BIM技术在石鼓山隧道设计阶段的应用

1、 HYPERLINK / BIM技术在建筑、机械、电子等行业的运用日趋成熟，并带来了革新性的变化，但在铁路行业的应用尚处于起步阶段。在宝兰客专石鼓山高风险隧道工程中，以达索系统为技术支持，研究了 HYPERLINK / BIM技术应用于铁路隧道设计阶段中的技术路线。实践表明， HYPERLINK / BIM技术的应用促使隧道设计由传统的2D向3D转变，由粗放向精细转型，提升了传统设计的精细度，实现了设计成果的方案优化，为解决后期各阶段信息断链、碰撞检验等问题提供了有效的技术保障。近年来 HYPERLINK / BIM技术在建筑、机械、电子等行业的运用日趋成熟，并带来了革新性的变化，但在铁路行业

2、的应用尚处于起步阶段。随着我国社会经济的稳步推进，铁路隧道工程已开始向低碳、环保、可持续的方向发展，将BIM技术应用于铁路隧道工程全生命周期中是必然趋势。国内外许多学者提出了对 HYPERLINK / 建筑信息模型BIM( Building Information Modeling) 的见解，国内建筑领域也有着不少的BIM应用案例，如“鸟巢”、上海中心、上海世博会中国馆等。在石鼓山隧道项目中，基于达索平台提出了一整套BIM技术在铁路隧道工程设计阶段中应用的解决方案，实现了铁路隧道工程BIM技术的应用。石鼓山隧道道位于宝宝鸡市渭渭滨区渭渭河南岸岸的石鼓鼓镇杨家家山的黄黄土残塬塬区，起起讫里程程D

3、K6639+4300DK6643+7600，全长长43330m，为为双线隧隧道。隧隧道所处处区域地地表高程程在62247666m，埋埋深范围围在31333m，地地表多为为耕地，植植被较为为浓密。根据隧址区地形、地质情况，综合考虑施工方法、工艺、工期等方面因素，采用2座斜井辅助施工。隧道下穿3条河，所处地质环境复杂，围岩条件极差，是宝兰线高风险隧道之一。技术路线。BIM技术的应用需要若干软件相互协作共同完成，所以要求BIM模型在各软件之间的数据交换具备无损、便捷和快速等特点，故建议选取同系列软件或兼容性较好的不同系列软件。本工程在考虑了软件建模能力、隧道专业需求、各阶段用户需求等方面因素之后，选

4、择了达索平台作为铁路隧道工程BIM技术应用的技术支持（见图1）。图1 达索索系列软软件在对达索系系列软件件综合测测评的基基础上规规划出铁铁路隧道道工程中中软件应应用的技技术路线线，具体体如图22所示。图2 达索索软件应应用技术术路线三维地质建建模。首首先根据据地形数数据利用用CATTIA的的Messh面生生成功能能制作精精细的三三维地形形模型，然然后结合合石鼓山山隧道地地质调绘绘资料及及已有的的纵横断断面构建建地层面面，最后后结合草草图绘制制功能拉拉伸出地地质包络络体，利利用建立立好的地地表面、地地层面剖剖切拉伸伸体生成成地质体体。建立立的石鼓鼓山地质质模型如如图34所示。图3 2 号斜井井三

5、维地地质模型型图4 全隧隧三维地地质模型型三维隧道建建模。铁铁路隧道道三维建建模工作作主要包包括骨架架继承、参参数设置置、草图图绘制和和模型建建立这几几方面。1）骨架继继承。在在建立了了三维地地质模型型、三维维线路模模型的基基础上，隧隧道专业业根据地地质、断断面、工工法等因因素将三三维线路路继承并并截取，得得到隧道道专业的的二级骨骨架，如如图5所示。图5 骨架架继承示示意2）草图绘绘制。结结合建模模需求，根根据铁路路隧道净净空、限限界、时时速等要要求，利利用CAATIAA零件设设计模块块的草图图设计功功能绘制制相应轮轮廓草图图，石鼓鼓山隧道道V级洞身身二次衬衬砌轮廓廓草图如如图6所示。图6 二

6、次次衬砌轮轮廓3）模型建建立。在在绘制出出参数化化草图的的基础上上利用CCATIIA的拉拉伸、多多截面、偏偏移以及及知识工工程阵列列等功能能生成各各类三维维实体，石石鼓山隧隧道V级洞身身初期支支护模型型如图77所示。图7 V 级洞身身初期支支护实体体模型信息附加。信信息是BBIM模模型的灵灵魂，脱脱离了信信息的三三维模型型不能称称之为BBIM模模型，附附加的信信息主要要包括几几何信息息和非几几何属性性。石鼓鼓山隧道道中用到到的附加加信息的的手段主主要包括括属性附附加、描描述附加加、参数数设置、外外部链接接和数据据库存储储。工程量计算算。石鼓鼓山隧道道利用CCATIIA的参参数计算算功能与与工程

7、制制图模块块实现了了二维工工程量统统计，如如图8所示。同同时，还还利用CCATIIA的三三维测量量功能实实现了洞洞口段的的三维工工程量统统计，如如图9所示。图8 洞身身二维工工程量统统计图9 洞口口三维工工程量统统计二维出图。在在石鼓山山隧道工工程中，利利用CAATIAA的参数数关联、图图线绘制制、尺寸寸投影与与标注等等功能，实实现了三三维模型型与二维维工程图图的联动动与输出出，其中中衬砌断断面如图图10所示示。图10 二二维出图图依托于宝兰兰客专石石鼓山隧隧道工程程，基于于达索平平台探索索了BIIM技术术在铁路路隧道设设计阶段段中应用用的解决决方案。将将三维可可视化建建模、信信息融入入等BIIM技术术成功运运用于设设计阶段段，促使使隧道设设计由传传统的22