建筑信息模型技術(shù)在杭州錢江路隧道建設(shè)中的應(yīng)用

郭彥努,俞少寅

建筑信息模型技術(shù)在杭州錢江路隧道建設(shè)中的應(yīng)用

郭彥努1,2,俞少寅3

1. 南京藝術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)學(xué)院, 江蘇 南京 210000 2. 杭州師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院, 浙江 杭州 310000 3. 杭州市市政工程集團(tuán)BIM中心, 浙江 杭州 310000

建筑模型信息化技術(shù)（BIM）應(yīng)用于工程項(xiàng)目建設(shè)中，其設(shè)計(jì)協(xié)同、模擬碰撞、施工模擬、進(jìn)度控制、質(zhì)量把控等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。通過(guò)該技術(shù)在錢江路隧道建設(shè)中的應(yīng)用，彰顯其在工程全生命周期中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和實(shí)際效益，為BIM在工程項(xiàng)目中的更廣泛應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐。

建筑信息模型技術(shù); 錢江路隧道建設(shè)

建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）技術(shù)是在將工程項(xiàng)目通過(guò)虛擬建模的方式，把其設(shè)計(jì)施工過(guò)程和結(jié)果完整的展現(xiàn)出來(lái)。其中，模型中包含的信息彼此鏈接，各個(gè)施工參與方可以打破工程中地域、專業(yè)和時(shí)間的限制，共享和同步項(xiàng)目數(shù)據(jù)[1]。目前，該技術(shù)在國(guó)外工程項(xiàng)目中已有較為深入的使用[2]，國(guó)內(nèi)尚處在起步的初級(jí)階段，近年來(lái)，由于政策引導(dǎo)、行業(yè)需要、競(jìng)爭(zhēng)需求等因素，諸多工程施工開始加入BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用。杭州錢江路隧道的工程的利用了這項(xiàng)技術(shù)，展現(xiàn)了該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

1 建筑信息模型技術(shù)（BIM）的施工概況

1.1 項(xiàng)目概況

錢江路隧道工程地處杭州江干區(qū)的四堡和七堡之間，位于城市東擴(kuò)的走廊上，隨著區(qū)塊的拆遷完成以及滬杭甬高速的提升改造，連接滬杭甬高架的地面道路，可以強(qiáng)化錢江新城與城東新城、艮北新城等區(qū)域的聯(lián)系（如圖1）。錢江路隧道延伸工程全線為U型槽+隧道形式，雙洞布置，道路等級(jí)為城市主干道，起點(diǎn)接順現(xiàn)狀錢江路隧道（U型槽段），終點(diǎn)接滬杭甬抬升工程地面道路，全長(zhǎng)約693 m（如圖2和3）。項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)落實(shí)城市規(guī)劃，構(gòu)建城市路網(wǎng)，疏解東部交通、發(fā)揮路網(wǎng)效益具有積極地推動(dòng)作用。

圖 1 項(xiàng)目位置

圖 2 工程布局

圖 3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

1.2 工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)

項(xiàng)目與周邊的滬杭甬改造、地鐵9號(hào)線、機(jī)場(chǎng)快線等在建工程同時(shí)施工，故在交匯節(jié)點(diǎn)工程狀況較為復(fù)雜。用建筑模型信息化技術(shù)（BIM）來(lái)進(jìn)行建模及仿真模擬，可以提高各部門溝通效率，減少施工中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，把控工程進(jìn)度、提升質(zhì)量保障等。

2 建筑信息模型技術(shù)（BIM）的應(yīng)用分析

2.1 工程方案的仿真論證

錢江路隧道下穿鐵路段主體結(jié)構(gòu)已實(shí)施完成，路面標(biāo)高約5.17 m，距離引水河約為110 m（如圖4）。經(jīng)過(guò)BIM模型進(jìn)行空間論證后，發(fā)現(xiàn)受起點(diǎn)標(biāo)高以及距離的影響，原本設(shè)計(jì)的下穿引水河方案不可行。同時(shí)，受錢江路隧道與鳳起東路的距離(約170 m)以及鳳起東路路面標(biāo)高（約為6 m，受高鐵影響無(wú)抬升條件）的影響，錢江路隧道上跨引水河的方案也已不可行。

因此，再次通過(guò)BIM技術(shù)，利用可調(diào)整的參數(shù)化構(gòu)件搭建了U型槽段、進(jìn)出水井、暗涵三種引水河倒虹箱涵結(jié)構(gòu)（如圖5）。充分考慮比對(duì)結(jié)構(gòu)凈寬與河道寬度一致（11 m），并進(jìn)行凈高監(jiān)測(cè)，設(shè)置倒虹箱涵標(biāo)高限制，最終確定暗涵結(jié)構(gòu)與錢江路隧道U型槽段平面相交處采用暗涵頂板與隧道底板共板方案（如圖6），來(lái)驗(yàn)證保障飲水河倒虹方案的可實(shí)施性。

圖 4 引水河節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案平面示意

圖 5 引水河優(yōu)化方案BIM模型

圖 6 引水河優(yōu)化方案BIM模型局部節(jié)點(diǎn)

