BIM技術(shù)在隧道工程中的應用及前景

王麗娟 唐小強

作為一種新的理念，BIM技術(shù)可以解決各種類型的建設(shè)項目問題。但是，不同于民用與工用建筑工程，隧道工程有其特有的特點，從而導致建筑BIM標準不再適用于隧道工程[1]。因此，民用與工業(yè)建筑的BIM技術(shù)路線不能直接用于隧道工程中。BIM技術(shù)在中國隧道工程中的應用主要集中在碰撞檢測階段和可行性設(shè)計階段，目前在中國隧道工程行業(yè)的應用還在起步階段，并正在逐步向地鐵、山嶺隧道、與市政隧道的建設(shè)中擴展。隨著整個社會對信息化、環(huán)保化要求的逐步提高，BIM技術(shù)與隧道工程相結(jié)合將是必然。

1　存在的問題

1.1　標準問題

BIM技術(shù)的應用需要各軟件的相互協(xié)同，需要將制圖、建模、施工模擬等軟件進行相互融合。如果沒有統(tǒng)一的標準與平臺，將使得數(shù)據(jù)交換難以實現(xiàn)，同時將無法體現(xiàn)BIM技術(shù)的優(yōu)勢。

1.2　軟件平臺問題

現(xiàn)階段，我國主要采用的是國外的BIM軟件，本土化的程度相對較低，并且未考慮本國的規(guī)范要求、使用習慣、地形條件等，在與其他軟件相互配合時則需要進行二次開發(fā)。對于隧道而言，一方面由于地質(zhì)條件復雜，隧道的跨度大，目前使用的地質(zhì)軟件對于建立相應的模型難度較大；另一方面，BIM設(shè)計軟件和目前使用的地質(zhì)軟件尚存在許多不兼容問題，從而只能借助制造業(yè)軟件或者建筑BIM設(shè)計軟件，這將導致BIM軟件的應用平臺不統(tǒng)一，從而導致模型的數(shù)據(jù)交流比較困難[2]。

1.3　項目管理模式

目前，BIM技術(shù)在中國隧道工程中的應用基本存在于特殊項目中，而針對一般的隧道工程項目，BIM技術(shù)尚處于設(shè)計階段。通過研究可知，BIM技術(shù)的實現(xiàn)更依賴于施工方的應用[3]。

1.4　與GIS結(jié)合

多數(shù)隧道工程都地處山嶺中，地形千變?nèi)f化，地質(zhì)條件復雜，使得地質(zhì)模型的建立難度較大。如若能將GIS技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合使用，對現(xiàn)有的GIS地理數(shù)據(jù)進行BIM軟件模型分析，可大大簡化建模與分析的過程[4]。

1.5　地質(zhì)問題

針對地質(zhì)模型龐大的山嶺隧道，復雜地質(zhì)構(gòu)造往往比較復雜，常規(guī)的BIM設(shè)計軟件則很難建立精確的模型，然而現(xiàn)有的BIM軟件與專業(yè)的地質(zhì)軟件并不能做到有效兼容，從而造成了地質(zhì)模型放入整合系統(tǒng)后無法編輯，以及與隧道結(jié)構(gòu)模型不能做布爾運算等問題。

2　解決對策

針對上文所提到的隧道BIM技術(shù)應用存在的各種問題，在這里也列出了目前BIM技術(shù)在隧道工程中的應用障礙的解決對策。

2.1　建立針對于隧道工程項目的BIM標準體系

BIM標準框架體系既包括信息技術(shù)自身的標準，同時也包括了針對企業(yè)信息技術(shù)應用的標準。目前，在鐵路領(lǐng)域，中國鐵路工程總公司在BIM技術(shù)標準的研究上，已經(jīng)取得了突破性的進展。

2.2　加快隧道工程BIM應用軟件的開發(fā)

目前的隧道建模平臺、地質(zhì)建模平臺和GIS平臺都不太成熟。只有通過結(jié)合BIM軟件與我國的BIM設(shè)計標準、隧道工程規(guī)范，BIM技術(shù)在隧道工程中的應用才能最終落到實地。

2.3　改變管理模式

IPD管理模式目前是能夠最大化地實現(xiàn)BIM技術(shù)應用價值的最理想的項目管理模式，其一體化團隊協(xié)作的模式克服了傳統(tǒng)的建設(shè)項目管理模式項目各參與方處于對立位置的不利局面。

2.4　積極引進國外先進的技術(shù)，采用引進、吸收再創(chuàng)造的方法提高我國BIM技術(shù)的發(fā)展

從當前的形勢和行業(yè)發(fā)展的趨勢可以看出，BIM技術(shù)的熱潮從建筑業(yè)蔓延到基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，隧道工程BIM應用取得了一定的成果。但是，當前隧道工程BIM應用還處于初級的階段，多數(shù)還屬于單點應用，而且應用多局限于設(shè)計階段使用，在施工和運營方面的應用較少。因此，為了更進一步加快隧道工程BIM技術(shù)發(fā)展，應該從加緊制定隧道工程BIM標準體系、加快應用軟件開發(fā)、改變管理模式等方面為隧道BIM發(fā)展掃清障礙，加快隧道工程工業(yè)化和信息化發(fā)展。

[1]Pilakoutas K，Neocleous K，Guadagnini.Design philosophy issues of fiber reinforced polymer reinforced concrete structures[J].Journal of Composites for Construction，ASCE，2002，6（3）：154～161.

[2]戴林發(fā)寶.隧道工程BIM應用現(xiàn)狀與存在問題綜述[J].鐵道標準設(shè)計，2015，59（10）：99～103.

[3]許俊青，陸惠民.基于BIM的建筑供應鏈信息流模型的應用研究[J].工程管理學報，2011，25（2）：138～142.

[4]Yichuan Deng，Jack C.P.Cheng，Chimay Anumba.Mapping between BIM and 3D GIS in different levels of detail using schema mediation and instance comparison[J].Automation in Construction，2016（67）：1～21.