基于BIM+GIS的运营重载铁路隧道快速建模与信息集成技术

目前各类BIM（建筑信息模型）建模软件中隧道构件库仅具有存储和展示管理功能，无法与实际构件后期应用进行信息交互，极大影响了构件库的应用价值。本文首先确定了隧道构件的编码方式，然后探讨了运营重载铁路隧道BIM快速构建技术和基于BIM+GIS（地理信息系统）的隧道设备服役状态信息集成方法，构建了隧道构件库，建立了典型隧道地质模型和结构模型，开发了隧道地质模型、结构模型、倾斜摄影模型与GIS图像的融合技术；最后根据朔黄铁路现场实测数据开发了重载铁路隧道设备BIM+GIS展示平台。研究成果可为重载铁路隧道设备智能管理提供借鉴。     

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。     

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。     

基于BIM的铁路隧道辅助设计关键技术研究

以Bentley PowerCivil为基础,采用隧道设计思路,参考地模、地质和线路模型信息,根据围岩情况实现隧道设计模型的精确建立,同时,结合IFC/IFD编码标准,完成工程信息的自动附加。通过梳理设计阶段与施工阶段模型结构树的区别,完成几何分解和设计阶段信息到施工阶段的自动转换。以拉(萨)林(芝)铁路扎莫隧道为试点,建设了一套完整的基于建筑信息模块(BIM)技术的铁路隧道辅助设计系统与流程。实践证明,该系统能够结合地质、设计参数等信息有效地辅助隧道设计,提高设计精度。通过信息挂接与阶段模型转换,解决了模型在工程全生命周期的持续应用问题。     

甬舟铁路金塘海底隧道矿山法段地下水限排标准研究

为对甬舟铁路金塘海底隧道矿山法段地下水限排标准进行研究，考虑海底隧道“V”形反坡排水需要采用机械强制抽排，隧道排放标准合理选择对海底隧道后期运营成本有重大影响，对已建成的7座矿山法海底隧道防排水模式进行调研。根据二次衬砌是否承受水压来进行划分，可分为3种，即完全封堵型隧道、局部排水型隧道和全排水型隧道，并考虑国内海底矿山法隧道(厦门翔安海底隧道、胶州湾海底隧道)的防排水设计相关经验，揭示甬舟铁路海底隧道矿山法段的防排水模式；分析已建成的7座海底矿山法隧道陆域段限排标准及甬舟铁路海底隧道陆域段各区域限排标准数据，计算出保证甬舟铁路海底隧道矿山法段的总体水平与挪威埃林索伊一隧道的总排放量接近的最大排放量。最终结合依托工程矿山法隧道段的水文地质特点，提出甬舟铁路海底隧道矿山法段的防排水模式。研究结论：(1)建议甬舟铁路海底隧道矿山法段采用排导(限排或全排)模式；(2)基于统计分析与工程类比，建议甬舟铁路海底隧道矿山法段最大排放量为0.43m³/(m·d)。     

铁路隧道衬砌极限状态法设计软件开发及应用

目前,铁路隧道设计方法已由安全系数法向极限状态法转轨,但缺乏隧道衬砌结构极限状态法设计专用软件,衬砌设计仍需采用多软件协同作业的传统方法完成,过程繁琐,效率较低.提出基于VB6.0开发的铁路隧道衬砌极限状态法设计软件的构建思路、软件功能、软件模块及操作流程,介绍软件在铁路隧道极限状态法转轨工作中的应用成果.该软件集建模...     

黔张常铁路桑植隧道BIM技术应用研究

当前主流BIM软件平台均无专门针对铁路隧道工程设计的功能,以往手动创建隧道工程BIM存在效率低、精度差和交付成果不规范的问题,致使设计BIM成果价值不能有效体现。依托黔张常铁路桑植隧道BIM试点项目,通过分析研究铁路隧道工程各设计环节BIM建模存在的难点,结合中国铁路BIM联盟发布的相关BIM技术标准,基于Revit软件平台进行二次开发,构建线路与隧道参数化设计数学模型,实现了高效、智能化的铁路隧道工程BIM建模与算量,最后利用BIM成果进行隧道洞口淹没分析、指导性施组设计和可视化交底应用。研究结果表明:通过对现有BIM软件平台进行二次开发,能够有效提高隧道工程BIM建模效率,确保BIM模型精度和交付成果符合规范要求,为后续开展更深层次的BIM应用提供有效的数据支撑。     

特长隧道平面独立控制网布设

在铁路、公路等项目中,经常存在设计控制网精度、密度满足不了长大隧道等大型建筑物施工测量精度要求的情况,需要布设满足施工精度要求的独立控制网。以太兴铁路二青山特长隧道为例,介绍该隧道如何建立独立坐标系,采用固定一点一方位平差的方法来提高控制网精度,满足测量规范精度要求。     

津秦客专隧道钻爆法施工技术

隧道钻爆法施工中不要拘泥于施工图设计给定的施工方案,应根据现场的环境条件、地质条件、断面大小、结构形式、施工工期等因素,灵活选择适宜的施工方法、施工工艺。结合津秦铁路客专隧道施工情况,详细介绍了对钻爆法隧道施工的一些认识。     

