BIM技術(shù)在隧道工程的應(yīng)用研究

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摘要：隧道工程施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及范圍極其廣泛，為了能夠保證隧道工程施工順利進(jìn)行，可以充分利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，bim技術(shù)是科學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，具有一體化、可視化等特點(diǎn)和優(yōu)勢，將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中，能夠促進(jìn)隧道工程施工順利進(jìn)行，然而，由于我國的BIM技術(shù)發(fā)展相對于先進(jìn)國家發(fā)展較為滯后，在隧道工程中的使用還存在一些問題，因此，本文針對BIM技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并針對性提出一些建議，希望通過本文的闡述能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；隧道工程；存在問題；解決對策

0引言

BIM技術(shù)是我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展演變而來的一種新型技術(shù)，將其運(yùn)用到建設(shè)項(xiàng)目中，能夠有效的解決傳統(tǒng)技術(shù)不能解決的問題。然而，隧道工程與建民用筑工程具有一定的差異性，因此，建筑中使用的BIM標(biāo)準(zhǔn)不能充分滿足隧道工程的具體需求，隧道工程需要在不斷創(chuàng)新的過程中尋求適合自身發(fā)展的BIM標(biāo)準(zhǔn)。在隧道工程中[1]，BIM技術(shù)可以使用到隧道工程的碰撞檢測階段和設(shè)計(jì)階段，隨著我國隧道工程規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，加上信息化技術(shù)的飛速發(fā)展以及環(huán)保要求的日益提高，將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中是未來發(fā)展的必然趨

1BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中存在的問題

1.1缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和平臺

在隧道工程中，如果使用BIM技術(shù)，需要同時具備與BIM技術(shù)相關(guān)的各項(xiàng)軟件，并且需要將建模、施工模擬、制圖等軟件進(jìn)行有效的融合，使其能夠互相協(xié)作，從而促進(jìn)隧道工程順利展開，當(dāng)前，部分隧道工程施工單位缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和平臺，不利于BIM技術(shù)充分發(fā)揮其作用和功能。

1.2BIM相關(guān)軟件平臺不統(tǒng)一

當(dāng)前，我國在隧道工程中使用的BIM軟件大多數(shù)是從現(xiàn)金國家引進(jìn)而來的，我國對于BIM軟件的開發(fā)缺乏創(chuàng)新能力，由于我國隧道工程與國外隧道工程在地形條件等諸多方面存在差異，導(dǎo)致在我國隧道工程應(yīng)用國外引進(jìn)的BIM技術(shù)會出現(xiàn)使用不習(xí)慣、與其他軟件不兼容等問題[2]。為了能夠保證BIM軟件的可靠性，在與其他軟件配合使用時，通常需要對其進(jìn)行二次開發(fā)。另外，由于隧道工程具有特殊性，跨度較大且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，使用BIM軟件對其進(jìn)行建模時具有一定的難度。同時，BIM軟件與隧道工程中使用的地質(zhì)軟件存在不兼容問題，因此，為了能夠滿足兼容性，通常情況下隧道工程會使用建筑中的BIM軟件展開工作，導(dǎo)致軟件應(yīng)用平臺不同意，不利于隧道工程模型的數(shù)據(jù)交流。

1.3BIM在隧道工程中的使用具有局限性

當(dāng)前，隧道工程中只有幾個特殊項(xiàng)目能夠通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)，想要在隧道工程中更加廣泛的應(yīng)用BIM技術(shù)還需要不斷研發(fā)和創(chuàng)新，當(dāng)前仍然處于設(shè)計(jì)階段，縱觀隧道工程中使用BIM技術(shù)的實(shí)際情況來看，應(yīng)用最為廣泛的還屬施工階段。

1.4與GIS配套使用

我國的隧道工程大多建立在地形條件復(fù)雜的山嶺處，使用BIM對其進(jìn)行模型建立難度較大，如果能夠?qū)IM技術(shù)與GIS技術(shù)配套使用，可以通過BIM軟件的模型對GIS的地理數(shù)據(jù)做出科學(xué)、合理的分析[3]，從而為隧道工程的模型建立提供了有利的條件。

1.5地質(zhì)條件較為復(fù)雜

由于隧道工程與其他建設(shè)工程相比具有獨(dú)特性，并且普遍建立在地質(zhì)條件較為堵在的山嶺中，導(dǎo)致常規(guī)的BIM軟件在隧道工程的模型建立方面存在一定的難度，當(dāng)前，隧道工程中使用的BIM軟件與隧道工程的地質(zhì)條件沒能做到充分兼容，導(dǎo)致通過BIM建立的模型在放入整合系統(tǒng)后不能進(jìn)行再次編輯，并且無法對模型作布爾運(yùn)算。

2BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中存在的問題的解決措施

對于上文提到的將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中存在的問題，以下通過幾個方面進(jìn)行具體的分析，從而探析能夠有效解決存在問題的措施。

2.1建立健全的隧道工程BIM標(biāo)準(zhǔn)體系

隧道工程的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系與其他建設(shè)類的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系具有很大的差異性，不僅包括信息技術(shù)自身的標(biāo)準(zhǔn)，還包括企業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前，我國鐵路工程總公司對于隧道工程項(xiàng)目的BIM技術(shù)進(jìn)行了全面的分析和研究[4]，在一定程度上已經(jīng)有了突破和進(jìn)展。

