BIM技術在鐵路隧道設計階段的應用研究

田曼麗

摘要：BIM技術可讓您建立3d視覺化模型，以協(xié)助設計人員從3d角度分析和設計隧道不同部分的結(jié)構(gòu)。同時，利用BIM技術進行隧道設計也可以提高數(shù)據(jù)分析處理的效率，設計人員可以依賴特定軟件整合和處理數(shù)據(jù)信息，設計效率可以大大提高。

關鍵詞：BIM技術;鐵路隧道設計;應用;

引言

BIM技術在隧道設計中的應用當前還處于需要不斷完善的階段，其在隧道設計中的有效應用，為建筑行業(yè)提供了有效平臺的同時，也為工程后續(xù)更好地節(jié)省成本提供了一定支持。因此，針對BIM具備的多種優(yōu)勢，需要明確其在隧道設計中實際應用作用的同時，按照實際情況制定出有效應用BIM技術開展隧道設計工作的策略。只有這樣才能夠真正通過BIM技術的有效應用，保證隧道設計的科學性、合理性，為獲得更加完善的施工方案提供支持，進而促進整個隧道建設行業(yè)的積極發(fā)展。

1BIM技術的優(yōu)勢

（1）輔助處理問題。在工程項目造價管理工作開展過程中，通過應用BIM技術，可以對管理過程中存在的問題進行有效處理，尤其是分散性問題。利用BIM技術，可以使工程造價管理的實效性得到提高，并實現(xiàn)精細化管理，使信息資源的共享效率得到提升。與此同時，將BIM技術在工程項目中進行應用，可以對工程施工進度進行有效把控。（2）保證設計準確。在隧道設計中應用的BIM技術，能夠?qū)崿F(xiàn)對復合體積算法、平均斷面算法等先進方法的有效利用，進而確保能夠?qū)υ孛婢€、設計線之間的土方實施有效、快速、準確計算。同時，BIM軟件還可以自動生成土方調(diào)配圖標，并且在填挖距離分析中起到一定的作用，進而對土坑、棄土堆的位置，以及土方量移動和具體方向等進行明確，為后續(xù)施工更加便利地開展提供一定條件。此外，在應用了BIM技術后，設計人員還能夠利用設計出的模型，對整個工程所需的材料量進行確定，并且將獲得的數(shù)據(jù)應用到成本分析和控制中，這對于有效提升整個隧道工程建設成本、控制水平，有著非常重要的作用?？梢?，將BIM技術應用在隧道設計中，能夠通過發(fā)揮出BIM技術的優(yōu)勢，實現(xiàn)對工程量、工程成本等方面的有效明確，能夠為后續(xù)控制施工成本、保證施工效果等有著非常重要的作用。（3）有效提高工程造價管理效率。在應用BIM技術后，可以建立工程項目的5D模型，具體涉及時間和成本維度，能夠?qū)崟r進行監(jiān)測，從而優(yōu)化資源配置。除此之外，工程造價管理人員還可以通過5D模型對工程施工信息進行了解，對不同階段的工程造價進行精準核算，從而使工程造價管理質(zhì)量和效率得到有效提高。

2鐵路隧道施工控制的重要意義

我國鐵路涉及的地區(qū)路段較多，設計和施工場地空間有限，受人為因素和外部自然環(huán)境因素的影響較大，給高速鐵路隧道改造工程的設計和施工增加了難度。在高速鐵路隧道施工中，為了有效保證施工進度，大部分隧道工程采用半封閉式施工管理模式。由于我國高速鐵路內(nèi)部隧道施工中的隧道施工技術具有復雜性，如果其中一道安全工序出現(xiàn)安全問題，將會直接影響我國高速鐵路內(nèi)部隧道建設工程及其整體隧道結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，工程的隧道施工安全風險不斷增多。為了有效保證我國高速鐵路隧道養(yǎng)護工程建設中的各項施工質(zhì)量風險能夠得到有效控制，運用合理的施工質(zhì)量風險控制措施至關重要。

