BIM技术是建筑工程项目数字化应用工具，它主要依托数字建模功能辅助完成对建筑项目的设计、施工及管控工作的模型建立。参照地铁隧道现场环境参数和隧道施工方案，可实现对施工现场的模型模拟，对设计、施工缺陷进行定位和修正。同时，在BIM平台中输入各施工阶段的数据参数，建立可视模型，可提升沟通效率。进行实际施工项目与设计模型的分析对比，有助于优化地铁隧道工程项目全生命周期的工程管理工作，缩短工期并降低施工成本。

图1 地铁隧道施工多维度工程量比对运算

BIM技术在地铁隧道施工管理的应用

（1）多维度工程量比对运算

隧道施工的成本管理，可通过多维度工程量比对运算实现。应用BIM技术实现工程量对比分析运算，摒弃了传统单一时间段工程量分析不够精细的弊端，可对地铁隧道项目工程量施工维度、空间地点维度、时间维度等进行施工材料的节超分析，完成地铁隧道工程的多维度工程量比对运算。对于存在偏差进行及时调整纠偏，有助于对施工材料实现节超管理。地铁隧道施工多维度工程量比对运算如图1所示。

以空间地点维度为例，在BIM系统中，选择地铁隧道特定起止点及某一具体施工材料，系统会自动生成施工材料在这一隧道范围内的实际使用量和计划使用量曲线图，该曲线显示的施工材料节超对比一目了然。

（2）地铁隧道工程进度动态管理

依托BIM系统，将地铁隧道方案模型及进度计划形成关联，及时反馈施工过程中的材料使用信息及进度信息，可完成工程进度的3D可视化呈现，并完成进度偏差报警及数据分析。应用BIM系统的地铁隧道工程进度管理如图2所示。

图2 BIM系统的地铁隧道工程进度管理

利用BIM系统中轻量化模块，可对地铁隧道模型进行轻量化处理。在BIM系统中，在对应工作分解模块任务中录入衬砌模型和初期支护模型，可定时反馈工程当日施工材料使用情况和工程进度。BIM系统可直观呈现地铁隧道初期支护等关键位置信息，及相应工程进度信息，使用系统中WBS模块对计划与实际进度进行对比分析，可形成进度延后或提前的分析数据。采取必要的进度纠偏措施，便可实现对地铁隧道施工的进度动态管理。

（3）地铁隧道超欠挖施工质量管理

应用钻爆法对地铁隧道开挖施工常出现超欠挖的情况，而应用BIM系统则可对隧道超欠挖进行定位检测。具体方案如下：利用激光扫描设备进行隧道断面扫描，确定断面3D坐标位置。通过BIM系统多媒体处理技术，形成完整的隧道断面数据影像，建立立体模型。依据BIM模型确定支护超欠挖的坐标及所需施工工作量，准确确定超欠挖具体情况，形成科学的施工方案，从而提升隧道施工管理水平。某地铁隧道施工支护超欠挖分析如图3所示。

图3 某地铁隧道施工支护超欠挖分析

（4）地铁隧道施工风险管理

人员风险管理

将BIM系统融入物联网技术，完成地铁隧道工程复杂施工环境下多作业面施工人员精准定位，有助于保证人员施工作业安全。具体方案如下：在隧道内安装无线接入点及无线标签装置，利用物联网无线散射技术，根据施工人员携带的读写装置与无线标签的信号交互，定位人员位置；通过无线接入点及隧道内基站传输至调度中心的BIM系统，进而实现人员的监控管理。

地质风险管理

地铁隧道开挖过程常贯穿不同断层地质环境，为了有效提升隧道经过断层地质的风险管控，可利用BIM系统模拟建立不同地质断层的隧道模型。利用3D可视化模型，施工人员可随时监控施工进度，了解隧道断层与掌子面的距离。一旦该距离低于门限值，便会有警报提示。根据隧道施工的断层不同建立特征数据库，将各断层的剖面图数据录入，并将其挂接到BIM系统地质模型，从而建立地铁隧道项目完整的纵断面及断层破碎带特征可视化模型，便可实现对地质特征更直观的风险管控。

出处：《工程机械与维修》2022.01

作者：于海坤 中铁十九局集团轨道交通工程有限公司

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