BIM在公路隧道施工中的创新应用

交建融者天无下疆

中交一公局桥隧工程有限公司《BIM技术在公路隧道施工中的创新应用》

甘肃渭武高速WWLJ1标

2021年6月汇报大纲一、工程概况与BIM应用需求二、BIM实施方案三、BIM实际应用四、BIM应用价值与创新

五、人才培养六、总结及下步计划一、工程概况与BIM应用需求---工程概况甘肃渭武高速WWLJI标起点L1K0+130，终点L1K13+968.004路线全长13.838Km。隧道4条，全长6.262Km,

合同金额6.954亿元，工期32个月。2、隧着信息网络化技术的飞速发展，BIM技术同步信息，远程监控等特点符合基建行业发展的潮流，也是公路行业信息网络化管理的一次革新，是替代传统管理模式的趋势。一、工程概况与BIM应用需求---BIM应用理由1、因隧道处于缓和曲线、圆曲上，线形复杂，且所处位置围岩种类繁多，地质复杂、施工难度大、工期紧、任务重，利用BIM创新施工方式、提高施工效率，是实际所需。3、提高项目信息、网络化管理水平，实现业主的要求，为项目在甘肃公路行业的滚动发展打下基础。应用理由

实现可视化技术交底，使施

工工人更直观、明确的了解

施工工艺流程，提前发现施

工中存在问题，找到解决问

题的方法。进行人才培养，为公司发展打下坚实的基础。一、工程概况与BIM应用需求---BIM应用目标

采用BIM技术实现施工方案模

拟，指导现场施工，同时在进

度、质量、安全上实现信息化

办公，为后续使用BIM技术积

累宝贵经验。

应用目标

利用BIM技术解决施工难题，达到节

约施工成本的目的，同时，为施工

现场提供有力的数据支撑。主要成员单位具体内容备注周思峰桥隧公司技术总负责桥隧公司副总工王侠北京广联达BIM技术指导西北片区技术总负责李晓龙桥隧公司技术指导技术科副科长栾治军渭武项目项目技术总负责项目总工岳留发渭武项目技术负责项目副总工朱建彬渭武项目建模、数据处理工程副部长周敏渭武项目资料收集、导入、导出资料工程部长杜波渭武项目现场实施项目副经理代玉东渭武项目资料收集、数据整理安质部长曹旺宁渭武项目资料收集、数据整理物设部长二、BIM实施方案

中交一公局桥隧公司，

甘肃渭武高速项目，虎

家崖隧道BIM团队，由

北京广联达公司、中交

一局桥隧工程公司、渭

武项目三家共同组建，

拥有丰富BIM经验的管

理团队和丰富经验的技

术人员及工程部、物设

部、合同部、安质部等

相关负责人组成。制表人：朱建彬日期：2016年10月15日二、BIM实施方案---硬软件配置

硬件

软件

GT940M型号显卡建模台电脑3台

电脑配置：

ThinkPad

T460p

1.CPU：I7-6700HQ

2.内存：16GB

3.硬盘：500G+256G固态组双硬盘（7200转)

4.显卡型号：GT940M

Revit2016

BIM5D

Navisworks2016

3DMaxvegas

二型激光隧道断面仪软件二、BIM实施方案---

BIM应用技术路线

本项目BIM应用技术路线分为4步，经过近1年的实施，目前已经进入系统维护、完善及二

次开发应用阶段。

团队组建

软硬件配置软件培训及数据收集

建立模型BIM平台搭建阶段需求调查部门职责业务流程

资料采集需求调查阶段应用效果反馈与分析系统维护和完善

实际应用阶段BIM应用设备及网络环境搭建

软件安装和布署

数据采集和导入应用总结创新点归纳

人才培养BIM应用阶段计划及二次应用开发

总结归纳阶段解决施工

难题

施工资料共

享

动态进度

管理4D施工模

拟

BIM扩展

应用工程量统计物料查询

安全、质

量管理二、BIM实施方案---BIM应用解决方案

BIM应用解决方案：

（1）BIM解决施工难题

（2）施工资料共享

（3）动态进度管理

（4）4D施工模拟

（5）安全、质量管理

（6）工程量统计及物料查询（7）BIM扩展应用三、BIM实际应用----创建公司BIM族库隧道二衬族隧道仰拱族隧道电缆沟族隧道系统锚杆族隧道型钢拱架族隧道超前小导管族三、BIM实际应用----创建公司BIM族库隧道仰拱填充族隧道路面边沟族隧道超前大管棚族三、BIM实际应用----利用BIM施工模拟解决施工难题

