摘要：在铜万高速宜丰联络线C2标段的桥梁及隧道项目中进行施工阶段的BIM技术应用。根据项目实际情况订制BIM+GIS施工管理系统。利用自主研发的BIM+GIS施工管理系统开展桥梁、隧道项目的进度管理、质量管理、安全管理、工程量管理等。建立桥梁和隧道的BIM模型，建立地质模型，搭建GIS场景。利用BIM模型进行施工模拟，指导施工。
关键词：BIM；GIS；施工管理；施工模拟
0 前 言
铜万高速BIM技术应用主要内容包括：建立桥梁和隧道的BIM模型，建立地质模型，搭建GIS场景。利用BIM模型进行施工模拟，指导施工。自主研发BIM+GIS施工管理系统，利用BIM+GIS施工管理系统开展桥梁、隧道项目的进度管理、质量管理、安全管理、工程量管理等。项目的BIM实施单位包括施工单位：北京城建道桥建设集团有限公司；设计单位：江西省交通设计研究院；BIM系统研发单位：江西交信科技有限公司等，各实施单位密切合作完成BIM技术的应用。
BIM技术的应用范围越来越广，已经从建筑行业逐步扩展到交通、水利等行业。BIM技术应用在江西省内高速公路多个项目进行推广，江西省交通厅也发布了BIM技术推广应用的通知，提出在设计阶段、施工阶段和运维阶段全面推进BIM技术应用，并将铜万高速宜丰联络线BIM技术应用、广吉高速BIM技术应用等项目被列入江西省第一批公路BIM技术应用示范项目。
1 桥梁、隧道建模
在铜万高速宜丰联络线C2标段的桥梁及隧道项目中进行施工阶段的BIM建模工作，按照施工工序要求构件拆分并建立BIM模型。桥梁构件拆分包括：桩基、承台、桥墩、系梁、垫石、支座、湿接缝、盖梁、箱梁、桥面铺装、护栏等。隧道构件拆分包括：衬砌、锚杆、电缆沟、排水沟、路基、路面等。模型按照江西省地方标准的要求进行构件编码。
铜万高速宜丰联络线C2标全长5.13公里，其中桥梁全长2.021公里，隧道全长0.826公里，主要构造物包括：天宝一隧道、天宝二隧道、坑里高架桥、芳源高架桥等。
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图1 天宝一隧道BIM模型
2 地质建模、GIS场景搭建
2.1 三维地质建模
建立铜万高速地质模型：包括地质实体模型、地质曲面模型，搭建本项目的GIS场景。基于BIM+GIS技术就公路领域工程地质三维建模、可视化应用及分析等多项关键问题进行深入研究。以BIM核心建模软件REVIT为建模和调试主程序，基于C#.NET为工程语言，通过对于三维地质建模中所涉及的各类算法进行研究并应用开发。基于录入的地质钻孔资料等数据，利用领先的几何算法，判别不同地层之间的接触关系，实现各个复杂岩层之间的快速高效裁剪算法，保证建模过程的自动化，减少人工干预。同时将此功能作为模块功能导入核心建模软件，解决BIM软件的地质功能缺失问题，使其具备更加全面的地质建模功能，能够对于多种地质情况进行三维地质建模。将三维地质模型导入自主开发的地理信息系统中，与三维道路设计系统高度集成，利用MSA算法计算隧道周边的地质分层信息、搭建地质分层模型。
2.2 GIS场景搭建
根据地形图DEM数据和高分辨率影像建立三维地理信息环境，按精确地理位置坐标建立公路BIM模型，通过构建delaunay三角网形成填缝模型，使得大规模海量地形与公路BIM模型无缝叠加，形成一体化公路BIM模型，搭建GIS系统。导入部分桥隧BIM模型及数据，构件编码。导入路线模型并展示。
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图2 铜万高速C2标GIS场景
3 高速公路BIM管理系统订制开发及应用
根据项目实际情况订制BIM+GIS施工管理系统。利用自主研发的系统开展桥梁、隧道项目的进度管理、质量管理、安全管理、工程量管理、监测管理、工序管理等。全面过渡到电子化流程控制，全方位提高建设管理的效率和质量，工程竣工时要同步提交相应深度的数据成果，形成电子化档案。
3.1 进度管理
传统的项目进度管理二维图纸形象性差，不直观，施工人员看懂图纸比较困难。二维图纸不方便各专业的协调沟通。传统的信息管理系统以二维为主，不利于精细化管理。
本项目利用BIM+GIS系统进行项目的进度管理，功能应用包括构件进度数据录入、进度数据查询、施工工序预演等功能。利用BIM技术突破了二维限制，提升了项目的协同效率，项目进度管理更加直观，提升了项目决策效率，减少变更与返工。
3.2 工程量管理
利用系统进行项目的工程量管理，可以更直观的查询计算项目工程量情况，可以结合进度管理进行分析，进行计划采购与实际用量的对比，使得管理更快速准确和精细。
3.3 质量管理、安全管理
本项目利用系统进行项目的质量管理、安全管理，可以及时的利用移动终端在模型上查看和标注质量或安全问题，对相应的问题进行在线处理，现场拍照，验收处理等。利用模型进行安全分析，降低安全事故发生的可能性。
4 高速公路桥梁隧道施工模拟
4.1 建立桥梁BIM模型和设备模型，利用桥梁BIM模型进行施工模拟，对桩基就位、绑扎钢筋笼、支模板、混凝土浇筑、运梁、T梁架设等工序工艺进行模拟，有效指导施工。
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图3 芳源高架桥施工模拟
4.2 建立隧道BIM模型、设备模型，利用模型进行隧道施工模拟，施工工艺流程展示，体现各工序做法。
5 结 语
本项目根据实际情况订制BIM+GIS施工管理系统。利用系统开展桥梁、隧道项目的进度管理、质量管理、安全管理、工程量管理、监测管理、工序管理等。利用BIM技术改进施工组织，进行施工模拟，施工协同，统筹利用模型信息、地理信息、进度信息、工程量信息，合理安排施工方案和施工周期，减少库存和资源闲置，强化现场实时管控能力。给省内BIM技术在公路项目应用做出了尝试和示范。
参考文献：
[1]刘占省.BIM技术建筑设计、项目施工及管理中的应用[D].建筑技术开发，2013.
[2]朱海涛，许兵，钟昆志.桥梁项目管理系统BIM构件编码应用研究[J].公路交通科技，2018第1卷（1）：229.
论文作者:张建1,鲍凯1,杨庆帅1,蒋炜2
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/14
标签：模型论文; 项目论文; 隧道论文; 地质论文; 桥梁论文; 建模论文; 管理系统论文; 《基层建设》2020年第1期论文;