【BIM技术在隧道项目施工阶段项目研究12000字（论文）】

BIM技术在隧道项目施工阶段项目研究目录TOC\o"1-3"\h\u9295第一章绪论 1308251.1研究背景 111791.2研究目的与意义 1300721.3研究内容与方法 255581.4研究综述与相关理论 27441.4.1国内外研究综述 277441.4.2研究相关理论 332096第二章传统隧道工程项目施工阶段研究 5324442.1传统隧道工程特点 5184052.1.1隧道工程第一应用点-地上平面布置 5185292.1.2隧道工程第二应用点-洞口施工 5102262.1.3隧道工程第三应用点——湿喷砼 5182682.14隧道工程第四应用点——施工通风 6192572.1.5隧道工程第五应用点——施工排水 610262.2传统隧道工程难点分析 631932.2.1隧道工程项目进度控制研究 668612.2.2隧道工程项目质量控制研究 7307422.2.3隧道工程项目成本控制研究 72334第三章BIM技术优越性分析 8220953.1BIM的基本概念 8156313.1.1BIM的内涵及特点 8287433.1.2BIM的价值 8268493.2BIM软件及应用 9118423.2.1BIM技术优越性分析 9242613.2.2BIM技术的作用特点 1024761第四章BIM在隧道施工阶段应用管理现状 1182154.1BIM在我国的发展历程 11213084.2BIM在施工过程中的应用及管理 11254104.2.1施工技术业务上 11325714.2.2施工生产业务上 12117474.2.3施工成本业务上 129764第五章案例分析——以A隧道为例 14196865.1工程背景 1455065.2工程项目建设难点 146925.3工程项目的组织结构和流程设计 14115195.4综合设计目标的实现 1517323第六章总结与展望 1615728参考文献 17第一章绪论1.1研究背景隧道信息模型（BIM）起源于20世纪70年代。这是一个新概念。随着计算机信息技术的不断进步，许多施工企业逐渐放弃了传统技术，越来越多的隧道利用功能来满足人们的审美需求。整个隧道行业对施工项目的质量和安全要求越来越高，这对施工企业来说是一个巨大的挑战。PIM技术不仅提供了良好的平台，而且满足了隧道行业的主要需求。建筑信息模型（BIM）技术是实现我国隧道建设领域全面转型的主要手段之一。BIM的应用和实施对隧道建设领域的发展模式转变和技术改革具有重要意义。将成为推动产业发展的动力。PEM技术在工程建设中的应用，不仅可以提高隧道施工的组织水平和工作效率，而且可以促进PEM技术的应用和推广。1.2研究目的与意义（1）研究目的：与传统的隧道施工方法相比，BIM技术在隧道施工领域具有独特的优势。PIM技术与计算机系统相结合，既能实现数据交换，保证数据安全，又能节省时间和成本。目前，高效时代的要求更符合行业发展的需要。然而，由于环境和自然因素的影响，传统的技术方法和工作方法已不能满足日益增长的建筑需求。随着互联网技术的飞速发展，BIM技术在工程建设中发挥着不可替代的作用。BIM技术逐渐取代传统的二维施工图和现场施工图，并采用传统的二维平面显示技术进行三维显示，使原来的抽象平面变得具体。自质子交换膜技术诞生以来，质子交换膜技术在隧道领域得到了广泛的应用。此外，PEM技术的不断改进将成为未来隧道快速发展的基石。然而，由于BIM技术的不成熟，施工企业处于观望状态。本文第一部分简要分析和阐述了BIM技术，了解了BIM技术的主要内容。最后，以海口机场工程为例，分析了BIM技术在施工过程中的重要应用和管理意义。我们希望推动PIM技术的发展，实现其在隧道行业的价值。