建筑信息模型（BIM）技术在隧道工程中应用现状与分析

为加快推进BIM技术在隧道工程中的应用，从隧道工程信息模型标准、建模技术、全寿命周期的应用等方面，对BIM技术在隧道工程中应用现状进行总结与分析。研究结果表明： 1）我国隧道工程信息模型技术标准较为领先，隧道结构BIM建模技术已基本成熟，BIM技术在隧道工程设计、施工和运营维护等阶段均已得到较为广泛的应用； 2）下一步应完善与隧道工程密切相关的地质信息模型标准，并向施工阶段和运营维护阶段信息模型技术标准延伸； 3）要重点解决设计变更时模型自动更新的问题，深化BIM技术在隧道动态设计与施工等方面的支撑作用，加强全寿命周期集成平台的研发，推进BIM技术从设计到施工和运营维护的全寿命周期应用。     

集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命管理系统研究

为解决在盾构隧道工程中,地理信息系统（GIS）标准缺失和建筑信息模型（BIM）分析功能薄弱的问题,在分析GIS的数据管理和BIM的数据标准基础上,建立集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命期管理系统。首先,概括总结系统采用的技术路线; 其次,基于IFC标准扩展统一的盾构隧道信息模型,涵盖盾构隧道地质、结构、线路、施工、监测和病害等数据; 然后,介绍系统信息的关联,包括隧道编码、GIS和BIM的集成方案; 最后,以上海地铁盾构隧道为依托,描述系统在工程全寿命期的应用,包括隧道地质勘察、结构设计、运营监测和养护维护等阶段。该系统制定了统一信息模型,方便数据交换和管理,在信息模型基础上实现了信息可视化与不同分析功能,提高了盾构隧道的全寿命数字化管理水平。     

大瑞铁路高黎贡山隧道BIM施工应用研究

针对铁路隧道BIM技术施工应用现状，为深入研究铁路隧道在施工进度、安全、质量等方面的BIM应用，以大瑞铁路高黎贡山隧道为例，综合运用BIM、物联网等技术手段，研发项目BIM施工管理平台。基于此平台深入开展进度动态管控、多维算量、风险管控、质量监控等BIM应用研究。结果表明： 1）进度管理及工程量多算对比的BIM应用实现了隧道进度信息的查看、分析及预警，解决了传统算量不精准的难题； 2）风险管控BIM应用形象生动展示了隧道围岩稳定状态、不良地质风险点及特征、隧道内人员数量及分布情况，确保了人员安全，降低了隧道施工风险； 3）采用BIM+三维激光扫描、TBM掘进参数控制等方法，在隧道施工过程中控制施工质量，并标识问题标签，最后形成高黎贡山隧道安全质量问题库，实现了安全质量问题可追溯。     

基于多参量光纤传感技术的京雄城际隧道形位感测系统应用研究

京雄城际铁路机场隧道面临不均匀沉降以及地面异常入侵等风险,为了更加迅速、直观地了解隧道结构全生命周期的安全及健康状态,需要对其进行实时在线监测。将光纤传感技术应用于京雄城际隧道的结构健康监测工作中,先结合BIM技术对高铁隧道的分层沉降、衬砌环向应变、渗漏水、火灾、异常侵入、变形缝变形等多参量开展智能化、高精度监测技术研究;再结合相应评估指标与预警阈值构建基于多参量传感技术的高速铁路隧道形位感测管理平台展示系统。该系统集数据采集、监测预警、安全评估以及可视化展示于一体,能够实时反映隧道所处的安全状况,为高铁隧道安全运营提供有力保障,并为"智能京雄"工程提供强有利的技术支撑。     

隧道工程建设地质预报及信息化技术的主要进展及发展方向

复杂的不良地质条件是制约隧道安全高效建设的主要因素,要实现隧道工程的安全高效建设,首先要提高地质预测预报技术水平及其信息化程度。1)介绍我国复杂不良地质隧道超前预报的方法进展及其应用,包括突水突泥灾害源超前探测方法与设备、断层破碎带超前预报、城市地铁溶洞和孤石等探测的进展及应用等;2)介绍我国隧道岩爆监测预警方法及其应用,预报清楚之后就要加强安全风险过程监控;3)介绍基于BIM技术的建筑物(隧道工程)安全风险监控最新进展,包括安全风险实时感知系统和实时预警系统;4)指出隧道工程建设信息化技术的发展方向,包括开展基于大数据技术的TBM/盾构施工的分析与控制研究以及数字隧道向智慧隧道(建设和运营维护)的发展。     

