BIM技術在CRD法隧道施工過程中的應用

謝占龍

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

交通事業(yè)快速發(fā)展使隧道的數量越來越多，隧道建設中面臨的情況也變得越來越復雜，在這種情況下，需要根據隧道工程的實際情況，采取合理有效的施工方法。CRD法是“Cross Diaphragm”的簡稱就是適用于軟弱地層條件的大斷面隧道施工方法。而隧道施工過程十分復雜，無法做到提前預知，各類隱患和風險也只有在實際的施工中才能得以體現。為保證隧道的施工質量和安全，有必要引入BIM技術，通過建立BIM模型，采用模擬的方法提前確定可能產生的問題，從而采取有效措施加以解決。

1 BIM技術優(yōu)勢與特點

BIM是建筑信息模型英文簡稱，其核心在于通過對三維模型的建立，為工程設計與施工提供和實際情況完全相符的信息庫。加大對BIM技術實際應用力度，使現階段工程建設向信息化方向發(fā)展的主要表現，可體現在工程建設與管理中的許多方面，有很高的實際應用價值。對施工單位而言，靈活運用BIM技術能大幅提高自身技術水平，提高管理的精細化程度，大幅減少工程建設與施工中的各類未知因素，從而有效降低工程風險。

目前，在工程建設中推廣應用BIM技術已經得到共識，并在很多工程中取得良好效果。在施工方面，BIM技術具有下列特點。

借助BIM技術，可以通過對各類軟件的應用直觀表現出設計意圖。在施工方案設計過程中采用BIM技術，能對各工序的實操性予以模擬，確定方案是否可行與有效。利用BIM技術還能使二維圖紙變成三維的立體模型，使通過二維圖紙不能表現出的部分均通過三維模型進行多角度的展示，對施工的各個環(huán)節(jié)進行模擬，以此及時發(fā)現和解決存在問題，保證工程建設得以順利完成。

BIM技術具有的三維可視化功能可以使施工人員十分容易的掌握和理解工程的設計意圖，無需再通過大量的二維圖紙來表達，實現所見即所得，同時還能避免信息傳遞產生偏差。

無論是工程的建設單位還是設計與施工單位，都在無時無刻的進行協(xié)調配合。在施工方面，場地布置、不同班組作業(yè)區(qū)域實際劃分，均可借助BIM技術進行提前模擬。工程建設中如果出現問題，也可采用BIM技術將其直觀且準確的展示給其它單位，同時根據問題的產生原因，制定有效的解決方案，尋求其它單位的建議或意見，進而有效解決問題。工程建設中，利用BIM技術解決施工與管理方面的各類問題，可以為工程施工的順利完成奠定良好基礎，提供有效途徑。

2 隧道工程CRD法施工中對BIM技術的應用

CRD法是交叉中隔壁法的英文簡稱，解決隧道在軟弱地層中進行施工的難題，能有效控制地表沉陷，目前主要在地鐵隧道建設中使用。由于該方法的成本較高，所以在山嶺隧道當中應用較少，而在一些特殊情況當中亦可采用，比如膨脹土地層等。采用該法進行施工時，能將整個隧道斷面分為若干獨立存在小洞室進行分部施工。該方法的施工嚴格遵循了“小分部、短臺階、短循環(huán)、快封閉、勤量測、強支護”等基本原則，從上到下，分部成環(huán)，在開挖的同時進行支撐，并及時施作初期支護。在初支拱頂沉降與收斂達到穩(wěn)定后，按照從上到下的方向對初支中臨時中隔墻進行拆除，同時及時仰拱，然后再進行隧道的施工。該方法適用于跨度相對較大，而且對圍巖沉降變形實際控制有著很高要求的隧道，通過對這一方法的應用，在開挖的每個步驟都能實現各自成環(huán)，兼具雙側壁導坑與臺階法兩種方法的優(yōu)勢，能使圍巖保持穩(wěn)定，從而保證整個隧道工程的施工安全。

