亞洲第一長鐵路山嶺隧道高黎貢山隧道BIM應(yīng)用
2021-08-11 來源:易圖BIM 

  一、項(xiàng)目概況

  高黎貢山隧道全長34538米,是亞洲第一長鐵路山嶺隧道,全隧采用“貫通平導(dǎo)+1座斜井+2座豎井”的輔助坑道設(shè)置方案。隧道地質(zhì)條件極為復(fù)雜,具有“三髙四活躍″的特征,不同地質(zhì)條件髙達(dá)18種,堪稱鐵路隧道建設(shè)地質(zhì)博物館。

  與其他建筑行業(yè)相比,鐵路隧道行業(yè)建設(shè)具有站點(diǎn)多、線路長、涉及面廣、投資高、數(shù)據(jù)和信息量大等特點(diǎn),在施工過程中,急需采用BIM技術(shù)的原因主要有:

 ?。?)該隧道作為大瑞鐵路的控制工程,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且工程規(guī)模大,項(xiàng)目施工對(duì)安全、質(zhì)量、進(jìn)度等要求嚴(yán)格。

 ?。?)深豎井、大坡度超長斜井、長距離TBM掘進(jìn),施工難度及施工安全風(fēng)險(xiǎn)髙。利用BIM技術(shù),可對(duì)施工組織方案進(jìn)行可視化論證,從而達(dá)到合理控制工期的目的。

  3)利用BIM技術(shù)可以對(duì)實(shí)際發(fā)生的工程量進(jìn)行客觀的統(tǒng)計(jì),并能對(duì)人工、機(jī)械、材料的投入進(jìn)行總體計(jì)劃,有利于控制成本。

  二、BIM實(shí)施情況

  根據(jù)中國鐵路總公司關(guān)于信息化總體部署的要求,充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和監(jiān)控監(jiān)測(cè)手段,做好“一橋-隧”BIM試點(diǎn)中的高黎貢山隧道BIM應(yīng)用工作,切實(shí)提髙工程管理水平。2016年3月,中鐵隧道局成立大瑞鐵路項(xiàng)目BIM小組,結(jié)合高黎貢山隧道施工的重難點(diǎn),深入研究BⅠM技術(shù)在高黎貢山隧道施工中的應(yīng)用。

  本項(xiàng)目基于三維設(shè)計(jì)及施工應(yīng)用軟件,就BIM標(biāo)準(zhǔn)建立、三維可視化場(chǎng)地布置、方案模擬、高黎貢山印象、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、資源管理、文檔管理等進(jìn)行硏究,為推動(dòng)BIM技術(shù)在隧道及地下工程領(lǐng)域的施工應(yīng)用提供參考和借鑒。

  BIM標(biāo)準(zhǔn):

  BIM五大特點(diǎn)應(yīng)用

  1.可見性

  所見即所得,將以往線條式的構(gòu)件形成一種三維實(shí)物圖形展現(xiàn)在人們面前??梢暬慕Y(jié)果不僅可以用來進(jìn)行效果圖的展示,更重要的是項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策都是在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

  TBM段:

  2.模擬性

  設(shè)計(jì)階段:節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳遞模擬、地形模擬

  招投標(biāo)階段:4D模擬(三維加時(shí)間進(jìn)度)、5D模擬(基于3D模型的造價(jià)控制)

  暗挖支護(hù):

  3.協(xié)調(diào)性

  建設(shè)工程項(xiàng)目中的重點(diǎn)工作即為各單位之間的協(xié)調(diào)及相互配合的工作。BIM可在建筑物建造前期對(duì)各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào),還可以解決電梯井布置與其他設(shè)計(jì)布置,防火分區(qū)及其他設(shè)計(jì)布置之間的協(xié)調(diào),地下排水布置等。

  TBM掘進(jìn):

  4.可出圖性

  BIM借助于模型除了可以完成常見的建筑設(shè)計(jì)圖紙、構(gòu)件加工圖紙的出圖,還可以出如下圖紙:綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)預(yù)留洞口圖、碰撞檢查報(bào)告及改進(jìn)方案、凈高分析圖等。

  機(jī)電出圖:

  5.優(yōu)化性

  在工程的建設(shè)過程中,整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程。

  BIM能夠促進(jìn)更快速、更準(zhǔn)確、更高效的優(yōu)化,適用于項(xiàng)目方案優(yōu)化(如投資優(yōu)化、施工方案優(yōu)化等)、特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化(如異形設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施)。

  場(chǎng)地布置優(yōu)化:

  隨著城市的建設(shè)發(fā)展,綠色建筑、智慧城市是建筑業(yè)高效節(jié)能發(fā)展的必然趨勢(shì),建筑工業(yè)化則是實(shí)現(xiàn)這一必然趨勢(shì)的有效途徑之一, BIM技術(shù)正是整個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)者。

  三、BIM應(yīng)用成果

  1.施工方案模擬

  項(xiàng)目開工前,將三維施工模型與施工進(jìn)度相連接,集成施工資源等信息,進(jìn)而建立4D施工信息模型,將TBM掘進(jìn)的工藝流程在此虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬分析。

