中铁隧道股份有限公司 河南郑州 450000
摘要：随着社会经济飞速发展，科学技术持续进步，我国逐渐走向信息化发展时代，BIM技术也被广泛的应用于隧道工程。隧道工程是道路工程中不可或缺的组成部分，具有水文地情况创建局部地面标高。质条件复杂、设计难度大、施工环境差、作业面多、工序转换复杂等特点，对设计水平以及施工技术和管理的要求较高。
关键词：隧道；BIM技术；应用；现状
引言
在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，BIM技术的应用愈加广泛。BIM也就是建筑信息管理。随着我国信息技术的不断创新和发展，BIM技术逐渐应用到建筑行业中，其具有良好的应用效果和管理能力。但是在交通领域中应用范围较小，尤其是公路隧道施工管理中，因此将BIM技术应用到公路隧道施工管理中，不仅能够有效提高施工管理效率和质量，还能保证公路隧道施工质量，具有重要的应用价值。
1.BIM技术在隧道工程建设中的应用现状
1.1充分保证了专业的协同性
一直以来，隧道建设过程中，涉及到大量专业的知识，需要路基、测绘、牵引供电与变电、信息化、机械、车辆、给排水、接触网、建筑、电力、供暖等几十个专业的共同协作才能完成。而BIM技术的应用，能在很大程度上确保不同专业之间、专业内部的协作性。
1.2BIM设计图审报告
根据所要建设的隧道施工情况，并结合隧道坐标高程能够建立完善的隧道BIM参数模型，对全过程隧道施工情况进行实时模拟。这种模拟过程，不仅能够解决传统二维图纸中不能显示出的问题，还能提高设计效率并提前发现施工中存在的问题，由此制定合理的解决措施，降低后期出现返工的概率，提高施工效率和缩短施工周期。
1.3能有效提升施工的安全性
建设工程，尤其是隧道工程施工技术复杂、介质复杂性强、操作难度系数大，且存在很多不可预测的风险因素。BIM技术的应用，有利于提高工程施工阶段的安全管理工作效率与水平，进而保证工程施工的安全性。
2.BIM技术在隧道施工管理中的具体应用
2.1隧道主体
对隧道施工管理工作，首要工作就是充分掌握隧道主体情况，大量搜集隧道数据进行汇总，便于后期的设计工作开展。而BIM技术能够将数据进行分析，然后进行搭建BIM参数模型，其能够将隧道施工工程量和三维坐标数据直观的展现给设计人员。在后期应用中，其还能够结合隧道路径和参数化数据等信息进行全面公路隧道施工仿真工作，通过仿真隧道施工过程，及时发现其中存在的施工问题，避免实际施工中出现同样的问题。在建设隧道BIM参数模型时，每个元素都代表着其特有的含义。例如施工范围、尺寸、材料、类型等参数。而所使用的参数化库能够便于后期隧道施工的再次调用，提高施工管理效率。对于BIM参数模型，设计人员还能结合实际施工情况来统计所需要的施工材料量、设备使用量等，有效降低施工成本，提高隧道施工质量。
2.2隧道模型的建立
在Revit软件中导入CAD隧道平面图，选取轴网为模型中心线。项目建模范围的各结构形式复杂多变，且本场地内覆盖层主要为填土、碎石、粉质粘土、含碎石粉质粘土，基底为不同风化程度的凝灰熔岩，地质复杂。结合隧道围岩体基本质量定性和规范定义对隧道围岩进行分级，并创建对应不同等级围岩的衬砌横断面，同时创建隧道衬砌断面的族文件，以及根据纵横断面两者关系建立的大量补充断面，并以此建立图库。通过点选轴线布置隧道平面，再修改隧道平面的起终点标高完成纵断面设计。
以Revit0点为坐标原点，将不同结构通过链接的方式完成模型组装。
2.3实现对隧道工程施工的动态管理
在隧道BIM施工管理平台中，对施工进度情况利用不同颜色进行标识，具体包括建设结束、建设施工中和未建设三种类型，工作人员也可以进行自定义标识，如，分为延期完工、按期完工等。由此可见，在隧道工程施工过程中，利用BIM施工管理平台，可以直观、具体地掌握隧道工程的施工进展情况。其次，隧道BIM施工管理平台还具有醒目提醒功能，针对施工完成不到90%的工程项目设置为醒目提醒，如此有利于工程管理人员系统、全面地掌握工程的各项施工动态，高度关注那些施工进度落后的项目，并有针对性地予以重点管理，进而大大提升隧道BIM施工效率与水平。另外，隧道BIM施工管理平台还具有自定义编辑和上传图片的功能，因此，在施工阶段，工作人员可以录制施工全过程，将图片、视频上传到不同施工阶段、施工环节中，管理人员在开展管理工作时，只需点击某环节的图片或视频，就可以全面了解当时实际施工情况，进而做出准确、客观的判断。
2.4BIM在隧道施工安全监测中的研究
隧道工程施工阶段，BIM技术可以为施工阶段结构的安全监测提供良好的可视化表达环境，降低监测信息的理解难度，提高监测系统的监测效率和交互性，提高安全管理的信息化水平。利用Web客户端在Revit中开发了隧道环境监测系统。通过将监测数据输入Revit建立的模型中，以三维模型的方式显示出隧道监测位置的围岩变化，通过二次软件的二次开发实现监测数据的可视乎显示。提高监测显示效率，有效地降低了现场监测数据的理解难度与安全施工的风险。并且为了解决监测数据获取不及时、传输和转换出错概率高的问题，建立了基于BIM的工作框架，在工作框架内进行数据的整理，可有效降低数据的出错率。施工监测中，提高监测效率的手段应该是将数据与模型分类管理，因此建立基于Revit模型的施工记录、量测数据整合体系，创建了施工量测模型，将监测位置处采集的隧道围岩信息、隧道初期支护数据和隧道衬砌空洞位置数据依照三维坐标导入BIM模型中，就可以实现对围岩的岩性级别、主要工程地质特征、岩体结构特征、初期支护、渗水状况的详细描述以及隧道空洞位置面积和体积的信息化展示。基于BIM隧道工程模型，将监测数据与数字模型进行整合创造性提出了施工量测模型，使数据在模型中更加直观的显示出来。解决了传统监测信息的抽象化和理解困难的问题，提高了安全监测数据传输到BIM隧道工程模型中的效率，降低监测数据在转化到计算机识别数据时的出错概率，但同时也面临着如何进行不同模型信息之间的交互，以及学科之间的交叉研究的问题。
2.5基于参数化建模的WBS管理
以断面为基本单元，根据主要可见结构将隧道划分为初期支护、二次衬砌、仰拱、路面和附属设施5道工序。按里程桩号线性、连续生成具有计划施工时间属性的计划进度信息模型，每段模型作为1个构件与计划任务自动关联。1)线性参数化管理以断面为基准，以1个进尺为最小单元(进尺长度根据施工要求确定)，以里程桩号为刻度，根据施工管理需要灵活掌握计划细度，日计划、周计划、月计划、标准断面计划均可自由选择。2)WBS任务与模型构件自动关联因进度模型以里程桩号为基准生成，每节WBS任务与生成模型自动关联，避免原设计模型根据WBS任务进行切分。
结语
BIM技术的发展过程中虽然存在诸多问题，但是随着BIM应用软件的不断开发，以及设计人员的不断努力，逐步引导建立BIM应用标准，BIM技术在隧道甚至交通工程中的应用将不断得以完善，将不断地促进BIM技术在整个交通及建筑行业的发展。
参考文献
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