（2）研究意义：理论意义：本文对BIM管理理念的内涵进行了简要分析，并对其应用价值展开了论述，集中探讨了BIM管理理念在隧道工程施工管理中的应用渠道，通过案例分析，探究BIM技术的价值，为BIM的理论研究提供了新的思考和研究方向，使其具有一定的理论意义。实际意义：通过案例分析，以A隧道工程为例，探究BIM技术在施工过程带来的巨大便利，促进BIM技术的发展与推广。施工企业可以加深理解BIM技术难题和解决BIM的流行技术。通过本文的研究对BIM技术的后续研究创新进步和应用提供有益指导，促进BIM技术的发展和隧道行业的进步，从而使其具有实际意义。1.3研究内容与方法研究内容：以BIM的运用及管理为中心，本文通过对BIM技术进行简单地分析和阐述，了解BIM技术的发展现状，就其应用特点和价值进行分析，最后就现实案例分析BIM技术的运用及管理在施工过程中的巨大意义。研究方法：（1）文献研究法：通过阅读大量的国内外文献论文，收集相关资料，指出现有文献的不足，借鉴现有的研究成果，统计分析各文献的研究成果，并总结适用于BIM技术应用效益评价的指标与方法，为本文的研究提供理论基础。（2）实际调查法：通过本人工作中实施服务的施工企业和项目的现场调研，归纳总结了施工企业BIM技术应用的影响因素。（3）案例分析法：选择A项目施工企业中BIM技术应用的情况为此次案例探究的对象，基于本论文的探究结果剖析该项目BIM实际运用中的可行经验，为本论文中BIM技术的运用提供策略1.4研究综述与相关理论1.4.1国内外研究综述BIM技术已应用于美国大多数隧道。BIM技术被广泛使用，美国有许多BIM技术协会。例如，USACE和BSA发布了与BIM技术相关的标准。2015年，新加坡政府发布了一份文件，要求2015年后的隧道施工必须按照BIM技术进行，使用BIM技术的建筑公司将获得不到10.5万新元的奖励。同时，新加坡成立了BIM技术基金，帮助企业建立PIM技术合作和项目改进等重要业务。在挪威，隧道管理局2011年发布的BIM技术指南为PIM技术的应用和参考提供了指南，包括BIM模型技术的施工指南。在英国，我们使用Revit和其他软件在CDE平台的帮助下实现BIM。BIM标准涵盖了美国从施工到运营的整个项目周期。2012年，北美隧道行业使用BIM技术的公司数量达到70%，一些亚欧国家使用了BIM技术，其他国家的建筑工程技术在北美也经历了同样的快速发展。目前，我国对BIM技术还没有明确的定义。麦格劳-希尔信息隧道公司将BIM技术定位为：利用三维软件和应用软件，建立完整的数学模型，并利用该模型计算和分析隧道施工过程中的数据，包括施工、设计和物业管理的各个阶段。BIM技术于2003年引入中国，并已在隧道行业得到应用。PEM2在中国主要用于隧道工程设计。以PEM技术2.0为载体，实现隧道的虚拟化，从而实现对整个施工过程和进度的提前规划和预测。此外，PEM技术还可以为企业和承包商提供信息，包括隧道的估计成本。目前，我国广泛使用的BIM软件包括乐鹏软件、广联达软件和天正软件。在“十三五”规划中，中央政府提出了隧道企业重点企业应用边界元应注意的基本原则；需求拉动；服务业；政府指导在隧道三维仿真阶段，结合三维边界元技术，在三维仿真阶段建立碰撞模型，在施工阶段利用BIM技术进行深化设计的动态分析，可以实现光交换技术，提高相关人员的交流效率，避免延误和返工。在隧道维护过程中，BIM技术可以用于设备的运行维护和隧道维护状态的智能管理。BIM技术已广泛应用于隧道施工的各个阶段，极大地提高了工程质量和效率，进一步规范了整个工程，节约了资源和成本，有效地促进了工程各方的合作与沟通。国内的隧道工程不断发展，BIM技术的传播也显示了隧道工程发展的新构想。隧道工程设计施工时全面实现BIM技术的应用对国内隧道工程的发展有很大影响。