BIM在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

呂建杰 孫鵬輝

摘要：公路的勘察設(shè)計(jì)工作將直接關(guān)系到公路工程的質(zhì)量，必須積極應(yīng)用先進(jìn)的勘察設(shè)計(jì)技術(shù)，提高勘察工作的全面性和時(shí)效性，為設(shè)計(jì)規(guī)劃提供可靠的參考依據(jù)，從而使公路工程設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理。BIM技術(shù)在公路工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以有效提高勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，因此公路勘察設(shè)計(jì)部門要加強(qiáng)對BIM技術(shù)的研究以及推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);公路工程;勘察設(shè)計(jì);實(shí)踐應(yīng)用

當(dāng)前我國公路工程的建設(shè)及實(shí)踐證明能夠有效帶動(dòng)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高區(qū)域資源整合能力，而公路工程跨越的地區(qū)，范圍廣，不同地區(qū)的自然環(huán)境特點(diǎn)，會影響到最終設(shè)計(jì)方案，所以在進(jìn)行公路工程建設(shè)初期需要進(jìn)行時(shí)間很長的實(shí)地勘察工作，以確保能得到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)落實(shí)反映到設(shè)計(jì)中。經(jīng)過數(shù)10年的發(fā)展，尤其是在進(jìn)人新時(shí)期以來，工作效率成為了決定同行企業(yè)之間競爭的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著行業(yè)發(fā)展，企業(yè)越來越看重新技術(shù)在改變原有工作模式上發(fā)揮的效果，在公路勘察設(shè)計(jì)過程中引人BIM技術(shù)，可以提高整個(gè)設(shè)計(jì)的信息化智能化，并且保障最終完成的準(zhǔn)確性，在公路工程建設(shè)行業(yè)已經(jīng)有了多次使用的經(jīng)驗(yàn)，未來也會是公路工程勘察設(shè)計(jì)工作的重要參與方。

一、公路勘察設(shè)計(jì)及B1M技術(shù)特點(diǎn)

1. 可視化。BIM技術(shù)在公路勘察中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)公路構(gòu)件的可視化，也可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)公路勘察過程的可視化。應(yīng)用BIM技術(shù)形成的效果圖生成報(bào)表，可以為公路勘察設(shè)計(jì)人員互動(dòng)溝通.科學(xué)決策提供重要依據(jù)，而此過程也可以實(shí)現(xiàn)可視化。

2. 可協(xié)調(diào)性。在公路建設(shè)過程中，如果各專業(yè)設(shè)計(jì)師溝通不充分，可能會引發(fā)各專業(yè)之間的沖突，對公路建設(shè)產(chǎn)生不利影響。BIM技術(shù)具有可協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，可以協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的工作，避免專業(yè)之間出現(xiàn)碰撞問題。

3. 可模擬性。BIM具有可模擬性，可以根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，模擬現(xiàn)實(shí)中的建筑物。因此，可以利用這一特點(diǎn)，模擬公路工程中的建筑物以及周圍環(huán)境，以便科學(xué).合理地制訂公路工程施工方案。

4. 優(yōu)化性。通過構(gòu)建BIM模型，可以獲得公路規(guī)劃.物理以及幾何等公路勘察指標(biāo)，可以利用BIM的各種優(yōu)化工具，結(jié)合公路勘察指標(biāo)，對公路工程復(fù)雜問題進(jìn)行優(yōu)化。

5. 可出圖。在公路勘察設(shè)計(jì)過程中，利用BIM技術(shù)能夠完成可視化展示.模擬.協(xié)調(diào)以及優(yōu)化，還能夠進(jìn)行碰撞檢查以及修改設(shè)計(jì)，形成碰撞檢查報(bào)告以及修改方案[1]。

二、構(gòu)建公路勘察設(shè)計(jì)B1M模型

1. 構(gòu)建公路勘察設(shè)計(jì)模型的基本要求

在建模過程中應(yīng)將公路工程所在區(qū)域的地形地貌特點(diǎn).生態(tài)環(huán)境條件以及經(jīng)濟(jì)水平等因素集成在模型中，從而為公路工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃提高可靠的參考依據(jù)。同時(shí)還應(yīng)及時(shí)對模型數(shù)據(jù)進(jìn)行更新完善，以確保設(shè)計(jì)方案能夠與施工現(xiàn)場的實(shí)際情況相一致。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以自動(dòng)按照設(shè)計(jì)方案來完成細(xì)節(jié)模型的構(gòu)建。在細(xì)節(jié)模型中可以根據(jù)公路設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來確定道路線形和相關(guān)附屬設(shè)施的基本外形，以確保設(shè)計(jì)方案能夠與實(shí)地勘察數(shù)據(jù)相一致。同時(shí)BIM模型還可以為設(shè)計(jì)部門與業(yè)主提供溝通交流平臺。在進(jìn)行公路工程的隧道以及橋梁等重點(diǎn)環(huán)節(jié)的微觀模型構(gòu)建時(shí)，BIM模型能夠直觀地展示細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中的特性和層次，為工程的成本控制以及后續(xù)的施工管理等提供可靠的參考依據(jù)。在BIM模型中可以將勘察設(shè)計(jì)中所涉及的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù).各種技術(shù)工藝參數(shù).施工材料質(zhì)量性能指標(biāo)等集成在BIM模型中，以適應(yīng) BIM模型的多元化任務(wù)的需要。

