CN111101950B - 基于bim技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，包括：根据收集的管片纵缝信息，提取钢筋主筋间距和螺栓孔位置及尺寸技术参数，创建BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型；根据联络通道冷冻管布置位置及尺寸的图纸参数，创建BIM冷冻管结构模型；将创建的两个模型导出至Navisworks软件并合并，按照设置好的基准点将BIM冷冻管结构模型附在BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型上，并且分别把模型中的冷冻管和冷冻管、冷冻管和管片钢筋、冷冻管和螺栓孔做冲突检查；根据冷冻管排布导出冲突报告，针对冲突点找出冷冻孔的最优位置修改优化。直观的表达冷冻管在穿越管片模型的冲突情况，可以提前优化方案，使方案实施更精细。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道中采用冷冻法进行地层加固的联络通道施工领域，尤其涉及一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法。
背景技术
目前盾构隧道中联络通道施工通常采用矿山法施工，按照住建部文件建办质[2018]31号文要求属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围，安全风险极大。根据地层条件、水位大小和周边环境条件等情况，联络通道采用冷冻法加固地层后再开挖施工。冷冻法加固需要在隧道左右线的联络通道位置周围环状布置冷冻管，冷冻管在两侧相向打孔布置。
根据设计要求，为了保证隧道结构安全及防水效果，冷冻管开孔布置应避开内、外弧面管片环、纵缝、螺栓孔、主筋以及相向布置的冷冻管应相互避开，以保证冷冻法顺利进行，同时也保证开挖过程中的安全性。
常规方式是在现场直接按照设计位置进行开孔，但是设计仅在二维图纸上设计，同时也考虑不到混凝土管片因拼装点位无法确定管片环、纵缝位置，也不能直接确定管片主筋位置、外弧面环缝位置以及冷冻管的交叉影响。另外开孔较多将导致现场开孔工效较慢，影响工期，同时对隧道结构的安全性及防水效果产生较大影响。故需要一种方法，在开孔前综合考虑避开内、外弧面管片环、纵缝、螺栓孔、主筋以及相向布置的冷冻管位置，以提高联络通道施工过程中隧道结构的安全性及防水效果和开孔工效。
发明内容
本发明主要是针对现有技术的不足，提供一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，利用BIM技术建立模型，依据设计原则，在施工前确定最优开孔方案，减少冷冻管开孔对隧道结构及防水产生影响，保证施工安全。
本发明所采用的技术方案为：一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其包括以下步骤：
收集联络通道位置管片纵缝点位信息；
根据收集的管片纵缝信息，在管片设计结构图纸中提取钢筋主筋间距和螺栓孔位置及尺寸技术参数，利用Autodesk Revit建模软件创建BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型；
根据联络通道冷冻管布置位置及尺寸的图纸参数，利用Autodesk Revit建模软件创建BIM冷冻管结构模型；
将创建完成的所述BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型和所述BIM冷冻管结构模型导出至Navisworks软件并合并，按照设置好的基准点将所述BIM冷冻管结构模型附在所述BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型上，并且分别把模型中的冷冻管和冷冻管、冷冻管和管片钢筋、冷冻管和螺栓孔做冲突检查；
根据冷冻管排布导出冲突报告，针对冲突点找出冷冻孔的最优位置修改优化。
本发明基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法的一些实施例中，还包括步骤：根据布置优化后的冷冻孔位置打冷冻孔，并且，打冷冻孔时，对联络通道处隧道位置进行校核，并先打透孔，根据校核后数据打设其它冷冻孔。
本发明基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法的一些实施例中，对布置优化的冷冻孔控制最大允许偏斜为150mm。
本发明基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法的一些实施例中，对布置优化的冷冻孔的成孔轨迹测斜超过所述最大允许偏斜的情况，预估偏差影响程度，并且重新绘图布置优化。
本发明基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法的一些实施例中，布置优化后冷冻孔控制最大允许间距为1300mm。
与现有技术相比，本发明具备以下有效效果：
利用现场实体的信息采集，通过利用BIM技术运用，在模型上能够直观查找到冷冻管与冷冻管、环、纵缝、螺栓孔、主筋等冲突的位置，在满足隧道管片结构和防水的前提下，根据设计布孔的原则可以快速优化布孔位置，得出最佳布孔方案，降低风险，提高开孔工效，减少工期延误。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为联络通道冷冻法加固冷冻管BIM效果图。
图2为本发明的实施例中冷冻管与管片外弧面纵缝冲突示意图。
图3为本发明的实施例中冷冻管与主筋冲突示意图。