IFC标准下隧道智能管理系统建立与应用

建筑信息模型(BIM)是一种有效的复杂工程信息综合管理方法,为了实现隧道类岩土工程信息在BIM模型中进行清晰、规范表达的目的,将IFC标准文件针对隧道领域进行相应拓展,实现了不同平台之间信息无损交互传递。通过参数化族建模方式创建隧道构件族库,采用坐标定位的形式拼装隧道工程模型,并将所建立的模型参照IFC拓展标准进行实体及属性定义。基于BIM模型中所整合的工程信息,开发计算功能模块,分别实现了监测数据整合与预警、隧道围岩分级评价与工法推荐、岩体参数反分析、BIM模型的数值计算评价等信息处理功能,形成IFC标准下隧道智能管理系统。将所建立的系统方法依托甄峰岭隧道工程进行应用调试,取得了良好的工程适用效果,为类似岩土工程信息化施工体系的建立提供了一种新思路。     

基于BIM的山地城市隧道工程三维设计及应用研究

随着建筑信息模型(BIM)技术的不断发展,BIM在交通基础设施领域已有广泛应用,但由于技术沉淀不足,仍存在建模困难、可视化效率不足等问题。特别是对路线长、结构异形、受地下环境影响大的隧道工程,BIM技术难以得到高效应用。通过对市政隧道工程进行BIM三维设计,提出基于Bentley平台软件的隧道工程多维度BIM设计方法,在此多维度数字化信息模型的基础上对山地城市隧道工程与近接建构筑物关系进行可视化应用,探索了BIM技术在隧道工程设计阶段的应用。     

基于BIM的山岭隧道施工信息化管理系统研发与应用

隧道施工现场采集的结构、地质、施工信息碎片化严重，缺乏统一组织手段，分析利用难度大，隧道动态设计与信息化施工水平有待提高。为支撑隧道工程施工信息化，对施工数据进行标准化定义，开发数据标准化工具，以支撑施工期异构数据统一组织应用。针对BIM技术在设计与施工中难以落地、工程数据难以集成的问题，研究多尺度BIM模型建立方法，并以里程为索引，集成地质、进度、设计方案等信息，实现施工数据统一管理与可视化。基于动态更新的施工现场数据与轻量化BIM模型，建立以集成信息模型为核心，桌面端、网页端与移动端应用综合服务的施工信息化管理系统，提供全面施工决策信息，动态评估施工风险，保障工程效率与安全。经云南老营特长公路隧道工程实践验证，本系统基本满足信息化管理需求，对隧道工程信息化管理及BIM技术的工程应用具有借鉴意义。     

基于BIM的桥梁运营维护系统的开发与应用

桥梁隧道作为城市生命线系统中的咽喉,其技术状况和安全运营状态直接影响城市功能的正常实现和人们的生命财产安全;随着我国城市化进程的推进和深入,这些城市基础设施建设正在经历一个由大规模工程新建到大量既有结构的保养维护保障运营的转变过程。随着物联网技术的飞速发展和"数字城市"概念的提出,使得基于BIM技术的建筑行业信息化管理成为一种可能。研究了一套运用了BIM技术,物联网技术以及GIS信息技术的一套系统。该系统可以在线浏览桥梁的BIM模型以及在BIM模型上实时获取桥梁裂缝等参数,并能对桥梁进行在线技术状况评定。     

基于BIM与工程数据的轨道交通总承包进度管理研究

为解决传统轨道交通建设项目施工总承包进度管理无法快速处理信息、无法进行偏差预警、事后管理为主等问题，以青岛地铁8号线过海隧道段为工程背景，对施工总承包进度管控工作要点、影响因素以及BIM与工程数据整合应用的技术路线进行分析研究。重点探讨将BIM与工程数据应用于进度管理的系统架构、实现流程、模型要求、数据相互关系、管理要点等，并基于BIM技术发展现状自主研发GIS+BIM数字化管控平台实现进度管控。测试结果表明，该方法可实现施工现场进度情况实时掌握、进度偏差及时预警、进度报表快速查询等，解决总承包进度管理真实性、及时性与可实施性等问题。     

