摘要：本文对BIM技术作简要介绍，阐述BIM技术在特长隧道施工中的应用，并作进一步探索，为隧道工程采用BIM技术辅助施工提供参考。
关键词：BIM技术；特长隧道；信息化；可视化交底；参数化；可视化
1.BIM技术简介
1.1 BIM技术概念
“BIM”是指“Building Information Modeling建筑信息模型”，是一种利用数字技术表达建设项目几何、物理和功能信息，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，以支持项目生命周期建设、运营、管理决策的技术、方法或者过程，并使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对。
1.2 BIM技术现状
近几年，BIM技术的应用日益成熟，带动着机械工程、房建工程、电子等行业发生巨大变化。如今，我国社会经济逐渐稳定，对隧道工程的要求也有所提高，这就带动着路桥建设、轨道交通、隧道工程全寿命周期的BIM技术应用的逐步兴起。2017年2月底，国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，意见指出，要加快推进建筑信息模型（BIM）技术的集成应用。所以BIM技术应用于隧道工程是大势所趋。
2.BIM技术在特长隧道中的应用
2.1工程概况
风洞山隧道位于福建省福州市长乐区江田镇，左洞长4911米，右洞长4902米。设计为单向分离式三车道隧道。隧道地质情况复杂，施工危险性较大，其中有6条地质断裂带，上方还有南阳水库，不可控因素较多，故风洞山隧道是长平高速公路的重难点工程，也是全线唯一的特长隧道。
2.2技术应用准备
本项目依托于公司技术中心提供技术支持，成立了项目上的BIM技术团队，并组织团队成员进行了Revit软件、Civil 3D软件、Navisworks软件及鲁班BIM协作管理平台等应用培训，为本项目BIM模型建设应用提供了坚实的基础。风洞山隧道BIM信息模型建设应用主要应用了AutoCAD Revit软件及鲁班BIM协调管理平台。
3.施工阶段应用
BIM信息模型创建完成后与施工信息相关联，就可以进行一些初步应用。BIM信息模型在我们项目施工单位主要进行了三维可视化、三维技术交底、施工图优化设计、工程算量、进度管理、施工方案模拟、施工信息管理、安全管理、材料管理等方面的应用。
3.1参数化建模
本阶段工作重点为通过Revit软件建立基于BIM技术的三维参数化、可视化隧道模型。全隧道模型主要用于表达隧道断面沿线路的分布情况和隧道洞内的可视构建物（初支喷射砼、二次衬砌、电缆沟槽、盖板、仰拱填充）。
Revit软件建模，主要先构建所有图元对象的“族”。族是一类几何体的基本模板，每个族能够在其内部定义多种类型，每种类型可以具有不同形状、尺寸、材质等参数值。在创建完所需要用的族构件后，就可以根据路线平面及纵断面布置图进行拼装，最终形成隧道整体三维可视化模型。
3.2 三维可视化技术交底
利用BIM技术突破传统的交底形式，BIM技术用三维模型的展示方式，将传统的平面图纸转换成立体模型，使得交底内容更加直观易懂。
图2：风洞山隧道Z5支护类型钢筋设计图与BIM三维信息模型图
通过BIM信息模型，技术人员可以快速的获取建筑构建的混凝土方量、构建尺寸，更好的指导现场模板定位、拼装施工，减轻了测量技术人员的工作负担，提高现场施工效率。
3.3二维码技术与BIM技术相结合
将隧道不同施工部位的三维信息模型、施工工艺流程图、现场施工标准化控制要点、现场安全隐患注意事项、施工质量控制标准、三维模型细部结构图等内容导入二维码中。通过扫描现场二维码，可以快速了解施工要点、注意事项，实现了技术交底随身带的效果，提高了现场的施工质量及管理水平。
3.4手机VR技术与BIM技术相结合