通过隧道开挖动态演示，使操作人员更直观了解开挖方法，并通过开挖模拟，为

下台阶初支模板提供设计思路，不仅解决了下导混凝土入料的问题，也解决了下

导型钢拱架与仰拱型钢拱架连接垫板便捷连接的问题，依据模型提供的思路研制

而成的下台阶初支模板图如右下图，此种模板支设为下台阶与仰拱型钢拱架提供

了方便，由原来0.5天安装3榀钢拱架，改进为0.5天安装6榀型钢拱架，提高了施

工效率，便捷了型钢拱架安装，且保证了上下台阶接缝处的拼缝质量。开挖方法三维演示自主研发下导模板三、BIM实际应用---利用BIM模型指导现场施工通过隧道二衬钢筋模型排布，发现二衬预留口与二衬钢筋位置发生冲突，调整预留口位置达125处，减少切割钢筋125次，并明确了钢筋下料长度。项目根据模型提供的数据，指导钢筋下料，使隧道二衬钢筋安装合格率达95%以上，钢筋的下料误差控制在5mm之内,减少了返工导致的损失，减少了浪费，节约了施工成本约53352元。

二衬钢筋排布现场实施QC成果实施三、BIM实际应用---利用BIM提高QC成果水平通过将施工进度计划导入BIM5D软件，实现了隧道施工工艺流程模拟，使操作工作人更直观、形象地理解设计意图，掌握隧道施工过程，并在隧道防水板安装过程模拟中，发现了目前防水板固定方存在的弊端，故借助模型模拟展开QC活动，完成了《改进防水板固定方式》这一QC成果，并取得了一定的经济效益。改进后由原来安装一环防水板投入5人，1天完成一环防水板安装，提升到0.5天即可完成一环防水板的安装，一环防水板安装节省了0.5天工期，虎家崖隧道共529环防水板，529环防水板安装共节省工期529×0.5=264.5天，若每人每天200元，即可节省：5×200×264.5＝264500元。

施工工艺流程模拟三、BIM实际应用---利用BIM技术研制发明施工设施通过发明型钢拱架上下台阶隔离装置，现场应用效果较好，施工质量得大幅度提高，得到了业主、监理及其他各标段的大力好评，业主组织各标段进行现场观摩，并向全线推广，奖励项目部现金20万元，本次观摩树立了良好的公司形象，提高了公司在甘肃市场的知名度，为公司在甘肃市场的发展奠定了良好的基础。三、BIM实际应用---利用BIM进行三维可视化交底

三维可视化再加上时间维度，可进行虚拟施工，施工进度模拟具有很强的直观性，通过施工

模拟可进行三维可视化交底，使工人更直观的了解施工工序、工序衔接情况及施工中所用到

的材料、机械等。三维可视化现场实施效果图三、BIM实际应用---利用BIM技术提高型钢拱架制作及安装质量

项目利用施工模拟型钢拱架获

取钢拱架的参数，解决弯制的型

钢拱架与初支断面不匹配，位置

不准、连接板连接不紧密，锁脚锚管定位不准确的难题，并依据相关参数自主研发了连接板定位控制器、锁脚锚管定位控制器，取得了较好的成效，由原来抽检50处，有8处不合格现象，降低到抽检50处，有2处不合格的现象，由原来安装一个连接钢板时0.5小时，调整到了0.4小时，提高了施工效率。

利用REVIT软件实体放样研制定位器控制连接板精度

按1:1比列弯制研制锁脚锚管定位装置现场安装型钢拱架三、BIM实际应用---利用BIM技术进行安全、质量动态管理手机端登录问题上传问题追溯三、BIM实际应用---利用BIM技术进行安全、质量动态管理现场质量问题上传安全问题上传施工进度跟踪管理通过WEB端可动态查看质量、安全问题发生趋势，依据发生频次，调整管理策略，因地制宜的制定管理对策，使措施更具有操作性、指导性。从2017.3.25-2017.6.25有效处理了65次质量问题、85次安全问题，为项目挽回15次3000元的处罚，20次通报批评、10次停工整顿，并及时杜绝了问题的蔓延，挽回了经济损失。