某隧道工程經開挖揭露發(fā)現圍巖和設計存在很大差別，圍巖以含碎屑的炭質泥巖為主，巖石在構造的作用下擠壓破碎，在巖層表面可以清楚的見到斷層錯動的痕跡，巖石中裂隙發(fā)育，呈網狀分布，遇水后呈流塑狀，自穩(wěn)性很差。前期施工主要采用臺階法，產生了很大的變形。根據地質超前預報結果，圍巖在預報范圍之內沒有轉好的跡象，為有效解決這一實際問題，決定采用CRD方法進行施工，并在此基礎上引入BIM技術。

2.1 模型建立

以隧道工程設計圖紙為依據，在確定模型建立精度基礎上，對包含管棚、導管、錨桿、支架等在內的所有構件進行模型的建立，并在模型中輸入相應的信息。

2.2 方案輔助設計

利用BIM技術具有的三維可視化功能，模擬工程施工計劃、順序與各個重要節(jié)點，以此為不同方案的綜合對比提供便利，從而選出最佳的方案。比如，在建成模型后，發(fā)現原設計所用補強斜支撐會對右線管棚施工造成影響，而且將土方開挖到圍檁下部0.5 m的位置時，需要進行鋼支撐的架設。將以上問題反饋至工程設計單位后，更改為在管棚施工結束后對鋼支撐進行架設，但要注意開挖的深度應達到最下一排管棚的1.5 m以上。通過這樣的處理，有效解決了實際施工中可能產生的問題。

2.3 圖紙會審

圖紙會審是施工準備階段重要內容，有著極其重要的作用與意義。引入BIM技術以后，能通過對模型的建立使圖紙更為準確，而且具備可視化的特點，直觀表達出信息的含義，并能及時發(fā)現圖紙當中存在的各類問題或缺陷。

2.4 技術交底

工程施工開始前，需要由技術負責人為全體施工人員開展技術交底，使施工人員掌握施工技術，從而更好的開展施工。常用的交底方法為采用書面形式將施工工藝方法與質量控制措施傳遞至施工人員，如果涉及到復雜度相對較高的施工工藝方法，只采用文字或者是圖片的方式根本無法清晰表達，對最終的交底效果造成影響，無法滿足預期等的要求。另外，施工中可能會用到全新的工藝方法，加之操作人員缺乏足夠的經驗，都會使技術交底無法達到預期的目標。而利用BIM技術能實現三維視圖，比如采用立體模型對施工順序進行展示，能將每一個施工步驟都十分清楚的展示和交代，利于施工人員的掌握，保證最終的技術交底效果。

2.5 總平面布置

施工開始前，現場的總平面圖一般都是利用CAD軟件完成繪制，而采用CAD繪制而成的布置圖只能反映處平面關系。采用BIM技術之后，能建立相應的三維模型，使現場的平面布置更加直觀、立體與合理，無論是給排水、設施布置，還是物料的存放，均可以在基于BIM的三維模型當中顯示出來。

2.6 工程量的提取和成本分析

在建立相應的三維模型后，能立即從中提取出工程量信息，進而為工程的管理人員提供可靠依據，制定合理的計劃。采用BIM技術能對任意一個工段的實際工程量信息進行提取，將其作為基礎能有效實現工程建設中的限額領料等管理目標，同時還能對實際完成的計劃完成的進行對比。另外，通過對完全部分進行的成本分析，及時發(fā)現并解決存在的問題。

2.7 進度分析

工程的進度計劃和實際的構件完成狀況之間的動態(tài)連接，可采用不同的表現形式進行直觀表達，為工程不同參與方確定工程建設具體情況提供有效途徑。實時且直觀的對工程進度進行跟蹤，同時通過對計劃和實際進度情況的對比分析，確定偏差的存在可能對工期造成的影響及偏差具體產生原因，從而采取有針對性的措施加以解決和控制，最終使工程建設按時竣工。

3 結 語

綜上所述，通過對BIM技術合理應用，在CRD法隧道施工建設中具體落實與管理都十分有效，在施工開始前分析并檢驗方案是否合理，在施工中監(jiān)控和管理整個過程，防止可能對施工質量及安全造成影響的問題發(fā)生，不斷完善傳統(tǒng)技術存在的缺陷與不足。