基于达索平台的铁路隧道工程全生命周期BIM技术应用探讨

以达索平台为技术支持,探索铁路隧道工程各阶段BIM技术应用的解决方案。通过对BIM理论的广泛调研,提出BIM在铁路隧道工程中的定义并总结其特点,并以宝兰客运专线石鼓山高风险隧道为工程依托,研究BIM技术应用于铁路隧道全生命周期中的技术路线。实践表明,BIM技术可为解决规划、设计、施工、运营各阶段的信息断链问题提供技术保障,使工程信息在全生命周期中得以有效利用与管理,达到优化设计方案、严控施工过程、提高运营管理的目的,为进一步提高我国铁路隧道BIM技术应用水平提供借鉴。     

BIM技术在铁路隧道设计中的应用

阐述BIM在铁路领域中的应用理念和BIM在铁路设计中的发展趋势。针对铁路隧道专业,结合宝兰客运专线石鼓山隧道辅助坑道工程,从斜井模型建立、模型审查和生成二维视图等方面分析BIM在隧道设计中的应用,探索BIM三维模型的建立,实现隧道设计从传统二维向三维转型;提出铁路建设项目各参建方BIM技术应用方案,分析运用BIM技术开展铁路设计的发展趋势。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM技术应用研究

以Bentley平台为技术支持,以京张高速铁路隧道工程为项目背景,以BIM技术在隧道设计中的应用为目的进行研究。叙述了BIM隧道建模过程及对铁路BIM标准的验证,通过使用BIM技术进行碰撞检测、正向设计、协同设计对设计流程的优化,总结了出现的问题及解决对策。研究认为:现阶段Bentley平台上BIM技术在铁路隧道设计中还不能满足出图和工程量计算的要求;在模型不同的设计阶段,由于精度要求的不同导致模型有时无法重复利用;模型的应用在设计、施工、运维间缺乏联系。解决以上问题需要根据隧道专业的需求进行有针对性的二次开发;提高BIM模型的重要性以替代二维出图;规范中对于BIM精度的要求应通过项目的验证不断优化;应制定统一的标准,规范BIM设计各阶段完成内容,构建多阶段、多专业的BIM平台。     

基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件研究

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决铁路隧道洞口传统二维设计过程中洞口位置选择不合理，洞口开挖回填边界线绘制困难，洞口开挖工程量难以精确计算，端墙洞门结构及截水沟设计与地形匹配不直观等难题，提出利用BIM技术在Bentley OpenRail Design平台研发隧道洞口设计软件技术方案。通过对隧道洞口设计内容和设计流程进行梳理，对软件整体架构、关键模块和数据库进行设计，研发基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件。本软件利用C#/C++混合编程技术，通过动态剖切地形曲面，实现隧道洞口横、纵断面图与三维模型实时联动，实现隧道洞口位置的合理选择，完成洞口边仰坡设计以及端墙洞门结构、洞外截水沟创建以及图纸输出等功能。工程应用表明，该软件结构合理，满足隧道洞口设计实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，显著提高隧道洞口设计效率与设计质量。     

盾构隧道BIM参数化建模软件设计与实现

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决盾构隧道三维建模过程繁琐、建模精度不足、建模效率低的问题，提出参数化建模软件研发方案。通过对盾构隧道设计内容和关键技术进行研究，根据核心业务需求，对软件进行整体架构、关键模块和数据库设计，研发盾构隧道BIM参数化建模软件。对盾构通用楔形管片的几何约束和工程约束进行研究分析，建立设计参数与中间推导参数的数学表达式，实现参数间的联动，实现盾构管片BIM模型的参数化创建。然后建立线路数学模型，通过计算高精度线路坐标，完成盾构管片的三维空间定位排版拼装，实现盾构隧道BIM模型的创建。工程应用表明，该软件结构合理，满足盾构隧道建模实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，大幅提高盾构隧道BIM模型的建模精度和效率。     

BIM技术在地铁车站结构设计中的应用研究

研究目的:BIM技术被誉为建筑业的第二次革命,是建筑业信息化和可持续发展的必然选择。本文针对我国BIM技术在地铁车站主要应用局限于结构建模、碰撞分析等方面的这一现状,探索BIM技术在地铁车站结构设计中的应用,将BIM技术应用推广到结构计算和工程量统计的过程中,为实现BIM技术在地铁车站的全生命周期的应用提供参考。研究结论:(1)建立了地铁车站标准段的BIM三维模型,通过Revit extensions将完善后的BIM模型导入Robot中,进行地铁车站的结构计算,实现了物理模型和分析模型之间工程信息的共享,体现了BIM核心价值;(2)使用Revit生成了包含多种结构信息的墙的明细表,是解决规模建筑工程量统计困难的有效途径;(3)本研究成果完善了BIM平台整体功能,能够为BIM技术在地铁车站结构设计中的应用提供指导作用。     

