CN112016145A - 一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,包括以下步骤:S1、在bim中建模:读取隧道信息要素,建立三维数字模型;S2、模拟施工过程:进行施工模拟分析,进行施工方案的比选和优化;S3、确定施工方案:根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,进行补充和修改;S4、建立共享平台:建设以最优施工方案为主的轻量化共享平台。本发明通过将传统隧道施工与bim技术结合,生成相应的三维数字模型和通过对比后的数字施工方案,可以直观的、真实的反应出隧道内部和外部的环境,以及具体施工工序,从整体到细节一体控制,便于设计人员及时更改和查阅数据,同时施工时出现突发问题,便于各级人员及时沟通处理,提升隧道施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工方法,特别涉及一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,属于隧道施工技术领域。
背景技术
BIM施工技术指建筑信息模型或者建筑信息管理是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维的建筑模型,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
隧道是埋置于地层内的工程建筑物,是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道,隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成,附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施,长的隧道还有专门的通风和照明设备。
现有的隧道建设首先需要进行图纸设计,然后根据图纸设计进行隧道的修建,由于隧道建设设计师在设计时,依靠的是理论基础和经验值,不能完全把实际修建过程中存在的问题全部考虑进去,同时,需要随时根据隧道的情况进行修改,比较繁琐,此外施工人员参照图纸进行施工时,无法直观的了解到施工的要求,会出现隧道的实际建设过程中与图纸设计的规格要求出现差异,影响隧道建设的效率和建设质量,且施工方面对建造过程中的突发情况,不能及时的与设计方进行沟通,咨询相关建议,影响工程精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,以解决上述背景技术中提出的施工人员参照图纸进行施工时,无法直观的了解到施工的要求,会出现隧道的实际建设过程中与图纸设计的规格要求出现差异,影响隧道建设的效率和建设质量,且施工方面对建造过程中的突发情况,不能及时的与设计方进行沟通,咨询相关建议,影响工程精度的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,包括以下步骤:
S1、在bim中建模:读取隧道信息要素,建立描述施工方案的三维数字模型,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型;
环境模型是施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的环境影响因素;
施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类。
S2、模拟施工过程:通过BIM中的Navisworks软件进行施工模拟分析,确定各环节的工艺措施,进行施工方案的比选和优化。
S3、确定施工方案:根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,对施工方案进行补充和修改,确定最优施工方案,并设置各单位、各项目管理人员的名单、权限和职责。
S4、建立共享平台:建设以最优施工方案为主的轻量化共享平台,实现手机客户端远程查看、控制和交流。
作为本发明的一种优选技术方案,所述三维数字模型通过OpenRailDesigner软件制作。
作为本发明的一种优选技术方案,步骤S1中读取的信息要素主要为外部环境要素,外部环境要素包括施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件。
作为本发明的一种优选技术方案,步骤S2模拟施工过程的具体步骤为:
S1:洞口段及洞门施工;
S2:隧道开挖掘进施工;
S3:初期支护施工;
S4:隧道防排水施工;
S5:二次衬砌施工;
S6:隧道路面施工;
S7:隧道防火涂料施工及机电设备安装;
作为本发明的一种优选技术方案,步骤S3中碰撞检测包括土建模型碰撞检测和隧道内部管道碰撞检测。
作为本发明的一种优选技术方案,所述洞口段及洞门施工施工工序依次:
洞口土方上部开挖、洞顶截水沟开挖、洞口刷仰坡、洞口长管棚施工、和洞外土方开挖及明洞开挖。
作为本发明的一种优选技术方案,所述隧道开挖掘进施工步骤中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、交叉中壁法和双侧壁导坑法。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,通过将传统隧道施工与bim技术结合,生成相应的三维数字模型和通过对比后的数字施工方案,可以直观的、真实的反应出隧道内部和外部的环境,以及具体施工工序,从整体到细节一体控制,便于设计人员及时更改和查阅数据,同时施工时出现突发问题,便于各级人员及时沟通处理,提升隧道施工效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中三维数字模型的组成结构示意图;
图3为本发明中外部环境要素的组成结构示意图;
图4为本发明模拟施工过程的工序示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供了一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法的技术方案:一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,包括以下步骤:
S1、在bim中建模:读取隧道信息要素,建立描述施工方案的三维数字模型,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型;
环境模型是施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的环境影响因素;
施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类。
S2、模拟施工过程:通过BIM中的Navisworks软件进行施工模拟分析,确定各环节的工艺措施,进行施工方案的比选和优化。
S3、确定施工方案:根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,对施工方案进行补充和修改,确定最优施工方案,并设置各单位、各项目管理人员的名单、权限和职责。
S4、建立共享平台:建设以最优施工方案为主的轻量化共享平台,实现手机客户端远程查看、控制和交流。
三维数字模型通过OpenRailDesigner软件制作。
步骤S1中读取的信息要素主要为外部环境要素,外部环境要素包括施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件。
步骤S2模拟施工过程的具体步骤为:
S1:洞口段及洞门施工;
S2:隧道开挖掘进施工;
S3:初期支护施工;
S4:隧道防排水施工;
S5:二次衬砌施工;
S6:隧道路面施工;
S7:隧道防火涂料施工及机电设备安装;
步骤S3中碰撞检测包括土建模型碰撞检测和隧道内部管道碰撞检测。
洞口段及洞门施工施工工序依次:
洞口土方上部开挖、洞顶截水沟开挖、洞口刷仰坡、洞口长管棚施工、和洞外土方开挖及明洞开挖。
