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          亞洲第一長鐵路山嶺隧道高黎貢山隧道BIM應用
          2021-08-11 來源:易圖BIM 

            一、項目概況

            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+1座斜井+2座豎井”的輔助坑道設置方案。隧道地質條件極為復雜,具有“三髙四活躍″的特征,不同地質條件髙達18種,堪稱鐵路隧道建設地質博物館。

            與其他建筑行業相比,鐵路隧道行業建設具有站點多、線路長、涉及面廣、投資高、數據和信息量大等特點,在施工過程中,急需采用BIM技術的原因主要有:

           ?。?)該隧道作為大瑞鐵路的控制工程,地質結構復雜,且工程規模大,項目施工對安全、質量、進度等要求嚴格。

           ?。?)深豎井、大坡度超長斜井、長距離TBM掘進,施工難度及施工安全風險髙。利用BIM技術,可對施工組織方案進行可視化論證,從而達到合理控制工期的目的。

            3)利用BIM技術可以對實際發生的工程量進行客觀的統計,并能對人工、機械、材料的投入進行總體計劃,有利于控制成本。

            二、BIM實施情況

            根據中國鐵路總公司關于信息化總體部署的要求,充分利用現代信息技術和監控監測手段,做好“一橋-隧”BIM試點中的高黎貢山隧道BIM應用工作,切實提髙工程管理水平。2016年3月,中鐵隧道局成立大瑞鐵路項目BIM小組,結合高黎貢山隧道施工的重難點,深入研究BⅠM技術在高黎貢山隧道施工中的應用。

            本項目基于三維設計及施工應用軟件,就BIM標準建立、三維可視化場地布置、方案模擬、高黎貢山印象、進度管理、質量管理、風險管理、資源管理、文檔管理等進行硏究,為推動BIM技術在隧道及地下工程領域的施工應用提供參考和借鑒。

            BIM標準:

            BIM五大特點應用

            1.可見性

            所見即所得,將以往線條式的構件形成一種三維實物圖形展現在人們面前??梢暬慕Y果不僅可以用來進行效果圖的展示,更重要的是項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都是在可視化的狀態下進行。

            TBM段:

            2.模擬性

            設計階段:節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳遞模擬、地形模擬

            招投標階段:4D模擬(三維加時間進度)、5D模擬(基于3D模型的造價控制)

            暗挖支護:

            3.協調性

            建設工程項目中的重點工作即為各單位之間的協調及相互配合的工作。BIM可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調,還可以解決電梯井布置與其他設計布置,防火分區及其他設計布置之間的協調,地下排水布置等。

            TBM掘進:

            4.可出圖性

            BIM借助于模型除了可以完成常見的建筑設計圖紙、構件加工圖紙的出圖,還可以出如下圖紙:綜合管線圖、綜合結構預留洞口圖、碰撞檢查報告及改進方案、凈高分析圖等。

            機電出圖:

            5.優化性

            在工程的建設過程中,整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程。

            BIM能夠促進更快速、更準確、更高效的優化,適用于項目方案優化(如投資優化、施工方案優化等)、特殊項目的設計優化(如異形設計的優化措施)。

            場地布置優化:

            隨著城市的建設發展,綠色建筑、智慧城市是建筑業高效節能發展的必然趨勢,建筑工業化則是實現這一必然趨勢的有效途徑之一, BIM技術正是整個過程的實現者。

            三、BIM應用成果

            1.施工方案模擬

            項目開工前,將三維施工模型與施工進度相連接,集成施工資源等信息,進而建立4D施工信息模型,將TBM掘進的工藝流程在此虛擬環境中進行模擬分析。

            掘進施工及鋼筋綁扎,砌筑二襯混凝土:

            2.BIM平臺管理

            在對髙黎貢山隧道施工重難點分析的基礎上,搭建了適合本項目的BIM施工管理平臺,研發了高黎貢山印象、進度、質量、風險、資源、文檔管理等模塊。

            1)亮點照片展示

            照片編輯、篩選后,經分部總工審核、項目工程部復審、項目總工終審后方能分類上傳。每個月上傳一次,設置預警條件,如未及時上傳,則發出預警信息

            無人機實時跟蹤拍攝:

            2)視頻展示

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

            工藝展示:

            3)施工進度管理

            從時間、工序、區域等三個維度,將隧道工程量的設計量與實際使用量進行對比分析,實現多維算量,及時掌握材料節超情況。

            工程量統計與進度對比:

            4)施工質量管理

            1.原材檢測:基于BIM施工管理平臺,自原材料進場開始,通過設置不同時間節點的預警規則,對現場原材原材檢測進行動態管控。

            2.轉序管理:在BIM平臺界面上方以圖片形式滾動播放近期的轉序資料,任意選取一個日期,則自動調取該工點當天的轉序資料。

            3.實體檢測:針對各工區隧道初支、二襯施工的檢測情況,形成高黎貢山隧道缺陷發現、預警、整治等全過程管理臺賬,根據整改節點項設置報警和提示,提示指向整改責任人,報警指向項目領導。

            4.三維技術交底:以三維動畫形式,對現場技術人員和作業人員交底,形象直觀的展示了豎井開挖、岀渣、支護等工藝流程,提高了豎井施工組織管理水平和施工質量。

            豎井開挖、出渣、支護流程:

            5)施工風險管理

            1.施工環境管理:對隧道內有害氣體進行檢測,設置相應的預置條件,實現有害氣體自動短信預警的功能。

            2.超前地質預報管理:根據設計要求,針對不同地質預報方法,提前通知現場地質預報負責人及時施作,對于預報可能出現的重大不良地質情況,及時上傳報告及結果,發岀相應的預警信息,提醒現場管理人員注意施工安全,并采取相應措施。

            3.大型設備狀態監測:將BIM平臺與TBM掘進系統數據集成,實現基于BIM平臺實時查看TBM工作狀態、掘進參數、掘進姿態及掘進進度。

            掘進設備管理:

            將超前地質預報報告上傳至BIM施工管理平臺,根據報告結果,將結論錄入至平臺,如出現上述不良地質時,平臺立即以短信形式發出不良地質預警信息。

            四、BIM應用效益

            高黎貢山隧道BIM應用作為中國鐵路總公司的BIM應用試點,應用點突出新穎,拓寬了項目管理思路,實現了對隧道現場施工安全、質量、進度、風險等進行動態管控的目的,積累了鐵路隧道施工階段BIM應用的寶貴經驗為提高項目管理水平和生產效率做出有益探索。

            當前,BIM技術在鐵路行業的應用剛剛起步,大多處于試點階段。通過BIM技術在隧道施工中的應用,為項目提供一個可視化的管理手段,實現施工過程動態管理,達到施工進度可控、質量最優、安全無誤的管理目標,對鐵路隧道施工應用意義重大。



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