3BIM技術在隧道施工管理中的具體應用

3.1積極融合多種技術

由于隧道工程自身具備的建設工程量大、涉及范圍廣等特點，其在實際應用技術的過程中避免不了會遇到困難，造成BIM技術無法發(fā)揮出實際作用。因此，在設計中可以考慮將BIM技術與其他有利于設計工作的技術融合在一起應用，按照隧道工程的特點，在其他技術的支持下，通過多項技術的高效配合，降低技術應用難度，確保能夠獲得更加合理、科學、全面的設計方案。如可以將BIM技術與GIS技術結(jié)合在一起應用，一方面通過三維地理信息技術有效解決工程范圍廣泛、工程量大、周圍環(huán)境等問題，另一方面利用BIM技術實現(xiàn)對隧道工程方案的合理設計。這種方式對于一些區(qū)域范圍廣泛、規(guī)模大的工程來說，有著非常高的應用價值。

3.2基于BIM技術的三維隧道設計

設計師可以使用BIM技術透過選取垂直切割線、平面線和標準切割路徑連接方式來建立3d隧道模型，來設計3d隧道。此設計方法可以表達隧道的設計思想，并可以根據(jù)所創(chuàng)建的三維隧道模型執(zhí)行后續(xù)設計工作，但不能對隧道的某些部分進行建模，例如行車道與主孔之間的連接部分、緊急停車帶等。，三維模型地圖上的斜井和洞口等項目的設計精度無法保證，雖然整體設計思想可以表達，但設計意圖無法充分表達。為了解決這個問題，真正提高三維隧道模型的精度，誕生了設計師必須先將2d設計定線資料匯入至相關軟體，從各種資料產(chǎn)生3d定線檔案，將測量資料匯入至軟體，產(chǎn)生3d地形和地理檔案，然后更詳細地處理各種3d檔案 三維隧道模型的精度不斷提高，最終隧道的所有部分都可以建模，每個施工的設計精度都可以得到保證。

3.3制定完善應用標準

想要確保BIM技術能夠被更好地應用在隧道設計中，真正發(fā)揮出自身的實際作用，制定出相關標準是非常重要的一個環(huán)節(jié)，只有加強BIM標準化體系建設，才能夠為技術的應用和發(fā)展提供一定支持[7]。因此，對于隧道設計中應用的BIM技術來說，國家需要給予一定的重視和支持，需要在行業(yè)專業(yè)人員的支持下，針對技術標準中存在的缺失進行分析和研究，并且針對性地提出完善措施。這樣不僅能夠制定出與隧道設計相關的技術應用標準，確保能夠真正發(fā)揮出BIM技術的優(yōu)勢，同時也可以確保BIM技術在隧道設計中能夠獲得更好的發(fā)展空間。如BIM技術中關于數(shù)據(jù)信息的格式問題，需要及時對其進行統(tǒng)一，確保能夠在實際應用過程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速導入，為獲得更好的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和設計效果提供一定支持。

3.4基于BIM技術的路隧接口設計

隧道-隧道接口設計是跨學科系統(tǒng)設計的重要組成部分。在設計過程中，當隧道和平臺位于同一構(gòu)造環(huán)境中時，將以參數(shù)方式確定隧道的接觸面。在隧道開挖工程中，首先解決隧道裂縫問題，然后在此基礎上進行平臺專業(yè)施工。使用隧道間距調(diào)整方法連接隧道接觸部分開挖隧道。將基礎工程納入明挖隧道模式。洞口閉合后，不僅洞口模型鏈接到道路模型，而且還會同時更新數(shù)量，以確定隧道洞口模型中洞口的位置，包括安全性、經(jīng)濟性、美觀性等。，并為科學確定隧道洞口模型中洞口的位置提供依據(jù)。

結(jié)束語

隨著社會的快速發(fā)展，隧道建設工程的數(shù)量不斷增加，對于隧道設計的整體質(zhì)量和效率，都提出了全新的要求。因此，為了確保隧道設計工作能夠更加高質(zhì)量地完成，當前需要在積極應用BIM技術的基礎上，通過融合多種技術、制定技術標準、開展軟件開發(fā)和有效培養(yǎng)人才等途徑，實現(xiàn)對BIM技術應用體系的完善。以此保證能夠更好地應用BIM技術，發(fā)揮出BIM技術在隧道設計中的優(yōu)勢，為整個隧道設計行業(yè)實現(xiàn)更好地發(fā)展提供一定支持。

參考文獻

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