山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

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。     

铁路长大隧道工程施工工期分析与测算

在铁路工程建设中,长大隧道工程是控制和影响铺轨架梁工程正常开展的控制性工程,长大隧道的施工工期直接决定着建设项目的工期。所以,对长大隧道工程的施工工期进行分析与测算,是合理确定建设项目工期的一项重要工作。此文以某铁路隧道工程采用钻爆法和掘进机（TBM）施工为例,根据设计人员提供的资料和信息,对所需的施工工期进行分析与测算,为编制施工组织设计和提高编制质量奠定基础。     

客运专线隧道断面方案研究和优化设计

研究目的:客运专线铁路隧道的建设在我国尚属首次,其断面选型和结构设计无成熟经验可以参考,原设计的时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面有不足之处。为满足客运专线隧道建设的需要,需要对客运专线隧道断面形式和结构进行优化设计研究。研究方法:广泛调研国外高速铁路隧道设计方案和施工经验,从隧道结构受力条件、排水系统布设及工程量大小等方面进行多方案比选研究。研究结果:合理选定了时速250 km客运专线隧道衬砌断面和时速350 km客运专线隧道衬砌断面形式,进一步优化了衬砌结构设计。研究结论:通过客运专线隧道断面研究和优化设计工作,克服了原设计客运专线铁路隧道衬砌断面的缺点。优化后的隧道衬砌断面具有受力更加合理、救援通道的使用更加方便、减少了隧道断面工程数量等优点。     

客运专线超大断面隧道不同工法引起地表变形数值分析

研究目的:通过数值分析方法分析客运专线大断面隧道施工工艺、施工方案的可行性。研究方法:为研究同一围岩条件下隧道开挖而引起地表变形的特性及机理,借助于计算机技术和数值模拟计算,主要介绍了台阶法、CD法的施工工艺及施工方案、建模及计算成果等。研究结果:通过对大断面隧道开挖引起地表变形的数值模拟成果的分析,得出了在同一围岩条件下,采用不同的施工方法开挖隧道引起地表变形的特性和机理,在此基础上提出了相关的施工技术措施。研究结论:客运专线大断面隧道施工工艺繁多,各种工艺在具体应用前必须进行数值模拟计算,使整个隧道过程都处于安全可靠控制范围之内。     

联拱及超小间距隧道的设计介绍

研究目的:对联拱及小间距隧道设计施工中的一系列问题提出看法,并提供范例,供今后同类隧道设计参考。研究方法:综合介绍白云山、南京地铁、杭州解放路、小洋山等4座双联拱和超小间距隧道的设计与施工,从而总结概括出此类隧道的若干设计、施工要点。研究结果:工程经验加计算分析仍是目前隧道工程设计的主要手段。在笔者列举的工程设计中,设计者在充分吸取前人经验的基础上,通过多种计算为设计提供了定量分析的依据,施工监测信息的反馈使设计更趋完善。研究结论:联拱及小间距隧道技术能有效地缩小线间距,减少洞外征地、洞口高边坡、洞外线路高填方或引桥工程;白云山等4座隧道设计中采用的小导管或大管棚超前支护、对拉锚杆、微震爆破等对于保护围岩、发挥围岩的自承能力起到了决定性作用;在铁路下开挖隧道,须做好扣轨和巡视工作,确保铁路运营的安全;在联拱及小间距隧道的情况下,应进行施工监测。     

新建隧道下穿多座隧道施工技术

以渝黔引入贵阳枢纽铁路龙宝冲隧道下穿6座已建及在建隧道工程为例,结合现场,详细分析、介绍了下穿隧道施工方案、原则、施工方法;提出了新建铁路隧道近距离下穿隧道交叉点附近施工爆破控制、防护方案,以及新建、既有隧道的监控量测、超前地质预报、安全性评估与评价等施工技术;解决了下穿隧道施工中既保证新建隧道施工安全,又保证既有隧道不受影响的问题。     

铁路隧道弹性整体道床施工流程与工艺要点

我国铁路运营里程较以往有了较大的发展,但路网布局不均衡,主要集中在中东部地区,今后的建设重点将会逐渐向西部扩展;结合目前的隧道设计与施工技术水平,西部铁路建设过程中将包含大量的长大隧道以及特长隧道,这些隧道中需要铺设越来越多的整体道床,以提高铁路运营的质量以及速度。为此结合以往铁路隧道施工实践,总结了铁路隧道弹性整体道床施工作业流程以及操作要点,可为今后类似工程施工提供借鉴。     

严寒地区高铁隧道全包防水设计

由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高。严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题。防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容。介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考。     

壁板坡特长隧道施工通风的影响因素分析

特长隧道通风是目前隧道工程建设中的难点,为分析影响带平导特长隧道施工通风的主要因素及其规律,以沪昆客运专线壁板坡特长隧道为工程背景,分析隧道施工时的通风系统和洞内外空气质量的监测数据,并结合目前对隧道施工通风影响因素的研究成果,总结影响特长隧道施工通风洞内空气质量的主要因素及其特征,包括洞内外的温度差、通风方案、施工组织和掘进方法,以达到合理组织隧道施工与优化通风的目的,为类似特长隧道的施工通风及其优化提供参考依据。