目前对于我国的大型隧道工程，BIM技术的应用主要还是从工程设计阶段应用开始,工程与设备的运行和维护期间对BIM应用技术的应用就相对较少。我国BIM隧道技术仍然存在着许多的技术问题。（1）市场上有很多种软件。每个软件的存储格式不同，软件不兼容。不同的软件在项目阶段使用，无法快速集成到建筑工程项目阶段。如果能发布行业标准隧道PIM应用规范，将推动隧道BIM模型的应用。（2）高精度隧道结构模型的设计需要一套高性能的计算机，因此现阶段高精度隧道结构模型的设计比较困难。BIM技术不仅简化了地质建模过程，而且提高了地质模型与隧道模拟的集成度，不能充分反映实际情况。在中国，为了通过计算机编程技术简化BIM建模过程，我们需要独立开发BIM系列软件。（3）目前，质子交换膜隧道设计主要处于二维设计阶段，无法建立真实的仿真模型。关注模型本身，对建筑环境的分析和探索基本上是空白。本文主要在设计过程的各个阶段开发和应用BIM建模技术，将多学科分析与实际应用相结合，完善我国PIM行业的法律法规。我们的国家。（4）在隧道工程施工前期阶段，隧道工程进度控制模拟主要基于与隧道模型施工时间相关的4D质量控制进度模拟。建立隧道施工过程监控仿真平台是不可能的。各种相关材料和产品的成本模型必须能够同时满足完全统一的交互要求，这需要公共建设和相关部门的积极配合。通过工程技术人员的不断改进，解决了施工总过程管理中各种信息集成化、系统化的漏洞，完善了施工总过程信息系统。1.4.2研究相关理论TOE框架理论：即技术、组织、环境（Technology-Organization-Environment，TOE）是由Tornatzky和Fleisher于上世纪90年代首次提出。其框架包含三个维度，即技术层面、组织层面以及环境层面，用于度量信息技术采纳推广的主要影响因素。经过实践检验证明，创新技术的采用是研究人员较为感兴趣的研究课题。其他研究学者继而延续此研究路径进一步展开，且取得广泛的研究成果。TOE框架理论中的技术层面主要审视现有技术与采纳新技术之间的对比分析，比较二者之间的相对优势、兼容性以及采纳复杂性等维度关系。组织层面则从采纳决策层面分析决策者以及具体实施者对于采纳新技术的支持程度。环境层面则聚焦于外部环境对于新技术采纳推广的相应影响作用。第二章传统隧道工程项目施工阶段研究295112.1传统隧道工程特点2.1.1隧道工程第一应用点-地上平面布置考察所研宄隧道所处位置以及施工团队对工作内容的划分情况，发现该工程处于中铁九局隧道综合架子队的施工范围内。根据作业队统一安排，本隧道由进出口及斜井三个工作面同时施工，设置三个作业班组。在施工上，要做到“保证重点，兼顾一般”，把重点工作的控制线放在优先位置，其他项目的确定不影响主线。该方案应满足连续平衡施工的要求。主要施工人员和机械必须在每个施工期间连续作业，以平衡劳动力、施工机械和材料的消耗，提高效率，以便于规划、材料供应和充分利用临时设施。2.1.2隧道工程第二应用点-洞口施工边仰坡施工：尽量保持地表最初的状态，避免对周围的生态环境造成眼中的影响，减少对其土石方数量的挖取。在项目施工以前，首先清除坡面的危石以及积土，按照计划要求制作天沟，做好排水系统。首先应自上而下开挖，可使用挖掘机进行土层的挖掘工作，对于石质地段应进行爆破处理，在处理下层结构时，要提前进行坡度的测量，在进行下层结构挖取时做好喷锚防护。洞门施工：在洞门口首先采用弱爆破法进行爆破，然后人工清碴；洞门砼灌筑用万能杆件支架和特制钢木模板，进行搅拌运输后入模，插入式振动器振捣砼完成洞门砼施工。并按照项目的具体要求做好除污防护工作，保证洞门口的设计美观性，并且该阶段的施工为保证安全，应在雨季前完成。