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随着我国经济持续快速发展与科技的不断创新,建筑行业已经从人工绘图发展到计算机CAD二维制图,再后来发展到三维模型,但是项目各阶段仍面临许多挑战。近年来,BIM技术在国内的逐步推进,在建筑工程及路桥工程领域已有屡见不鲜的成功应用实例,同时在特长隧道工程中也开始应用,并获得了一定的工程效益。BIM技术兴起了传统隧道工程建设模式的变革,以三维模型为基础,赋予信息传递、储存、共享等功能,在隧道工程项目的全生命周期都有着不同程度的应用,大幅度提高了隧道工程项目的建设和运维效率。
本文结合BIM基础理论及BIM核心建模软件、分析软件的应用,以新建郑万高铁重庆段土建4标二工区杨家湾隧道为工程背景,研究BIM技术在该类山岭隧道施工中的应用。经软件选择对比分析之后,选择国内使用率最高的AutodeskRevit为该隧道核心建模软件,建立了杨家湾隧道整体三维模型、洞口开挖模型、施工工法模型、土方开挖整体三维模型,在模型的基础之上,结合有限元分析软件Abaqus及施工管理软件NavisworksManage软件等,使用BIM技术解决该隧道施工中遇到的实际问题,与传统的施工方法相比,BIM对于该类隧道施工有着不可代替的优势。
本文依托新建郑万高铁隧道工程进行了BIM技术在隧道施工中的应用研究,主要研究成果如下:
(1)利用BIM技术的三维可视化,完成了隧道三维开挖及支护模型的可视化技术交底工作,方便现场施工人员识图,提高技术交底质量;
(2)采用AutodeskRevit及NavisworksManage对支护构件及隧道电缆槽构件进行碰撞检测,减少设计变更和返工。同时利用BIM技术的自动工程量统计,建立隧道出口一段里程电缆槽工程量明细表,提高现场工程量统计效率与精确度;
(3)采用NavisworksManage建立CRD与双侧壁导坑法施工工法模型,以动画模拟形式展现复杂工法施工工序,方便工法技术交底与提前优化施工工序。对隧道的整个施工过程进行4D进度模拟,对比分析施工计划工作量与实际计划工作量的差异,从整体施工角度辅助分析出进口段施工进度滞后的原因,并以三维漫游的形式展现隧道进口段滞后施工画面,实现4D施工进度管理,提高施工进度管理效率;
(4)BIM模型结合有限元分析软件Abaqus对杨家湾隧道进口开挖提前进行稳定性分析,结合现场监测数据对比,验证进口段采用三台阶七步开挖法是可行的。
本论文以该类山岭隧道为研究对象,对整个隧道开挖及支护过程进行虚拟施工模拟,实现隧道工程在计算机中的提前展示,及早地发现实际施工中的潜在问题,给施工现场提供有效的软件及技术支持,对隧道现场施工具有指导意义,以给类似隧道提供施工借鉴。
本文结合BIM基础理论及BIM核心建模软件、分析软件的应用,以新建郑万高铁重庆段土建4标二工区杨家湾隧道为工程背景,研究BIM技术在该类山岭隧道施工中的应用。经软件选择对比分析之后,选择国内使用率最高的AutodeskRevit为该隧道核心建模软件,建立了杨家湾隧道整体三维模型、洞口开挖模型、施工工法模型、土方开挖整体三维模型,在模型的基础之上,结合有限元分析软件Abaqus及施工管理软件NavisworksManage软件等,使用BIM技术解决该隧道施工中遇到的实际问题,与传统的施工方法相比,BIM对于该类隧道施工有着不可代替的优势。
本文依托新建郑万高铁隧道工程进行了BIM技术在隧道施工中的应用研究,主要研究成果如下:
(1)利用BIM技术的三维可视化,完成了隧道三维开挖及支护模型的可视化技术交底工作,方便现场施工人员识图,提高技术交底质量;
(2)采用AutodeskRevit及NavisworksManage对支护构件及隧道电缆槽构件进行碰撞检测,减少设计变更和返工。同时利用BIM技术的自动工程量统计,建立隧道出口一段里程电缆槽工程量明细表,提高现场工程量统计效率与精确度;
(3)采用NavisworksManage建立CRD与双侧壁导坑法施工工法模型,以动画模拟形式展现复杂工法施工工序,方便工法技术交底与提前优化施工工序。对隧道的整个施工过程进行4D进度模拟,对比分析施工计划工作量与实际计划工作量的差异,从整体施工角度辅助分析出进口段施工进度滞后的原因,并以三维漫游的形式展现隧道进口段滞后施工画面,实现4D施工进度管理,提高施工进度管理效率;
(4)BIM模型结合有限元分析软件Abaqus对杨家湾隧道进口开挖提前进行稳定性分析,结合现场监测数据对比,验证进口段采用三台阶七步开挖法是可行的。
本论文以该类山岭隧道为研究对象,对整个隧道开挖及支护过程进行虚拟施工模拟,实现隧道工程在计算机中的提前展示,及早地发现实际施工中的潜在问题,给施工现场提供有效的软件及技术支持,对隧道现场施工具有指导意义,以给类似隧道提供施工借鉴。