石鼓山隧道附属洞室BIM三维建模设计应用

BIM技术是未来铁路工程设计的趋势,结合宝兰客运专线陕西段石鼓山隧道工程,利用达索系统中的CATIA软件,对石鼓山隧道附属洞室BIM三维建模的设计应用进行介绍。     

BIM技术在铁路桥隧工程中的应用研究

桥梁和隧道是铁路建设项目中较为重要的工程内容。中铁第一勘察设计院集团有限公司在开展BIM技术的应用研究工作中,以桥隧工程为重点,从应用框架、资源配置、技术管理和质量管理等方面入手,结合清凉山隧道和十岔沟中桥工程,进行了较为系统的探索,以期从整体上形成BIM设计能力,为企业的转型升级打好基础。     

基岩山区高速铁路高陡边坡BIM应用

选取西成高铁纸坊1号隧道为研究对象,在施工过程中,为查明隧道洞口高陡边坡危岩落石的分布,面对工程环境危险、施工工期紧张、外业调查工作效率低、传统二维设计局限性等工程问题,首次采用"无人机+BIM+GIS"的创新技术方法开展高陡边坡危岩治理工作。首先通过无人机采集隧道洞口高清影像数据和DEM数据,然后开展不良地质判释和三维地质建模工作,最后通过计算分析完善了高陡边坡加固设计方案。在BIM实施过程中,建立了多专业协同工作机制,高效可靠地完成了高陡边坡勘察设计工作。项目BIM技术的成功实践,可为其他基岩山区铁路BIM应用提供解决方案。     

宝兰客专石鼓山隧道BIM技术的研究及应用

通过铁路隧道BIM技术的研究和应用,建立隧道工程各专业族库,实现铁路隧道建设全生命周期的信息共享,实现基于监控量测、超前地质预报技术的隧道安全远程监控和基于4D理念的隧道施工组织管理,培养参建各方掌握BIM的技术人员,实现整个铁路行业三维信息技术成果的推广应用。     

西成客运专线铁路桥隧工程BIM技术应用研究

以西成客运专线十岔沟中桥、清凉山隧道作为BIM研究实际工程背景,结合铁路桥隧BIM模型具有规模大、接口复杂、数据量大等特点,以BIM技术在铁路桥隧工程中的应用为主要目的,对铁路桥隧工程勘察设计全过程进行研究,包括外业勘察阶段的水文数据分析,设计阶段的模型创建、设计方案汇报展示、碰撞检查、协同设计、施工图绘制、工程数量计算、施工过程模拟等应用研究。研究认为,现有BIM软件平台基本能满足铁路桥隧工程BIM设计要求,但须按桥隧工程的设计特点进一步修改、完善。桥、隧BIM模型手工创建耗时、费力,专业化率较低,操作复杂,有针对地进行二次开发,将是桥隧BIM技术推广运用的突破口。虽然桥隧BIM出图率低,图纸不规范,但对各种数量信息的传递和汇总相对比较容易,用动画来表述施工过程,使复杂的工法变得清晰明了,这些都体现了BIM技术的优点,且技术也比较成熟,值得在铁路桥隧实际生产中的推广运用。     

向莆铁路戴云山越岭隧道群工程地质选线

向莆铁路戴云山脉越岭隧道群沿线不良地质发育、地质构造复杂,线位选择的优劣对工程成败影响巨大,推荐地质条件最优的戴云山脉越岭隧道群线位是向莆铁路地质勘察工作的重点和难点。以三维可视化高分辨率遥感解译、大面积地质调绘、高频大地电磁测深等技术为核心的工程地质综合选线贯穿于越岭隧道群工程地质勘察过程的不同阶段,持续不断的比选和优化越岭隧道群线位和隧址。推荐的戴云山越岭隧道群线位和隧址进出口,成功绕避了洞身各种不利构造和洞口不良地质体,隧道群工程地质条件整体良好,合理规避了各类工程风险,施工进展顺利、铁路运营状况良好,社会、环境、技术、经济效益显著。     

复杂地质条件下超浅埋暗挖立体交叉隧道施工

介绍广州市轨道交通5号线区庄站多层立体交叉隧道工程概况,系统总结重叠段隧道施工工况及关键控制技术;对交叉重叠段地面沉降、5、6号线隧道拱顶沉降数据进行分析,验证主要关键施工技术;最后提出近接群洞隧道施工安全距离、下层隧道初支完成后,即可进行上层隧道施工等关键结论.     