洞口超前预支护：隧道建设的进出口两个洞门口处的支护及施工的具体操作要严格按照设计和规范的要求来进行，在两端均采用大管棚支护，间距为每米2.5根，压注1:1水泥浆.2.1.3隧道工程第三应用点——湿喷砼一方面由于湿喷工艺的特性，在隧道项目施工过程中采用的速凝剂必须在凝聚强度及时间等多方面满足项目设计要求；另一方面，为了确保砼的强度符合施工要求并方便进行，应经过多次试验，满足设计要求的前提下，严格控制拌合物的和易性。湿喷砼工艺能够很好的减少回弹量，降低粉尘。喷射混凝土时，一般可分为三层从下向上进行，第一层相对较薄，3~5厘米，向上一层厚度控制在5~10厘米范围内，最上面一层厚度一般低于10厘米，相邻时间间隔在15分钟以内。2.14隧道工程第四应用点——施工通风盘道岭隧道项目施工过程中，将风机设在洞外，采用压入式进行施工过程中通风处理。本项目与专业的通风对于合作，确保施工人员的安全情况，指定安全责任人，加强管理，将每一部落实到位，通风管必须保持平直顺畅，尽量避开尖锐的拐弯处位置，保持通风顺畅，同时还要检查管道接头的严密性，并注意日常养护维修，确保通风设备的良好运行；此外在隧道内部施工时，应及时对内部空气进行监测，避免安全事故的发生。2.1.5隧道工程第五应用点——施工排水项目施工过程中应注意污水的排放，在隧道项目中，应在洞口按要求修建污水处理池，本项目采取顺坡排水，施工时派专人在隧道两侧码砌临时排水沟，保证工作面无积水，工作面所有的水能从临时排水沟顺利顺坡排至洞外，净化后排放至指定地点。269282.2传统隧道工程难点分析2.2.1隧道工程项目进度控制研究本次隧道施工土建工期时间为38.3个月，该隧道施工分为进口和出口两个不同的工区，其中进口工区需要4个月准备时间，出口工区担负2648.15m正洞施工。隧道的贯通里程为D4K465+056.进口工区弃于D4K464+800线路前进方向右侧约3000米的旱地处，运距为5km。出口工区弃于D4K473+500，运距为9.6km。隧道D4K421+014至+029段和D4K467+489至+704段采用明挖法进行施工，其余地段结合新奥法原理开展施工。光面爆破，锚喷网初期支护。喷混凝土采用湿喷技术，Ⅳ和Ⅴ级的围岩地段隧道开挖之后需要及时进行喷砼封闭并进行初期支护。隧道D4K462+029至069段以及D4K467+629+689段埋深比较浅，风化层也比较厚，在施工过程中更容易出现塌方，超前支护采用ф管棚超前支护，管棚长度进出口设置分别为10m和15m，在隧道施工时仰拱应当超过前拱墙衬砌的20m至30m之间，仰拱进行分段整体浇注，眼睛进行半幅施工，仰拱和填充可以分开浇筑，使仰拱和填充施工质量得到保障。隧道明挖段在施工时需要避开雨季，施工自上而下开挖，需要及时支护，施工期间也需要加强地表监测，加强施工排水工作。洞身衬砌该隧道进口采用斜切式洞门，D4K462+026-+029段则是采用斜切延伸段，隧道出口段采用斜切延伸段；D4K467+692+704段采用斜切式洞门。由于隧道洞身D4K462+029~+069段范围埋深比较浅，考虑到抗震相关要求，需要使用到V型复合衬砌。2.2.2隧道工程项目质量控制研究在全隧道施工期间需要进行监控量测，并且要将其作为关键工序纳入到现场施工关键工序中，监控量测需要包含以下几方面的内容：首先，需要对深埋暗挖地段进行地表开裂，沉降观测。观测点需要和洞内的观测点布置在同一个断面历程，而且布点观测断面不小于3个，观测断面间距为每10m一个。其次，对于3级、4级和5级围岩段需要进行洞内洞外的观察和拱顶下沉，净空变化监控测量等，其中3级围岩段量测断面间距不应当大于50m，4级围岩段量测断面则不大于10m，5级围岩段量测断面间距不大于5m。最后，对于监控量测的数据需要进行严格的分析，并且对收集到的数据进行及时的汇总和分析。2.2.3隧道工程项目成本控制研究隧道工程项目成本面临的主要合同风险是合同履行能力的风险。在建设过程中，涉及的参与方多，各方在能力和信誉方面都可能给项目成本合同履行带来一定的风险，给项目带来损失。