2.2 輔助設(shè)計(jì)與施工的銜接

經(jīng)過(guò)BIM建造模型后進(jìn)行距離測(cè)量，發(fā)現(xiàn)北線引水河箱涵底與地鐵9號(hào)線入場(chǎng)線結(jié)構(gòu)最小凈距為3.1 m，與地鐵9號(hào)線出場(chǎng)線最小凈距為2.33 m，實(shí)際施工空間非常局促（如圖7和圖8）。利用BIM建造模型對(duì)施工方案進(jìn)行模擬后，將空間的信息準(zhǔn)確的反饋給設(shè)計(jì)方，為了減少后期地鐵盾構(gòu)穿越對(duì)本工程倒虹結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計(jì)方將原有的方案預(yù)先采用土建模型搭建，并進(jìn)行凈距檢查驗(yàn)證。在BIM模型中提前模擬施工方案，可以驗(yàn)證施工方案的可實(shí)施性和合理性，有效的減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。

圖 7 北線西端倒虹井結(jié)構(gòu)示意圖

圖 8 地鐵與倒虹結(jié)構(gòu)空間示意圖

2.3 精確定位工程尺度

錢江路隧道延伸工程的終點(diǎn)，連接滬杭甬高架的地面道路，方案是以U型槽形式下穿滬杭甬改建輔道橋及新建主線橋，但由于交匯點(diǎn)情況復(fù)雜，無(wú)法在設(shè)計(jì)圖紙中準(zhǔn)確的確定幾條路線之間的豎向距離，保障車輛通行（如圖9）。因此，利用BIM技術(shù)搭建了高架和隧道模型，進(jìn)行碰撞檢測(cè)復(fù)核凈高，并對(duì)路線進(jìn)行交通模擬，將凈空精確的控制在4.5 m，保障車輛通行（如圖10）。

圖 9 三線交叉節(jié)點(diǎn)計(jì)方案剖面示意

圖 10 三線交叉節(jié)點(diǎn)BIM模型展示

3 討論

3.1 虛擬仿真技術(shù)貫穿項(xiàng)目過(guò)程

對(duì)錢江路隧道節(jié)點(diǎn)工程采用BIM技術(shù)輔助設(shè)計(jì)，通過(guò)周邊場(chǎng)景的真實(shí)建模，對(duì)凈高分析，匝道整改和實(shí)際通車情況的實(shí)況模擬分析，用模型和動(dòng)畫直觀展示出了進(jìn)程狀況，各參與方能夠在可視化狀態(tài)下進(jìn)行整體方案的討論、決策、優(yōu)化。

3.2 整體拆分項(xiàng)目工作流程

對(duì)錢江路隧道項(xiàng)目的分標(biāo)段拆分，進(jìn)行分步驟、分組同時(shí)建造。整體項(xiàng)目可在多個(gè)工作流內(nèi)同時(shí)完成。同時(shí)，深化設(shè)計(jì)，采用輕量化模型進(jìn)行展示，減少了項(xiàng)目的體量，突破了對(duì)硬件設(shè)施的要求。使得大型交通改建項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用成為可能，項(xiàng)目?jī)?nèi)嵌的預(yù)制化模型，對(duì)于需要預(yù)制化構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)、異形構(gòu)造及機(jī)電安裝等進(jìn)行全面三維模型深化。

3.3 創(chuàng)造真實(shí)數(shù)據(jù)共通環(huán)境

利用地理信息系統(tǒng)（GIS,Geographic Information System）、建筑信息模型技術(shù)和傾斜攝影及無(wú)人機(jī)底圖的構(gòu)建，對(duì)本項(xiàng)目的真實(shí)環(huán)境進(jìn)行了信息掃描，提供了真實(shí)數(shù)據(jù)。錢江路隧道作為亞運(yùn)項(xiàng)目保通工程，與其它多個(gè)項(xiàng)目有交匯，本次數(shù)據(jù)成果可在后期工程中持續(xù)使用，為多項(xiàng)目交匯工程的決策提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)保障。

4 結(jié)論

在大型交通工程中應(yīng)用建筑信息模型（BIM）進(jìn)行道路、橋梁、附屬場(chǎng)地等各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)項(xiàng)目的可視化及參數(shù)化，完善了設(shè)計(jì)成果，有效控制風(fēng)險(xiǎn)，提高工程整體質(zhì)量并有效的控制了經(jīng)濟(jì)成本。做到了提前發(fā)現(xiàn)專業(yè)沖突，提升溝通協(xié)調(diào)效率；將多層次互通交叉、復(fù)雜的交通路線直觀展現(xiàn)優(yōu)化了交通組織流線和空間舒適性；可視化的成果展示，提高了各個(gè)專業(yè)內(nèi)部的溝通效率。通過(guò)項(xiàng)目的數(shù)字化信息化系統(tǒng)整合，BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)成果締造了共通數(shù)據(jù)的共享環(huán)境，方便了數(shù)據(jù)提取，為智慧化城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

[1] 趙紅紅,李建成.信息化建筑設(shè)計(jì)—Autodesk Revit[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005

[2] 何關(guān)培,王軼群,應(yīng)宇墾.BIM總論[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011

Application of Building Information Modeling Technology in the Construction of Qianjiang Tunnel in Hangzhou City

GUO Yan-nu1,2, YU Shao-yin3

1.210000,2.310000,3.310000,

Building model information technology (BIM) is applied in engineering project construction, and it has significant advantages in design collaboration, collision simulation, construction simulation, schedule control, quality control and other aspects.The application of this technology in the construction of Qianjiang Road tunnel highlights its application advantages and practical benefits in the whole engineering life cycle, and provides experience and technical support for the wider application of BIM in engineering projects.

Building Information Modeling (BIM); Qianjiang Road Tunnel construction

U452.2

A

1000-2324(2020)03-0553-03

10.3969/j.issn.1000-2324.2020.03.034

2018-11-27

2019-02-06

郭彥努(1984-),女,博士研究生,主要從事景觀設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)史研究. E-mail:280255164@qq.com