隧道开挖掘进施工步骤中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、交叉中壁法和双侧壁导坑法。
根据图1所示,具体的,收集隧道环境,主要为施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件等,在BIM中输入以上相关具体数值,BIM软件读取隧道信息要素,应用BIM中的Revit软件bim中建模,建立描述施工方案的三维数字模型,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型,环境模型是根据自然环境条件构建的施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的均可对虚拟布置场地造成不同影响,施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类,其中,环境模型还包括施工方案模型,且施工方案模型与施工设备模型和环境模型相互关联;通过BIM中的Navisworks软件对施工方案模型进行施工模拟分析,确定各环节的工艺措施,进行施工方案的比选和优化,根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,其中,碰撞检测包括土建模型碰撞检测和隧道内部管道碰撞检测,对施工方案进行补充和修改,确定最优施工方案,并设置各单位、各项目管理人员的名单、权限和职责。
根据图2所示,具体的,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型,环境模型是根据自然环境条件构建的施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的均可对虚拟布置场地造成不同影响,施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类,其中,环境模型还包括施工方案模型,且施工方案模型与施工设备模型和环境模型相互关联。
根据图3所示,具体的,在通过BIM建模之前,收集隧道环境,主要为施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件等,围岩条件也就是地质条件,其中包括围岩级别,地下水及不良地质现象等。围岩级别是地围岩工程性质的综合判定,对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用,施工条件包括施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平,隧道尺寸和形状,对施工方法选择也有一定的影响,在同样地质条件下,由于埋深的不同,施工方法也将有很大差异,作为设计条件之一的施工工期,在一定程度上会影响基本施工方法的选择。因为工期决定了在均衡生产的条件下,对开挖、运输等综合生产能力的基本要求,即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求,当隧道施工对周围环境产生如爆破振动、地表下沉、噪声、地下水条件的变化等不良影响时,环境条件也应成为选择隧道施工方法的重要因素之一,在城市条件下,甚至会成为选择施工方法的决定性因素。
具体使用时,本发明一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,通过BIM建模前,需要收集隧道环境,主要为施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件等,在BIM中输入以上相关具体数值,BIM软件读取隧道信息要素,应用BIM中的Revit软件bim中建模,建立描述施工方案的三维数字模型,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型,环境模型是根据自然环境条件构建的施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的均可对虚拟布置场地造成不同影响,施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类,其中,环境模型还包括施工方案模型,且施工方案模型与施工设备模型和环境模型相互关联;通过BIM中的Navisworks软件对施工方案模型进行施工模拟分析,确定各环节的工艺措施,进行施工方案的比选和优化,根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,其中,碰撞检测包括土建模型碰撞检测和隧道内部管道碰撞检测,对施工方案进行补充和修改,确定最优施工方案,并设置各单位、各项目管理人员的名单、权限和职责,同时建设以最优施工方案为主的轻量化共享平台,实现手机客户端远程查看、控制和交流,轻量化共享平台为EBIM平台,有利于在监管需求时,管理人员通过EBIM平台直接发布指令,技术员、监理员、检测员根据收到的指令执行命令,同时根据数据共享和权限划分,相关管理人员可直接调动各部位监控实时查看现场状况;当现场出现设计变更需求时,技术员通过模型加载现场施工状况,EBIM平台自动加载设计参数、地质报告、类似状况处理参考意见等资料传递至每个决策者,各单位决策层可依托模型进行商讨,形成初步处理意见。
在本发明的描述中,需要理解的是,指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在bim中建模:读取隧道信息要素,建立描述施工方案的三维数字模型,三维数字模型包括环境模型和施工设施模型;
环境模型是施工方案的虚拟布置场地,不同施工方法和施工工序的环境影响因素;
施工设备模型是施工方案中采用的机械设备、材料种类。
S2、模拟施工过程:通过BIM中的Navisworks软件进行施工模拟分析,确定各环节的工艺措施,进行施工方案的比选和优化。
S3、确定施工方案:根据施工过程中的各项碰撞检测和模拟施工过程,对施工方案进行补充和修改,确定最优施工方案,并设置各单位、各项目管理人员的名单、权限和职责。
S4、建立共享平台:建设以最优施工方案为主的轻量化共享平台,实现手机客户端远程查看、控制和交流。
2.根据权利要求1所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:所述三维数字模型通过OpenRailDesigner软件制作。
3.根据权利要求1所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:步骤S1中读取的信息要素主要为外部环境要素,外部环境要素包括施工条件、围岩条件、隧道断面积、施工埋深、施工工期和自然环境条件。
4.根据权利要求1所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:步骤S2模拟施工过程的具体步骤为:
S1:洞口段及洞门施工;
S2:隧道开挖掘进施工;
S3:初期支护施工;
S4:隧道防排水施工;
S5:二次衬砌施工;
S6:隧道路面施工;
S7:隧道防火涂料施工及机电设备安装。
5.根据权利要求1所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:步骤S3中碰撞检测包括土建模型碰撞检测和隧道内部管道碰撞检测。
6.根据权利要求4所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:所述洞口段及洞门施工施工工序依次:
洞口土方上部开挖、洞顶截水沟开挖、洞口刷仰坡、洞口长管棚施工、和洞外土方开挖及明洞开挖。
7.根据权利要求4所述的一种bim技术在隧道施工过程中应用的方法,其特征在于:所述隧道开挖掘进施工步骤中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔壁法、交叉中壁法和双侧壁导坑法。
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