第三章BIM技术优越性分析3.1BIM的基本概念3.1.1BIM的内涵及特点BIM(BuildingInformationModeling)意为：利用数字模型对建设项目进行设计、施工、运营和管理的过程。隧道信息模型是指将数字信息应用于隧道设计、造价、管理的数字化方法，不只是简单的将数字信息进行简单地集成。BIM技术是信息化技术在隧道行业中应用的新型表达方式，集成了建设工程项目全生命周期各个阶段的信息，并通过数字化、可视化的模型方式来共享隧道物的特性信息，为项目各个参与方提供了全新的协同工作平台，提高各方沟通效率、减少理解性错误，从而大大提高了建设效率、保障了施工工期与成本。BIM技术具有以下特点：（1）可视化。然而，在整个工程设计和决策过程中，不同学科之间的可视化设计和决策更能直观地体现出不同学科之间的互动。因此，提前消除了项目的安全隐患，提高了项目的合理性和准确性，促进了项目的正常进展。（2）协调和优化。PEM技术可以根据二维CAD施工图提供的信息协调所有专业信息，减少冲突和不必要的计划变更，例如在建模的早期阶段。为了建立模型，通过对模型中图纸的误差、泄漏、碰撞、缺陷等问题的研究，可以及时发现图纸之间不合理的管线布置和各种问题的多学科优化，大大缩短了工程工期和成本。（3）模拟。在设计阶段，BIM技术可以通过模拟日光隧道的能耗来帮助优化设计。在招投标和施工阶段，将4dBIM技术与三维BIM模型和施工进度相结合，根据专业特点和可视化程度模拟施工，确定合理的施工方案，不仅可以指导施工现场，合理安排材料设备的进场方式和工作分配，也能生动地反映项目管理的进度。（4）信息产品的多样性。BIM技术可以通过可视化仿真和隧道优化设计获得各种数据和信息。包括平面图、立面图、剖面图和总体施工图。它直接通过PEM模型的碰撞检测来消除设计变更中的相关错误。3.1.2BIM的价值对国内隧道施工领域来讲，在施工过程中应用BIM技术既能够节约成本，也能在保证质量的情况下加快项目施工进度。并且，BIM的深层次运用对国内隧道领域的变革有着极大的推进效用。（1）对隧道施工行业技术能力的提升有促进作用。BIM技术的有效利用可以减少工程的返工，从而有效地提高工程的可实施性和可控制性。应用BIM技术可以支持隧道环境、经济、施工工艺等多方面的分析和模拟，实现虚拟的设计、虚拟的建造、虚拟的管理以及全生命周期、全方位的预测和控制。BIM并不只是单纯的三维数字化参数模型，其核心是在建设的各个环节当中各方以模型为基础展开信息交流和分享。它转变了以2D为基础的设计和专业、施工之间的配合模式，转变了仅仅以符号和文字表述为依托的构想展开工程创建的管控模式。有助于各方更好的把握整个项目，增强了各个专业及主体的协作性。（2）推动隧道行业管理机制的创新和提升利用BIM技术创建数字化模型，对所承接项目的规划、建造和运营全过程进行管理和优化的过程和方法，更像是一种管控过程。在该过程当中，围绕ＢＩＭ模型，各个主体可以在一致化的模型上统一步调、相互配合，这有助于管理机制的转变和调整（3）可有效提升行业信息化水平，推动施工项目精细化管理围绕BIM模式，结合先进的信息技术，激发双方对建设项目管控的支持，使智能建筑成为现实。目前，随着云计算、海量数据、物联网、移动软件等越来越多的典型手段的出现，信息技术正逐步被广泛应用，以更深入地利用技术，提供更多的技术支持和应用方式。基于BIM几何模型，可以在项目建设的各个阶段添加信息和数据，前端可以实时连接物联网和移动软件。控制施工现场和隧道的运营。利用云计算的低成本和高效率，可以在后端建立可靠的BIM数据库。每个环节产生的大量信息可用于存储、分析和开发基于大量数据的BIM技术，并建立可重用的知识库。