2. 數(shù)據(jù)建模方法

當(dāng)前公路工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要分為新建公路和改擴(kuò)建公路?？睖y對象一般是當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地形和改擴(kuò)建工程中既有橋梁隧道道路的構(gòu)造物數(shù)據(jù)信息。雖然在當(dāng)前技術(shù)限制下想要建立一個(gè)滿足后期BIM應(yīng)用全部需求的三維模型較為困難，但是從業(yè)人員仍然可以分級建模的方式來完成各施工過程間的模型使用需求，盡可能減少重復(fù)建模的情況，保證模型信息能夠延續(xù)使用，減少在建模過程中需要投人的時(shí)間避免由于頻繁變更而導(dǎo)致模型信息前后沖突的情況出現(xiàn)。

公路BIM模型主要是源于測量人員和設(shè)計(jì)人員的實(shí)地勘測即公路三維模型庫中的相應(yīng)信息，利用現(xiàn)有的勘測技術(shù)和計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)，建立公路走廊帶的三維模型。而關(guān)于地形信息的采集，當(dāng)前可以使用的方式很多，例如，高分辨率的衛(wèi)星測量.航空攝影測量.三維激光測量，都能夠高效進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和整理任務(wù)，大幅度縮減了信息采集所需要投人的時(shí)間。除此之外，對于低空對地測量，目前設(shè)計(jì)人員也可以用直升機(jī).無人機(jī)等方式進(jìn)行。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員往往會將多種信息采集方式相結(jié)合，對不同地區(qū)不同數(shù)據(jù)特點(diǎn)的信息分類進(jìn)行采集，選擇最適合的采集方式，完成信息獲取最大程度地還原公路所處地區(qū)的實(shí)際自然參數(shù)，確保建模準(zhǔn)確。

三、基于B1M的公路勘察設(shè)計(jì)實(shí)踐

1. 某公路工程概況

某公路改建工程線路全長191km，其沿線存在互通17座，該路段不僅交通流量比較大，而且其路況也比較復(fù)雜，同時(shí)在改建過程中需要采取橫向分期以及縱向分段方式來進(jìn)行施工建設(shè)，對公路的勘察設(shè)計(jì)技術(shù)提出了很高的要求，因此決定利用三維激光技術(shù)來進(jìn)行勘察測量并通過BIM模型的構(gòu)建，為該公路勘察設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。

2. BIM技術(shù)在公路勘察設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用

該公路在勘察設(shè)計(jì)工作中采取了機(jī)載三維激光測量技術(shù)來采集數(shù)據(jù)的采集測量，全面準(zhǔn)確了獲取該公路地表的三維數(shù)據(jù)，且將數(shù)據(jù)精度嚴(yán)格控制在勘察設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。同時(shí)根據(jù)不同路段的情況，也適當(dāng)結(jié)合車載設(shè)備進(jìn)行三維激光測量，從而為構(gòu)建BIM模型提供了更加準(zhǔn)確的道路基礎(chǔ)設(shè)施以及相關(guān)構(gòu)造物的數(shù)據(jù)信息。

在本次勘察設(shè)計(jì)工作中采用統(tǒng)一平面坐標(biāo)系來對所有的D0M以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)將國家1985高程基準(zhǔn)作為激光點(diǎn)云高程坐標(biāo)。在經(jīng)過正射影像以及對地表高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理分析后，可以根據(jù)所采集的D0M以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)按照不同比例尺要求來進(jìn)行DEM多級分辨率模型的構(gòu)建，從而為公路工程的線路選擇以及不同設(shè)計(jì)方案的對比分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)原公路工程的路面以及相關(guān)橋梁的點(diǎn)云模型也被涵蓋在BIM精細(xì)模型中。設(shè)計(jì)人員可以在AutoCAD條件下共享彩色且分辨率為0.2m的D0M模型和BIM三維模型，在模型中可以有效集成該類的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

結(jié)束語∶綜上所述，BIM在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化以及協(xié)同化，為各專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供全面.豐富.直觀的信息數(shù)據(jù)，有利于各專業(yè)人員充分溝通，并作出科學(xué).合理的決策，保證公路工程勘察工作的順利進(jìn)行，對促進(jìn)我國公路勘察行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張軍.基于BIM的公路勘察設(shè)計(jì)與實(shí)踐探討[J].建材與裝飾，2019（2）∶270-271.

[2]張小龍.基于BIM的公路勘察設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].交通世界，2019（24）∶18-19

[3]鄭慶東.基于BIM的公路勘察設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).2019（26）：1490.

[4]張軍.基于BIM的公路勘察設(shè)計(jì)與實(shí)踐探討[J].建材與裝飾.2019（2）：270-271.

作者簡介：

呂建杰，（1983-），男，漢族，山東省海陽市，工程師，本科，研究方向主要從事∶基礎(chǔ)地質(zhì)勘查.巖土工程勘察設(shè)計(jì).建設(shè)工程勘察.測繪.地基基礎(chǔ)工程：

孫鵬輝，（1987-），男，漢族，山東省煙臺市，工程師，本科研究方向主要從事∶基礎(chǔ)地質(zhì)勘查.巖土工程勘察設(shè)計(jì).建設(shè)工程勘察.測繪.地基基礎(chǔ)工程