基于BIM技术的地铁深基坑质量安全管控研究

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随着城市轨道交通的大力发展,地铁深基坑工程相关问题的研究与时俱进,也对施工过程中的质量安全管控提出了更高要求。然而,实际施工中由于管理水平不高、材料设备缺陷、施工方法不当等原因,导致关键部位达不到标准要求从而引发事故的现象突出。从信息科学角度来看,目前地铁深基坑质量安全管控中存在数据采集和传递不及时、信息分析和利用不充分、安全知识共享和挖掘不深入等问题,急需一种科学高效的方式进行全面安全管理。针对以上背景和问题,本文利用BIM技术的可视化、信息化、模拟性等优势,结合有限元分析与可视化编程手段开展了BIM技术在地铁深基坑质量安全管控中的应用研究。主要研究工作和成果如下:(1)根据收集和查阅的深基坑安全事故案例分析事故发生途径,绘制深基坑坍塌事故树,运用事故树分析法计算基坑坍塌事故致因因素的重要度。利用BIM技术的参数化建族功能与BIM-5D技术的集成性将这些质量控制要素进行集成管理,以充分利用质量安全方面的信息,从而实现各参与方对深基坑安全控制的交流与协作。(2)分析有限元软件Midas GTS NX包含的本构模型与建模流程,利用插件实现BIM模型与Midas GTS NX之间数据的简单快速转换,通过Midas有限元模拟的应力云图预测施工过程中不同工况下的深基坑变形,优化监测点的布置,从而改善监测不及时等情况。(3)以Revit为核心建立深基坑模型,基于Dynamo构建施工全过程监控框架,包括外部数据的收集、施工过程实时监测计算等,实现深基坑的可视化动态监控,从而提高监测数据采集与传递效率,有效改善数据处理不及时等情况。(4)以浙江省某地铁车站深基坑为工程背景,基于以上研究成果将BIM技术应用到深基坑工程全过程质量安全管控中,改善传统地铁深基坑监管方式,建立了较为健全的BIM技术应用框架,案例应用表明,具有良好的效果。(5)结合实际工程应用表明,BIM技术在信息集成管理、精细化施工与协同管理、监测点位优化与监测数据传递等方面具有明显优势,可达到地铁深基坑施工全过程高效的质量安全管控目的,本文研究成果可为类似工程的安全管控提供参考。
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