BIM技术在苏锡常南部高速公路工程设计应用

为研究BIM技术在道路基础设施全生命管理中的应用技术,依托苏锡常南部高速公路工程,在初步设计、施工图设计、施工优化和运营维护4个阶段,应用BIM技术对水下隧道、枢纽互通等重点项目全生命周期信息进行综合管控。研究表明,BIM平台有效促进了信息交流,提升了工程要素可视化,保障了信息的有效传递,为实现基于BIM技术的交通基础设施全生命周期信息高效协同管理提供了参考价值。     

基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康监测系统设计与实现

为对运营隧道的健康状态进行实时监测，提高监测的准确性，以武汉地铁3号线王宗区间监测项目为背景，研究基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康系统架构。针对监测指标的具体特征（例如沉降、倾角、加速度），阐述传感器网络的布设与监测数据的传输方案，进行预警分析和评估结果系统界面演示。通过BIM核心数据库的内容构建，基于DYNAMO参数化提出运营隧道三维建模方案，实现三维模型与多级预警制度的集成，实现监测预警的可视化，为运营隧道结构健康监测系统设计、传输方案选取、监测量预警分析与预警可视化方向提供思路。     

基于BIM的桥梁结构健康监测运营技术应用探究

依托云南省玉溪市新平县峨德河大桥、华宁县天生桥6号桥和婆兮大桥,构建基于BIM的桥梁结构健康监测运营管理系统平台,整合桥梁竣工档案、桥梁评定和结构健康监测长期跟踪信息,将桥梁全生命周期运行维护数据标准化与融合,通过BIM模型进行三维可视化分析、展示、预警和预测,大大提高桥梁结构健康监测精准度和管理水平,深化BIM技术在桥梁养护工程中的应用,提高公路桥梁运营养护决策优化的科学性和智能化水平,支撑桥梁综合性能的提升。     

基于Autodesk平台的山区隧道BIM应用研究

为有效解决隧道建模标准化、三维实体精确化、施工管理信息化等问题，以邹平县广富隧道为例、Autodesk平台为基础，根据设计图纸内容对隧道整体结构进行细分，形成一套成熟的隧道建模规则命名体系。采用Civil 3D+Dynamo+Revit软件交互实施体系，实现对隧道建模的精细控制；采用中建八局BIM协同管理平台对施工全过程进行信息化管理，该平台优势在于以Autodesk平台精细模型的各构件为信息源，并以此为选择基础，提出对项目生产、质量、安全、设计、资料等的全方位管理；同时，模型、资料、审批信息等内容相互关联，真正实现工程资料闭合。     

杜公岭隧道工程地质特征及工程危害性分析

为查清杜公岭隧道工程地质条件与隧道病害间的关系,通过对杜公岭隧道工程地质条件的论述,分析了隧道工程地质特征,探讨了各类地质因素对隧道工程的潜在危害与风险。结合杜公岭隧道工程建成运营后出现的隧道病害与检测情况,系统地分析了多种工程地质因素对隧道工程产生危害的作用机理。研究表明:杜公岭隧道工程地质危害性是由地层岩性、地下水、岩溶、地质构造等多种地质因素共同作用的结果。在这些影响因素中,地下水显化并加剧了隧址区各种工程地质因素,促使隧道围岩产生软化膨胀、隧道衬砌支护结构附加荷载增加、隧道衬砌混凝土结构遭受硫酸盐侵蚀等;岩溶为地下水的流通与汇集提供的途径,使得大气降水对其快速补给,并在局部区域汇集;围岩中的石膏岩在地下水的作用下产生膨胀,并为地下水的腐蚀提供了硫酸根离子供给;各类危害行为相继出现、互相交织,对隧道衬砌结构从不同的方面造成了损害,使其隧道衬砌呈现出不同的病害表现形式。因此,隧道工程的安全性与稳定性常受控于隧址区工程地质条件,而由于现有技术与人类认知的局限,无法实现对隧址区工程地质信息的透明化获取与工程危害性的精准预判,使得隧道工程建设常面临较高风险。     