2.2提高隧道工程BIM軟件開發(fā)的能力

由于我國隧道工程相對于發(fā)達(dá)國家起步較晚，對于建模平臺、GIS平臺等開發(fā)尚不成熟，在隧道工程中，需要結(jié)合隧道工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行分析，并按照隧道工程的相關(guān)規(guī)范和BIM的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對BIM軟件進(jìn)行自主研發(fā)，從而擴(kuò)大BIM技術(shù)在隧道工程中的使用范圍。

2.3轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的管理模式

隨著隧道工程的逐漸成熟和BIM技術(shù)的不斷創(chuàng)新，為了能夠在隧道工程中充分發(fā)揮BIM的作用和價值，當(dāng)前隧道工程廣泛使用IPD管理模式，IPD管理模式有效的解決了傳統(tǒng)管理模式中孫在的弊端，能夠?qū)崿F(xiàn)IBM技術(shù)與其他軟件兼容使用的目標(biāo)，從而促進(jìn)隧道工程能夠有序進(jìn)行。

2.4借助國外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，有效提高我國BIM的發(fā)展

縱觀BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢，BIM已經(jīng)由建筑業(yè)擴(kuò)散到了基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及隧道工程的規(guī)模擴(kuò)大，將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中也有了顯著的效果，然而，將BIN技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中目前尚且處于發(fā)展階段，在隧道工程中只有個別項(xiàng)目能夠通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)[5]，其他方面的應(yīng)用還存在著一定的局限性，因此，隧道工程還需在不斷發(fā)展中向工業(yè)化和信息化邁進(jìn)，并制定健全的隧道工程BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，提高軟件開發(fā)能力，從而使BIM技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用更加廣泛，從而充分發(fā)揮BIM技術(shù)的作用和價值。

3BIM技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用

3.1隧道工程流程方面

將BIM技術(shù)應(yīng)用到隧道工程中，能夠簡化隧道工程的流程，具體可以通過以下幾個方面進(jìn)行分析：第一，簡化施工圖的設(shè)計(jì)，BIM能夠科學(xué)的對隧道工程作出合理的規(guī)劃，并通過BIM對隧道工程的規(guī)劃內(nèi)容，向施工單位和設(shè)計(jì)部門明確BIM應(yīng)用的相關(guān)要求。第二，通過BIM進(jìn)行隧道工程建模，通過設(shè)計(jì)單位對隧道工程進(jìn)行建模，保證所建模型與隧道工程具有較高的契合度。第三，模型檢測和修改，施工單位在施工前需要對BIM設(shè)計(jì)模型進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)模型中存在問題，需要及時對其進(jìn)行修改。綜上所述，通過BIM技術(shù)的使用，能夠簡化隧道工程的流程，提高隧道工程的整體工作效率。

3.2隧道工程建模方面

隧道工程具有特殊性，由于隧道間的跨度較大且地質(zhì)條件較為復(fù)雜，使BIM建模工程量相對較大，并且建模難度相對較高。因此，在使用BIM技術(shù)進(jìn)行隧道工程建模時，需要對地質(zhì)條件和地段等因素進(jìn)行分析，并將各種因素進(jìn)行明確的劃分，通過BIM技術(shù)對劃分區(qū)域構(gòu)建BIM模型，全部構(gòu)建完畢后，還需通過BIM技術(shù)將所有的數(shù)據(jù)、參數(shù)等統(tǒng)一整合，從而形成一個完整的隧道工程模型。

3.3BIM管理平臺的構(gòu)建方面

為了能夠在隧道工程中充分體現(xiàn)BIM技術(shù)可視化和模擬性的優(yōu)勢，可以通過構(gòu)建BIM管理平臺進(jìn)行展開。為了提高BIM平臺的效率和質(zhì)量，可以在構(gòu)建過程中通過以下幾點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)：第一，需要充分考慮隧道工程中使用的材料和設(shè)備等因素，并對其制定科學(xué)的管理平臺。第二，BIM管理平臺還需具備良好的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化功能，如果在隧道工程中得出的數(shù)據(jù)并非IFC格式，可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IFC格式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析的目標(biāo)。第三，BIM管理平臺在使用過程中，需要通過BIM技術(shù)對施工進(jìn)度、施工質(zhì)量等進(jìn)行分析，并獲取相應(yīng)的參數(shù)，在這一過程中，BIM管理平臺需要具備將手機(jī)參數(shù)及時傳遞給BIM管理平臺數(shù)據(jù)層的功能。

4結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)作為可續(xù)技術(shù)發(fā)展衍變而來的新型技術(shù)，在各種基礎(chǔ)建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用到隧道工程中，不僅能夠簡化隧道工程的流程，還能夠提高隧道工程的質(zhì)量，有著極其廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]裴作君.鐵路隧道工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].中國鐵路,2018:76-79.

[2]喻佳.鐵路隧道設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建設(shè)科技,2017(1)

[3]王一仟.隧道工程三維設(shè)計(jì)技術(shù)中BIM的應(yīng)用研究[J].華東科技：學(xué)術(shù)版,2017(2):144-144.

[4]朱偉南,吳軍偉,張磊.BIM技術(shù)在城市隧道工程中的應(yīng)用[J].市政設(shè)施管理,2016,0(3):21-24.

作者：呂昊晴 單位：河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院