BIM信息模型的建立，已将建筑设计及施工过程信息化、三维化，而手机VR技术和BIM技术的相结合，更是加强了三维模型的可视性和具象性，通过对BIM信息模型的虚拟展示，为使用者提供交互性设计和可视化印象。手机VR技术的使用，可以实现项目施工部位的全景浏览，极大的提升了BIM信息模型的应用效果。
图3：手机上VR展示风洞山隧道BIM信息模型
3.5 工程数量的统计
BIM信息模型附加上施工信息后，可对三维信息数字化模型内的构建工程量进行快速统计，可对构造物的尺寸、数量、种类、原材料、施工工艺等属性，进行直观的展示。
3.6 工程进度可视化
通过将BIM信息模型导入鲁班平台，可在鲁班BIM协调管理平台中，查看进度管理模型视图。在视图中可以直观的显示现场已经施工的项目构件，及现场的施工进度，真正达到了所见即所得的效果。BIM信息模型通过构件不同颜色的体现，来展示现场已施工的部位、工序，有利于加强现场进度管控。
图5：BIM信息模型通过不同颜色展示施工进度
3.7 人员机械管理
基于BIM信息模型，可与现场人员及机械设备相关联。在进行交叉性施工的施工组织设计时，对人员、材料、机械设备和工序控制上，通过三维模型能更好的提高时间、空间的利用率，提高现场的施工效率。并且，通过鲁班BIM协调管理平台，可以实时了解现场人员的变化、交底情况和机械设备的维护情况，从而为安全施工保驾护航，构建良好的“人材机”管理系统。
4.下一步BIM技术应用计划
4.1协助竣工管理
基于设计早期的BIM三维信息模型，在施工时可根据现场实际的围岩等级、地质情况，对BIM三维信息模型进行实时的更新、修正、维护。在后期交竣工时，可将BIM三维信息模型作为交竣工资料的重要参考依据。也可通过对现场资料的收集、整理，为项目在申报成果时提供相应的材料。
4.2实现多网共联
将隧道门禁系统、隧道监控系统、材料管理系统，通过互联网与BIM三维信息模型相连接。可通过BIM三维信息模型，了解到现场人员、机械设备所在作业位置，及所在位置的围岩等级、施工工序、施工时间、施工班组等施工信息；知道材料的进场时间、生产厂家、材料的使用部位、设计材料使用量与实际材料使用量等材料信息；查看现场施工情况，有无重大危险源、安全隐患，及现场施工人员安全教育情况、人员年龄、工种、证件使用情况、工资发放情况，机械设备维护使用情况等安全信息。通过对数据的整合分析，及项目动态实时管理，有助于现场机械设备调控，提高施工效率，规避施工风险。
4.3展望
通过BIM三维信息模型，将业主、设计、施工这三方多方面的信息交流，将设计阶段、施工阶段、运营阶段串联起来。在设计阶段，可将材料设备、人工使用等成本信息与BIM三维信息模型结合进行施工周期、进度、施工过程的演练，有助进行成本核算、优化施工组织设计。在施工阶段，可将天气系统、市场材料成本变化与BIM三维信息模型互联，从而推算本周或本季度的施工进度、施工成本，提高现场的施工效率及施工管理水平。在运营阶段，可通过BIM三维信息模型，快速了解各部位的施工信息，各机械的使用信息，便于更快的进行维护。
5.结束语
BIM技术在风洞山隧道的应用过程中，BIM三维信息模型通过采集在施工过程中的现场数据，经由云端、大数据的处理，将施工现场信息进行了可视化的模拟，提高了项目的施工效率、施工管理水平和风险把控能力。随着《建筑信息模型应用统一标准》的国家规范出台，BIM技术会在行业内进一步的发展普及，推进我国的隧道工程施工稳步发展，进一步加快BIM+大数据时代的来临。
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作者简介：王冠，男，1991年11月，本科，助理工程师。
高阳，男，1992年3月，本科，助理工程师。
论文作者:王冠,高阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：模型论文; 隧道论文; 信息论文; 技术论文; 现场论文; 项目论文; 风洞论文; 《基层建设》2019年第14期论文;