松多隧道路线方案设计综述

为解决西部地区交通建设中隧道资金、运营费用高的难题,以松多隧道工程为背景,采用资料调研、定量分析、经验总结等方法,通过分析隧道建设条件、环境,解决隧道洞侧碎石土边坡稳定问题、碎石土进洞困难及碎石土洞顶地表沉降问题,以安全、经济选线为根本原则,对不同隧道长度的方案进行综合论证,提出以抗滑桩设计方案、超前长管棚和地表注浆加固等施工技术消除不良地质对隧道安全的影响,以安全可靠、经济合理的不良地质处治置换隧道长度的方式,缓解交通建设资金投入压力以及隧道运营资金的压力。     

集成GIS/BIM的公路隧道数字化管理研究及应用

为解决公路隧道建设过程中产生的海量工程数据缺乏存储规则与管理效率低下等问题,依托云南省老营隧道工程,采用GIS/BIM数据集成方法开展公路隧道数字化管理研究。首先,对公路隧道海量工程数据进行分类并形成数据字典,提出统一的数据存储标准;其次,通过CAD到ArcGIS的数据转换,以主题图的形式在地理场景中表达二维图形,生成工程底图和数字化对象;再次,分离三维BIM模型单元的属性与几何信息,在Unity软件中实现几何模型的拼接、渲染与添加脚本,发布成Unity3D文件;最后,提出工程数据与GIS、BIM集成的技术方案,并利用开发的公路隧道数字化管理系统实现GIS/BIM一体化联动、数据实时录入与资料在线查询等功能。     

桥梁工程BIM模型的实体构件拆分及编码技术

信息分类编码是BIM标准中信息语义标准化的一种实现方法。为了实现各阶段、各相关方及各类信息管理平台对BIM模型信息数据的保真传递和规范化应用,在ISO/12006-2建筑信息分类编码的基础上,根据桥梁结构的构型和受力特性,对桥梁工程BIM模型的实体构件进行拆分,提出了根据构件层级可进行代码扩展的柔性代码结构,从而实现对BIM模型的实体构件进行了各个阶段的唯一编码。柔性代码结构与BIM建模规则和建设过程模型精度相一致,能确保各个阶段的实体构件与构件编码一一对应,利于BIM的信息在各阶段、各相关方及各类信息管理平台间准确、保真传递。     

隧道工程全生命周期安全保障“24”字方针

我国隧道工程建设技术发展迅速,未来隧道建设将向"更深、更长、更多、更复杂"的趋势发展。目前隧道工程全寿命周期安全保障主要集中于隧道安全管理及评价方面,对于隧道全生命周期安全保障技术方法的系统研究还不完善。针对此,借鉴煤矿巷道多年的建设及处治经验,对隧道工程规划设计、建设、运营过程中采取的安全保障技术方法及手段进行归纳,总结出隧道全生命周期安全保障"24"字方针,即"多源评价、超前探测、妥当处置、精细检测、监测预警、应急救援",建立隧道工程全生命周期安全保障体系,掌握隧道周边地质及建设情况,降低事故发生机率,提高灾后应急处治能力,保障隧道及地下工程全生命周期安全永续发展。     

沪通长江大桥BIM建设管理平台研发及应用

沪通长江大桥为沪通铁路的控制性工程,该桥主桥为主跨1 092m的公铁两用斜拉桥。在该桥的建设过程中,基于"三端一云"的应用模式,以业主为主导、以各参建单位需求为核心,搭建了参建各方共享信息的BIM建设管理平台。BIM管理平台采用"极简化平台+基础模块+专项应用APP"架构,搭载GIS漫游、基础信息、可视化交底、进度管理、报表中心、安全质量、施工日志、文档管理、系统集成9个基础应用模块,后期根据工程进展又补充开发了钢梁制造应用模块。在各个应用模块下搭载专项应用APP进行应用补充。该平台基于互联网搭建桥梁建设现场感知体系,并解决了BIM模型的轻量化问题,提高了工作效率,提升了整体管控水平,实现了管理手段和项目管控方式的创新。