总之，基于BIM技术的各种信息技术的集成可以控制隧道的各个方面，包括成本、进度、原材料、质量等。有助于提高公共管理水平，实现智能建筑。3.2BIM软件及应用3.2.1BIM技术优越性分析影响该项目的因素有五个。人、材料、机器、方法、环境（1）在施工阶段，将PEM技术应用于关键岗位现场人员的质量管理，提高现场人员的兴趣，调动各方的积极性，改变现场质量管理和分工（2）在材料供应商选择阶段，PEM技术用于收集以往建设项目使用的材料数据，了解材料信息，通过分析确定最佳供应商，确保原材料的质量和安全；在投料阶段，BIM模型提供的材料清单和验收标准文件可以方便快捷地按照规范要求标准进行，对进口材料进行验收，确保材料的规格、型号、品种和技术标准与设计文件一致，确保材料质量。在材料的获取和使用阶段，参考施工进度计划，提供材料清单，确定材料数量，确保材料限额。BIM技术与射频识别（RFID）技术相结合，可以实现隧道材料的实时自动跟踪和管理，实现更准确、高效的现场材料管理。（3）利用BIM技术模拟早期施工方法，分析施工方法在工程质量管理中的可行性。（4）BIM技术模拟作业区域的工程技术环境和工作环境，施工现场的生活区和办公区通过建立三维模型来预测施工现场第三方动态漫游功能对环境质量的影响，充分发挥信息共享和协调的功能，及时协调项目管理环境变化的影响，创造更好的质量管理环境。3.2.2BIM技术的作用特点（1）可视化特点从现代隧道中可以看出，隧道的空间结构通常是复杂的，但很难用人脑或传统的思维方式来想象这种空间结构。它通常是手工绘制的，但仍有一些隧道无法用肉眼观察和测量，因此手工绘制很难完成。利用计算机数据可以更准确、方便地显示整个隧道的空间结构。同时，对收集的数据进行处理以生成报告。此外，在整个施工过程中，您可以直观地进行沟通、讨论和讨论。（2）协调性特点隧道公司的每个部门在隧道设计的每个环节都有自己独立的部门，但每个人都有不同的想法和观点。因此，最终可以仅从理想设计的每个环节考虑设计，但总体设计是无关的。这种情况不仅会导致一些不必要的矛盾和冲突，而且会导致未来的大规模返工，造成时间、人力和财力的浪费。将PIM技术应用于隧道碰撞设计，以碰撞报告的形式输出并及时反馈给相关设计人员，大大降低了后期返工率，同时减少了材料浪费。（3）可出图特点利用BIM技术可以生成隧道施工图纸、设备管线图、构件详图、碰撞检查报告以及修改建议等并不是像通常设计的纸质的平面设计图。他通过展现动态的设计图和建立可视化的数据模型，能够更好的帮助业主进行抉择。（4）优化性特点BIM的优化型主要体现在它能够随时的反映因为设计发生变化而多出或者减少的成本。同时能够对内部结构中可能存在的不规则形状进行设计。（5）模拟性特点评价一个隧道的设计得好还是坏，除了总体设计格局上，还有一个现实因素，这个隧道设计是否符合要求还要看室内的采光是否符合标准，这些都是在图纸上看不出来的，如果工程项目完成后才发现室内采光有缺陷，就会造成一定的损失。BIM技术能够对未有的隧道进行仿真实验，以此可以事前就知道这个隧道设计采光方面是否符合要求。第四章BIM在隧道施工阶段应用管理现状4.1BIM在我国的发展历程目前，BIM技术已成为我国的发展趋势，并在我国许多大型基础设施项目中得到了广泛应用。从促进地方政策的角度来看，住房和城乡建设部率先响应了世界范围内采用BIM技术的趋势，并在全国范围内颁布了鼓励措施，支持试点城市加强BIM项目建设，推动BIM技术在国内隧道行业的广泛应用。中央政府和地方政府制定了BIM技术指南。同时，为了满足绿色隧道的特殊设计要求，国内一些著名隧道也尝试采用BIM技术，如北京水立方隧道、鸟巢隧道、上海世博会全球馆、南水北调中线工程、大型城市轨道交通工程等。目前，我国隧道行业采用的质子交换膜技术主要集中在隧道的整个生命周期。