  掘進(jìn)施工及鋼筋綁扎,砌筑二襯混凝土:

  2.BIM平臺(tái)管理

  在對(duì)髙黎貢山隧道施工重難點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上,搭建了適合本項(xiàng)目的BIM施工管理平臺(tái),研發(fā)了高黎貢山印象、進(jìn)度、質(zhì)量、風(fēng)險(xiǎn)、資源、文檔管理等模塊。

  1)亮點(diǎn)照片展示

  照片編輯、篩選后,經(jīng)分部總工審核、項(xiàng)目工程部復(fù)審、項(xiàng)目總工終審后方能分類上傳。每個(gè)月上傳一次,設(shè)置預(yù)警條件,如未及時(shí)上傳,則發(fā)出預(yù)警信息

  無人機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤拍攝:

  2)視頻展示

  將項(xiàng)目視頻分為工藝工法視頻展示和項(xiàng)目宣傳展示兩部分。

  工藝展示:

  3)施工進(jìn)度管理

  從時(shí)間、工序、區(qū)域等三個(gè)維度,將隧道工程量的設(shè)計(jì)量與實(shí)際使用量進(jìn)行對(duì)比分析,實(shí)現(xiàn)多維算量,及時(shí)掌握材料節(jié)超情況。

  工程量統(tǒng)計(jì)與進(jìn)度對(duì)比:

  4)施工質(zhì)量管理

  1.原材檢測(cè):基于BIM施工管理平臺(tái),自原材料進(jìn)場(chǎng)開始,通過設(shè)置不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的預(yù)警規(guī)則,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原材原材檢測(cè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控。

  2.轉(zhuǎn)序管理:在BIM平臺(tái)界面上方以圖片形式滾動(dòng)播放近期的轉(zhuǎn)序資料,任意選取一個(gè)日期,則自動(dòng)調(diào)取該工點(diǎn)當(dāng)天的轉(zhuǎn)序資料。

  3.實(shí)體檢測(cè):針對(duì)各工區(qū)隧道初支、二襯施工的檢測(cè)情況,形成高黎貢山隧道缺陷發(fā)現(xiàn)、預(yù)警、整治等全過程管理臺(tái)賬,根據(jù)整改節(jié)點(diǎn)項(xiàng)設(shè)置報(bào)警和提示,提示指向整改責(zé)任人,報(bào)警指向項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)。

  4.三維技術(shù)交底:以三維動(dòng)畫形式,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和作業(yè)人員交底,形象直觀的展示了豎井開挖、岀渣、支護(hù)等工藝流程,提高了豎井施工組織管理水平和施工質(zhì)量。

  豎井開挖、出渣、支護(hù)流程:

  5)施工風(fēng)險(xiǎn)管理

  1.施工環(huán)境管理:對(duì)隧道內(nèi)有害氣體進(jìn)行檢測(cè),設(shè)置相應(yīng)的預(yù)置條件,實(shí)現(xiàn)有害氣體自動(dòng)短信預(yù)警的功能。

  2.超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,針對(duì)不同地質(zhì)預(yù)報(bào)方法,提前通知現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)預(yù)報(bào)負(fù)責(zé)人及時(shí)施作,對(duì)于預(yù)報(bào)可能出現(xiàn)的重大不良地質(zhì)情況,及時(shí)上傳報(bào)告及結(jié)果,發(fā)岀相應(yīng)的預(yù)警信息,提醒現(xiàn)場(chǎng)管理人員注意施工安全,并采取相應(yīng)措施。

  3.大型設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè):將BIM平臺(tái)與TBM掘進(jìn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成,實(shí)現(xiàn)基于BIM平臺(tái)實(shí)時(shí)查看TBM工作狀態(tài)、掘進(jìn)參數(shù)、掘進(jìn)姿態(tài)及掘進(jìn)進(jìn)度。

  掘進(jìn)設(shè)備管理:

  將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)告上傳至BIM施工管理平臺(tái),根據(jù)報(bào)告結(jié)果,將結(jié)論錄入至平臺(tái),如出現(xiàn)上述不良地質(zhì)時(shí),平臺(tái)立即以短信形式發(fā)出不良地質(zhì)預(yù)警信息。

  四、BIM應(yīng)用效益

  高黎貢山隧道BIM應(yīng)用作為中國鐵路總公司的BIM應(yīng)用試點(diǎn),應(yīng)用點(diǎn)突出新穎,拓寬了項(xiàng)目管理思路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道現(xiàn)場(chǎng)施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控的目的,積累了鐵路隧道施工階段BIM應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗(yàn)為提高項(xiàng)目管理水平和生產(chǎn)效率做出有益探索。

  當(dāng)前,BIM技術(shù)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用剛剛起步,大多處于試點(diǎn)階段。通過BIM技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用,為項(xiàng)目提供一個(gè)可視化的管理手段,實(shí)現(xiàn)施工過程動(dòng)態(tài)管理,達(dá)到施工進(jìn)度可控、質(zhì)量最優(yōu)、安全無誤的管理目標(biāo),對(duì)鐵路隧道施工應(yīng)用意義重大。



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