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。