与我国早期应用质子交换膜相比，国内隧道行业更加重视质子交换膜技术在隧道设计中的应用，即合理优化设计。以北京2008年奥运会场馆建设为例，在整个项目建设阶段，尤其是整个项目管理阶段，都采用了PEM技术。我们可以看到质子交换膜技术在奥运场馆建设中的应用。技术方面，国内大型隧道企业也在适应形势，积极采用BIM技术。例如，作为中国最大的隧道施工企业之一，上海建工集团积极采用BIM技术进行大型工程承包，积极推动项目团队、子公司和业务合作伙伴实施BIM技术。对于基于BIM技术的交互式信息平台，各方参与了信息平台的建设，有效地共享了信息，实现了BIM技术的采用和推广带来的优势。技术（如有效减少设计变更、提高设计节能、快速估算成本、缩短施工周期等），越来越多的国内企业致力于采用和推广PEM技术。4.2BIM在施工过程中的应用及管理4.2.1施工技术业务上（1）通过碰撞检查，有效减少返工。针对隧道工程设计，隧道、结构、设备及水暖电等不同专业的设计工作是分开进行的。在施工之前，施工单位需要将各专业设计图纸进行综合检查，以保证各专业之间不发生冲突。应用BIM技术，可把多个部分的模型整合到一个当中，借助专门的碰撞检查程序，在虚拟的三维环境下进行快速、全面、准确的计算，并找出图稿当中的缺陷、疏漏等，消除由此产生的设计变更和工程洽商，减少施工中的返修，节省开支，减少耗时，减小风险。（2）通过施工模拟，优化施工方案。在施工之前，施工单位需要编制合理的施工方案。借助BIM立体可视化的特征展开仿真，在虚拟条件下对工程的实施计划进行剖析、模拟和优化，可以直接掌握各个部分的时间节点以及相关步骤，更好地识别整项工作中的关键点和困难点，从而优化方案、提高施工效率，保证方案具备实际操作性和可靠性。4.2.2施工生产业务上支持进度管理和控制。BIM组件与实现方案相结合，形成可视化4D模型。以4D管控系统为基础，利用三维进度图，自动检查施工过程中的进度、人工和物料平衡、装载设备状态、是否进行了科学操作、主要作业是否停止、是否有延误等，指导合理的施工计划。在保证施工进度、优化工期的前提下，根据施工准备进度科学合理地选址，减少二次运输。支持现场生产的协同作用。在信息传递和交流过程中，基于三维信息模型的BIM以可视化、可视化和动态的方式提出并传递了设计思想和实现方案，极大地提高了信息传递的效率。同时，施工前易于理解和培训人工技术。充分了解施工内容和施工顺序。此外，基于统一模型的BIM集成了设计模型、项目管理、预算、材料设备、信息管理等功能，降低了数据收集、存储和分析的难度。由于工程过程中信息的多样性，提高了信息传输的效率。支持数字化生产和组装建设。BIM技术与数字化制造技术的结合可以提高成形件的制造效率。在配置过程中，BIM组件的三维设计信息模型可以转换为生产线系统所需的数字模型，完成配置处理。对于几何模型复杂的隧道施工构件，可以大大提高生产效率，有效降低隧道预制构件的生产误差，提高精度。此外，基于BIM的虚拟装配系统可以恢复特定的执行状态，识别存在的问题，优化相关的软件规划，减少后期的返工。4.2.3施工成本业务上（1）支持准确高效的工程量计算是工程预算、变更控制、计量、支付和工程结算的前提和基础。使用基于BIM的工程量计算软件可以有效地提高工程量计算的准确性和效率。可以计算BIM中的数据项。利用这部分数据，计算机可以根据嵌入式几何、物理和空间信息计算技术推断出不同元素的总数。同时，设计模型的重用可以节省手工图形建模的时间，提高建模效率。（2）支持项目预算与进度的集成，扩展了5D模型全过程的三维成本管控信息模型。利用相关系统的动态管理控制效果，可以实现成本实施的各个环节。在完成第一阶段基于BIM的精细计算和评估后，基于5D模型的施工模拟可以优化进度、资金、科学资源和资源利用，减少执行错误，降低修复率，避免进一步损失。