BIM辅助铁路隧道施工方案优化设计

1、 HYPERLINK /29714.html 昂BIM辅助铁奥路隧道施工方伴案优化设计1 概述哀随着我国高速摆铁路工程建设懊快速发展，尤百其是铁路隧道扒施工高标准化肮建设，传统的哎隧道仰拱与仰版拱填充施工工耙艺不能满足隧稗道施工技术的般发展，以及人氨们对仰拱混凝坝土外观质量、扮结构尺寸、线跋形控制、施工袄高效的需求。斑目前，在铁路碍矿山法复合式板衬砌隧道施工安中，仰拱与仰班拱填充多采用挨传统的拼装小芭模板的施工工俺艺，存在人工吧安装费用高、八设备工装低、盎施工质量低等邦问题，并且施扮工进度难以保颁障，严重影响佰工期，常常导凹致隧道掌子面板开挖安全步距按超标、影响防翱水板和二次衬癌砌等后续工序般

2、的结构衔接质败量和进度等问扮题1 。肮因此，仰拱与板仰拱填充成为埃制约隧道高质岸量快速施工的颁控制性工序。挨BIM技术是阿以3D数字模伴型为基础，以阿三维模型的平俺、立、剖等视绊图联动设计方叭式，取代了传罢统的单视图线把条式设计，以扒“所见即所得八冶的形式，把澳三维的设计思办考变成可见的佰立体实物，提懊供真正的三维罢方案可视化设按计环境2，安3 。利用袄BIM模型，哀通过虚拟现实伴技术对方案进翱行全方互动性板的直观展现，袄推敲方案的合哎理性，提供在翱4D虚拟仿真巴环境中展示方跋案的方法与流八程4，5佰 。案针对现状问题暗，结合施工工阿序管理需求，氨利用BIM技凹术可视化、协奥同性、模拟性靶、优

3、化性等手胺段，开展隧道白仰拱与仰拱填唉充快速施工装绊备与工艺设计佰，具有重要的班探索应用价值斑。傲2 基于BI翱M的施工方案拜设计原理癌传统的施工方疤案深化设计，艾是在二维的施碍工图上想象构绊思，利用以往隘的施工经验，暗主观选择施工罢方案的装备、胺工艺等。但往蔼往存在装备选盎型不合适、工颁艺繁琐或可行捌性差，以及简挨单的“错、漏碍、碰冶等深化靶设计图纸问题皑6 。然板而，BIM的蔼3D可视化设靶计环境和4D鞍虚拟仿真环境邦，为施工方案拜的装备、工艺佰的设计优化、板可行性验证提傲供了技术途径坝。熬实现施工方案吧的3D可视化拜和4D虚拟仿矮真的基础，是颁建立能真实描板述施工方案的俺三维数字模型靶7

4、，8 百，包括环境模澳型、结构模型捌和施工设施模碍型。其中，环摆境模型是施工扒方案的虚拟布隘置场地、前置伴及后置施工工隘序等环境影响摆因素。结构模肮型是施工方案暗虚拟建造的工背程结构实体物隘。施工设施模搬型是施工方案半采用的机械设熬备、模板、模疤具等作业设施扳，是BIM辅埃助施工方案设肮计的关键。依艾据模型构件的吧施工动态逻辑翱关系，通过施搬工步序的时间跋任务项驱动模摆型构件，表达熬施工方案的虚敖拟建造过程捌9，10 凹。癌利用Auto芭desk R皑evit、N阿aviswo百rks软件实办现施工方案可罢视化设计1凹1 ，具体阿方案如下：案(1)通过R把evit建立搬三维数字模型案，每一构件

5、的艾属性信息应配邦置唯一的施工艾步序参数，导俺出NWC模型版文件；绊(2) 利用班Excel编百辑每一施工步懊序的时间任务唉项，具体包括伴任务名称、任罢务类型、开始板时间、结束时暗间、ID序列氨号等，导出C澳SV文件；挨(3)通过N半aviswo芭rks导入N摆WC模型文件案和CSV时间按任务项数据源胺文件，利用一把定的自动关联埃规则，使得模哀型构件与时间拌任务项一一对芭应关联，在T拜imelin坝e虚拟仿真环伴境中进行时间邦任务项驱动模班型的4D虚拟昂建造。图1为隘基于BIM的俺施工方案可视柏化设计流程。哎同时，在BI罢M的4D虚拟奥仿真环境中，扒可以进行实时案交互的过程模昂拟，虚拟推演胺施

6、工方案的过版程，动态检查败方案可行性以白及存在的问题艾，优化施工装蔼备、工艺等昂12 。图盎2为基于BI般M的施工方案按优化流程。熬图1 基于B碍IM的施工方鞍案可视化设计般流程般图2 基于B颁IM的施工方鞍案优化流程癌3 3D模型八协同设计澳模型协同设计鞍原则：首先根耙据施工现场环鞍境条件，建立疤环境模型，形斑成虚拟真实的跋设计环境。然隘后建立结构模版型，将未施工扮的结构物对象按预设在已有的扳施工环境中。白最后在环境模背型的作业空间般允许界限内，翱结合结构模型芭的施工需要，伴在同一设计环板境中，进行施暗工设施模型的百可视化设计和斑虚拟仿真优化爸，从而实现施翱工方案的模型暗协同设计效果安。胺为

7、了实现隧道办仰拱与仰拱填巴充施工方案设懊计和可视化展哎示，需要利用拔Autode皑sk Rev唉it软件建立昂以下3 个模扮型：环境模型拌包括隧道初期氨支护、前方拱斑底土石方；结啊构模型包括仰袄拱、仰拱填充板；施工设施模拔型为仰拱与仰案拱填充快速施疤工台车。般3.1 环境安模型凹隧道初期支护按、前方拱底土邦石方开挖，为熬仰拱与仰拱填笆充施工方案的把前置施工工序斑。根据施工图扳芋级围岩芋b伴型衬砌断面，半考虑施工工序稗划分原则，建班立隧道初期支挨护与拱底土石熬方模型，如图唉3所示。需要哎注意的是，初案期支护模型只办需具有静态的隘施工环境布置凹特征，不参与扒施工方案虚拟败推演过程。而唉拱底土石方模爸型，需要反映盎出动态开挖的办过程，要赋予罢施工步序参数绊，构件的建模案精度采用沿隧矮道轴向6m一盎段的划分原则叭。挨图3 隧道初把期支护与拱底邦土石方模型懊3.2 结构绊模型懊根据施工图芋挨级围岩芋b型隘衬砌断面，考捌虑施工工序划安分原则，建立袄隧道仰拱与仰百拱填充模型，挨如图4 所