图4为本发明的实施例中冷冻管与螺栓孔冲突示意图。
图5为本发明的实施例中两侧冷冻管交叉冲突示意图。
附图中标号对应关系如下：
1-冷冻管、2-管片外弧面纵缝、3-管片钢筋主筋、4-管片螺栓孔、5-管片内弧面纵缝、6-管片。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
联络通道冷冻法加固冷冻管通常按照设计二维图位置布孔，设计二维图时是在未考虑管片实际拼装环缝位置问题，也考虑不到主筋位置和外弧面环缝位置以及冷冻管的交叉影响。过多的开孔对管片结构及防水性有着严重的考验。
常规方式是按照二维图，虽有设计要求避开纵、环缝、主筋、螺栓孔等要求，但是现场直接按照设计平面图无法准确全部避开，这就给联络通道开挖带来极大的安全风险。
本发明提供了基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，利用BIM技术建立模型，依据设计原则，在施工前确定最优开孔方案，减少冷冻管开孔对隧道结构及防水产生影响，保证施工安全。
参阅图1～5所示，本发明实施例提供了一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其主要包括以下步骤：
步骤1：参照设计布孔位置，收集联络通道附近混凝土管片6内弧面纵缝5和外弧面纵缝2的点位信息；
步骤2：根据收集的管片纵缝信息，在管片设计结构图纸中提取管片钢筋主筋3间距和管片螺栓孔4位置及尺寸技术参数，利用Autodesk Revit建模软件创建BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型，该模型为包含钢筋和螺栓孔的管片模型；
步骤3：根据联络通道冷冻管布置位置及尺寸(长度)的图纸参数，利用AutodeskRevit建模软件创建BIM冷冻管结构模型；
步骤4：将创建完成的BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型和BIM冷冻管结构模型导出至Navisworks软件并合并，按照设置好的基准点将BIM冷冻管结构模型附在BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型上，并且分别把模型中的冷冻管1和冷冻管1、冷冻管1和管片钢筋主筋3、冷冻管1和管片螺栓孔4做冲突检查；
步骤5：根据冷冻管排布导出冲突报告，针对冲突点找出冷冻孔的最优位置修改优化，并设计复核。
进一步地，根据布置优化后的冷冻孔位置打冷冻孔时，对联络通道处隧道位置进行校核，并先打透孔，复核联络通道两个洞门预留口的相对位置，根据校核后数据打设其它冷冻孔。
进一步地，对布置优化的冷冻冻结孔控制最大允许偏斜(冷冻孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离)为150mm。
进一步地，对布置优化的冷冻冻的成孔轨迹测斜超过所述最大允许偏斜的情况，可以预估偏差影响程度，并且给予优化建议。
更进一步地，为保证冷冻效果，布置优化后冷冻孔控制最大允许间距为1300mm。
本发明基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，利用现场实体的信息采集，通过利用BIM技术运用建立模型，在模型上能够直观查找到冷冻管与冷冻管、环、纵缝、螺栓孔、主筋等冲突的位置，在满足隧道管片结构和防水的前提下，根据设计布孔的原则可以快速优化布孔位置，得出最佳布孔方案，降低风险，提高开孔工效减少工期延误。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
收集联络通道位置管片纵缝点位信息；
根据收集的管片纵缝信息，在管片设计结构图纸中提取钢筋主筋间距和螺栓孔位置及尺寸技术参数，利用Autodesk Revit建模软件创建BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型；
根据联络通道冷冻管布置位置及尺寸的图纸参数，利用Autodesk Revit建模软件创建BIM冷冻管结构模型；
将创建完成的所述BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型和所述BIM冷冻管结构模型导出至Navisworks软件并合并，按照设置好的基准点将所述BIM冷冻管结构模型附在所述BIM管片钢筋和螺栓孔结构模型上，并且分别把模型中的冷冻管和冷冻管、冷冻管和管片钢筋、冷冻管和螺栓孔做冲突检查；
根据冷冻管排布导出冲突报告，针对冲突点找出冷冻孔的最优位置修改优化。
2.如权利要求1所述的基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其特征在于，还包括步骤：根据布置优化后的冷冻孔位置打冷冻孔，并且，打冷冻孔时，对联络通道处隧道位置进行校核，并先打透孔，根据校核后数据打设其它冷冻孔。
3.如权利要求1所述的基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其特征在于：对布置优化的冷冻孔控制最大允许偏斜为150mm。
4.如权利要求3所述的基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其特征在于：对布置优化的冷冻孔的成孔轨迹测斜超过所述最大允许偏斜的情况，预估偏差影响程度，并且重新绘图布置优化。
5.如权利要求1所述的基于BIM技术的冷冻法施工冷冻管布置优化方法，其特征在于：布置优化后冷冻孔控制最大允许间距为1300mm。
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