在实施阶段，在5D模型的基础上，利用PEM模型对原材料采购计划、人员进入计划和资金投入进行及时、准确的分析。在数据库中，充分遵守合同要求，了解原材料的使用情况，确定原材料的合理价格，激发“限用材料”的实际效果。基于三维模型，实现了工程量清单计价、工程量清单计价和工程结算的变更计算，并自动保存相应的变更记录，便于查询。通过项目成本信息的比较，可以实时控制项目成本信息，实现项目成本的管理和控制，提高项目成本分析能力。多重成本法。第五章案例分析——以A隧道为例5.1工程背景某高速公路位于合肥市内，此高速公路是两地经济联系的重要通道，正常通车后，能够加强地区间的经济联系，降低运输成本，节省运输时间，促进两地经济发展。根据设计资料说明，此高速公路穿越一段地质复杂的山体，由于山体覆盖范围广阔，选择绕行方案成本过高，为了节省成本和工程时间，工程方选择直接贯穿山体建立一条高速公路隧道。本次设计任务是根据该工程的初始地质勘测及设计资料，并参考类似的工程案例，设计一条合适的高速公路隧道。5.2工程项目建设难点项目BIM隧道模型主要通过Revit建模软件完成，对于不合理的地方，需要根据模型来对专业各自之间交错碰撞的位置进行初步修改，减少二次变更的情况发生，以免给设计人员带来不必要的麻烦。但是项目的建设也有着自身的难点，主要包括如下方面：本工程多为异形结构，尺寸变化大，如何实现外观隧道美学，达到设计效果难度高，且细部的防水处理难度大，隧道物紧临红线，钢构构件较大，在场地狭小的情况下建设这种超高层的隧道，就会存在很多的负载接待你，部分钢管柱硷、静性钢柱，衔架楼层板等大构件的施工难度更大，安全立体交叉防护难度也就更大。该项目涉及专业众多，总承包商旗下的分包商数量也较多，在项目工期较短的情况下很难确保进度的有效控制，设计方、施工方等数量众多，这些人员存在协调困难的问题，一旦出现安全问题，也很难做到及时发现和汇总，从而导致问题很容易错过最佳的解决时机，从而得不到有效解决。由于项目较大，存在很多变更的情况，签证和指出对比都较为麻烦，从而无法有效确定资金流量，降低了变更索赔的时效性，增加了变更计量工作量。5.3工程项目的组织结构和流程设计为攻克上述工程难点，本项目特意成立了BIM管理部，这个部门是在建设单位的直接指挥下进行的，由顾问单位及BIM设计团队作为技术支持，由总承包单位成立的专门管理团队，BIM建模和管理也是采取团队组织的形式，由项目经理带头，由BIM负责人和项目副经理的管理下，从而确保项目的有机协调，BIM模型的复核、深化由总承包BIM团队负责。团队由11名成员组成，各个成员都有自己的工作和责任，大家分工协作，来确保BIM建模的顺利完成。图SEQ图\*ARABIC1传统计划编制图SEQ图\*ARABIC2基于BIM计划编制5.4综合设计目标的实现该项目在利用BIM技术建立三维模型的过程中，会发现图纸上许多的问题，比如，尺寸漏标或标注错误、设计不规范、节点详图无法对应平面图、系统图无法对应平面图等；对于机电管线错位、错缺问题更是层出不穷。可以在三维模型中将这些问题记录汇总，在图纸会审时与各方进行协商沟通和交底，以便在施工前解决这些问题，避免在施工过程中影响施工进度和施工质量。基于BIM技术可视化高及模拟性强的特点，从而使得空间造型设计与施工方案设计提供有效的技术支持。利用BIM技术对复杂节点进行可视化表达，尤其是在复杂的施工节点如梁柱节点、剪力墙等容易出现少筋、漏筋和钢筋绑扎错误的现象。通过施工节点的三维模型效果直观可视化的查看钢筋尺寸和位置关系，从而达到指导现场施工和合理安排施工工序的目的，保证节点构造的准确性。第六章总结与展望自BIM出现以来，中国政府高度重视BIM技术的发展。由中科院研发的PKPM软件已与Autodesk公司的Revit达成战略合作，实现了两款软件进行文件互导，这样就不要重复去构建模型，也