料，利用BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些資料進(jìn)行歸納整理，使用BIM軟件，把二維的資料進(jìn)行三維化，以間接實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在地質(zhì)勘察中的作用效果，但是這種方法沒有完全應(yīng)用BIM技術(shù)，而且沒有真正的解決鐵路設(shè)計(jì)中的問題，有待進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。

在鐵路隧道的具體設(shè)計(jì)中，首先對(duì)其淺埋段的橫斷平面、縱斷平面和平面圖進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，調(diào)整為同一比例，然后根據(jù)平縱橫的互相關(guān)系來建立地層面，最后利用地層面做成多層切面進(jìn)而得到地質(zhì)體，這樣的三個(gè)過程就完成了淺埋段三維地質(zhì)模型的建立。

3.2 對(duì)BIM技術(shù)的深入應(yīng)用

依據(jù)每一個(gè)勘察過程的原始信息數(shù)據(jù)，首先在野外地質(zhì)調(diào)繪的過程中得到的地層構(gòu)造、產(chǎn)狀和巖性等地層的要素，在鉆探的過程中得到的地層的分層數(shù)據(jù)，標(biāo)貫和動(dòng)探數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)水樣、土樣、巖樣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，把每個(gè)工程階段的物探數(shù)據(jù)綜合在一起，形成一個(gè)三維模型，進(jìn)而形成一個(gè)BIM模型，以此來實(shí)現(xiàn)真正的BIM技術(shù)的應(yīng)用。

這樣才能夠?qū)辈鞌?shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、管理和實(shí)時(shí)更新，為優(yōu)化鐵路設(shè)計(jì)提供一個(gè)更加精密、更加可視的地質(zhì)模型。在某鐵路某路段的鉆孔數(shù)據(jù)分析的過程中。具體的數(shù)據(jù)，見表1、表2。

將前期數(shù)據(jù)傳送進(jìn)BIM軟件中，依據(jù)鉆孔中巖性的一些分層數(shù)據(jù)，可以直接產(chǎn)生巖層的頂?shù)讓用?，這樣就完成了該路段三維地質(zhì)模型的建立。如果后續(xù)的鉆孔數(shù)據(jù)需要改正和更新，巖層的頂?shù)讓用鏁?huì)依據(jù)實(shí)際的需要對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的更新。

可以看出，整個(gè)BIM技術(shù)的基礎(chǔ)是三維，三維也是整個(gè)鐵路工程要實(shí)現(xiàn)BIM的前提。

在鐵路的地質(zhì)勘察中必須要建立三維模型。在鐵路項(xiàng)目建設(shè)的前期階段，要在宏觀上對(duì)項(xiàng)目的可行性進(jìn)行論證，給項(xiàng)目的建設(shè)提供可靠的準(zhǔn)備資料，這就需要對(duì)鐵路沿線的地區(qū)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而提出必要的線路走向，主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和接軌的方案等初期意見。

在這個(gè)階段主要是應(yīng)用BIM的三維設(shè)計(jì)，使用現(xiàn)有的三維空間的選線系統(tǒng)，對(duì)鐵路的線路進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，為后續(xù)的一系列地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)工作提供基礎(chǔ)。該系統(tǒng)使用三維的GIS平臺(tái)，來獲得地形高程數(shù)據(jù)、沿線的地理信息和影像數(shù)據(jù)，直接設(shè)計(jì)鐵路的線路。

4 結(jié) 語

綜上所述，隨著科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)工程的需要，為了滿足更復(fù)雜的項(xiàng)目工程需要和更高的設(shè)計(jì)要求，BIM技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，而且在建筑行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。但是BIM技術(shù)在我國的鐵路地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還處在初級(jí)階段，還有許多需要改進(jìn)的地方。

本文提出的兩種方法標(biāo)志著BIM的標(biāo)準(zhǔn)在日益完善，希望能夠給相關(guān)的技術(shù)人員提供一定的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)，為以后的地質(zhì)勘察工作奠定基礎(chǔ)。

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