软土地区盾构隧道若干设计关键问题解决方法研究

轨道交通的持续建设和地下空间大力度开发使得盾构隧道施工环境日益复杂,而软土地区土层特性使得施工难度和风险更高。结合实际工程针对软土盾构隧道设计提出以下技术措施:①基础补偿+洞内顶托的被动联合桩基托换技术;②基于BIM管片自动排版和选型技术;③洞外加固+混凝土箱体洞内临时封闭接收技术。从设计源头上解决了实际工程中的技术问题,显著提高施工准确度并降低了工程风险,为软土地区类似工程实践提供了可借鉴的经验。     

上下层小净距重叠隧道复合仰拱支护工法研究

采用常规施工方案修建小净距重叠隧道时,存在施工风险高、工期长、经济性差等诸多缺点。以重庆铁路枢纽东环线鸡公咀、芭蕉沟重叠隧道为背景,提出一种适用于小净距重叠隧道施工的新方法,并从基本原理和数值计算两个方面对其可行性进行初步探讨,研究结果表明:(1)该工法通过复合仰拱形成了有效的支护承载体系,既降低了下层隧道二衬特殊加强、保护措施的工程投入,也加快了工程进度;(2)上下层隧道支护结构的变形值能够满足规范要求,截面承载能力具有一定的安全储备,夹岩应力状态稳定,重叠隧道支护体系安全可靠。     

基于BIM技术的铁路隧道正向设计研究

以Bentley平台和二次开发软件为技术支持,对基于BIM技术的铁路隧道正向设计进行研究:结合新版软件功能,从项目创建、流程管理、参数化设计、三维建模、工程量统计等方面出发,总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、结合地形设计等方面具有的优势;另一方面,BIM技术还存在部分构件建模过程复杂、二次开发软件不足、出图功能欠缺、参数化数字化设计不完善、审核难度大等问题。通过本次研究,进一步优化了铁路隧道BIM正向设计流程,为在隧道专业中推广BIM正向设计积累了宝贵的经验。     

高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究——以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。     

地铁隧道联络通道薄弱环节冻结孔布孔方式

地铁隧道联络通道冻结施工的最薄弱环节为隧道开挖对侧顶部区域的冻结。目前,该区域的冻结存在单排长孔冻结和长孔加短排加强孔冻结两种布孔方式。通过对杭州、上海的3个不同布孔方式的地铁联络通道工程现场温度数据的收集,冻结、开挖期间冻结效果的观测,以及钻孔施工情况的分析与对比,发现采用短排加强孔的冻结效果有明显的提升,但是过度密集的布孔可能会造成断管问题的出现。     

小间距隧道施工监控量测分析及应用

对于临近既有隧道新建小间距隧道而言,由于两洞之间的相互影响,围岩及衬砌结构受力比较复杂,施工过程中的现场监控量测显得尤为重要,这既是对既有隧道结构安全性的检测,也是对新建隧道施工的妥当性以及加固措施有效性的评价。针对包西铁路通道新宝塔山施工中洞周收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力及钢架应力等进行了监控量测,确保施工的顺利进行。     

滑坡地段隧道变形的地质力学模型及工程防治措施

研究目的:在山区铁路中,有很多隧道都修建在山体斜坡内,这些隧道常常会发生变形开裂等病害。调查表明,隧道变形病害与所在斜坡出现滑坡现象密切相关,并且严重危及铁路行车安全。针对这一问题,本文对隧道变形特征、滑坡与隧道变形的相互关系以及有效的工程防治措施等方面进行了研究。研究方法:在对滑坡地段近30座施工和运营隧道进行调研的基础上,根据隧道与滑面的相对位置关系及相应的隧道变形特征,建立地质力学模型。研究结果:建立了分析滑坡与隧道变形相互关系的4类地质力学模型,分析了4类模型的受力模式和变形特征。结合4类地质力学模型和工程实例,给出了针对隧道变形的不同特征选择工程防治措施的具体方法。研究结论:(1)隧道与滑面的相对位置关系是决定隧道变形特征的主要因素;(2)工程防治措施应与隧道的变形特征相结合。