三、BIM实际应用---利用BIM技术进行安全、质量动态管理问题统计及查询三、BIM实际应用---利用BIM技术解决二衬钢筋与预埋管碰撞问题

由于隧道在二衬内部，埋设有照明、通

风、信号、光强检测器、有线广播等预

埋管道，种类繁多，而隧道的二衬钢筋

密集，很容易产生碰撞问题，通过BIM

建模，发现碰撞问题达152处，并通过

方案模拟优化了预埋件、预埋管道位置

，方便了施工，提高了施工效率，节省

了施工成本，若处理1处需2人0.5天，

每人每天按180元计算，节省人工费用

：2×0.5×180×152=27360元，并缩短了施工工期，节约了管理成本。钢筋与预埋件、预埋管道碰撞检查三、BIM

实际应用---利用BIM技术对施工进度进行动态管控

将实际进度计度与相关模型关联后，平台自动进行计划与实际进度分析，并采用3D图形

方式展示，不同颜色表示施工过程中的不同工序和状态，更清晰展示提前完成情况、按

时完成情况、延迟完成情况；当Project进度计划被修改后，4D施工模型也随之改变，

使施工计划管理更简单、便捷、具有指导性和时效性。Project进度计划施工进度4D显示三、BIM实际应用---利用BIM技术开展工地例会

利用BIM5D平台开展工地例会，实现了无纸办公，且直观、形象的反映出一周内的质量、安

全、进度、物料问题，更利于问题的处理，避免了传统开工地例会的弊端，实现了网络、信

息化办公，并根据上传的质量、安全问题，找出发生频率较多的，针对这些问题，管理人员

及时对施工工人进行有针对性的交底，有效避免同类问题屡次出现。质量、安全问题汇总三、BIM实际应用---利用BIM技术进行物资查询BIM能方便准确地查出不同时段的工程用量，项目根据不同时段实际量与模型量的差异对比，及时调整施工方案或挖掘变更索赔也取得较好的成效。比如：2016年12月25日浇筑L1K8+352-L1K8+358段仰拱衬砌，混凝土实际用量37.3m3,而模型计算为30.27m3，超出7.03m3

，项目立即追查原因，经过询问现场工人、技术人员，发现此区域围岩与设计围岩不同，与地质预报有偏差，没有及时调整爆破参数，导致超爆，引起超方，并通过此问题，对围岩的类别进行了变更，增加合同金额18.3万元。三、BIM实际应用---利用BIM技术进行工程量复核利用BIM技术查看构件工程量，与清单工程量进行对比复核，从而更快速复核图纸工程量，提高工作效率，如图所示：C25喷射混凝土清单工程量为13528.619，模型中C25喷射混凝土工程量为13522.619，根据对比、复核，发现清单给出的工程量错误，及时联系业主调整。清单工程量模型计算工程量三、BIM实际应用---数据、资料共享实现绿色办公

所需的资料上传至云端，现场技术人员可通过手机端进行下载、查看，使资料

达到共享效果，将资料生成二维码，对二维码进行扫描，获取相关信息

扫描二维码查阅图纸资料上传与模型关联后实现数据共享三、BIM实际应用---利BIM技术对隧道进行漫游将隧道模型导入BIM5D软件中，进行虚拟漫游，检查模型的同时，体验隧道贯通后的效果，三、BIM实际应用---BIM技术扩展应用项目通过轻松测量软件+Revit软件，将数据及时导入模型，指导施工过程中线形纠偏，确保隧道平面位置及线形满足设计及规范要求。项目通过隧道断面仪与CAD+Revit软件相结合，准确反映出同一个桩号，不同位置的超欠挖数据，以控制隧道的开挖断面，并精确计算出超挖方量，作为调整后续的参数，达到成本控制的目的。三、BIM实际应用---BIM技术扩展应用应用价值：1、通过施工进度模拟，可直观展示和查看施工过程，进行可视化管理；2、将相关资料关联到模型内部，生成二维码，实现无纸化管理，节省管理成本；3、通过三端一云，达到数据共享、远程监控、协同工作，管理更快捷方便；4、将变更及资料进行整合后与模型关联，用于后期隧道运营、维护管理。创新点：1、利用BIM技术提高QC成果水平，并利用方案模拟，研制隧道上下台阶型钢拱架连接处隔离装置；研制复杂围岩下型钢拱架锁脚锚管定位装置；研制型钢拱架连接板精准定位装置，促进施工方式的创新。2、通过与测量软件相接合，开发BIM技术的功能，达到精准控制隧道轴线、线形及隧道断面符合设计的要求。四、应用价值与创新序号培训时间培训内容培训人员培训地点备注12016年8月15日-2016年8月22日Revit软件建模公司各科室及各项目技术人员公司会议室22016年9月25日-2016年9月30日BIM5D软件应用公司各科室及各项目技术人员公司会议室32017年4月5日-2017年4月7日Civil3D各分公司及各项目技术人员局会议室42017年4月12-2017年4月14Navisworks2016各分公司及各项目技术人员局会议室52016年10月15-2016年10月