BIM技术在楼山隧道复杂施工中的应用-广东星层建筑科技股份有限公司

BIM技术在楼山隧道复杂施工中的应用

2019-09-27 13:50:22 1  1705

星层科技、北京交通大学BIM工程研究中心，与台州市交投合作，在台州市楼山隧道扩挖项目中应用了BIM技术，进行了基于BIM复杂隧道施工方案的模拟及施工工艺工法标准化展示，解决了楼山隧道既有双向四车道原位扩建为双向八车道隧道、四周开挖施工中的一些问题。

一项目概况

鄞州至玉环公路椒江洪家至温岭城东段公路工程起于台州市东环大道洪家装饰城处，自北向南经台州椒江区、路桥区、温岭市。起点与 S225（75 省道）平面交叉，过平交口后起桥，沿既有路泽太一级公路向南，于既有公路中央分隔带敷设高架桥梁，采用主线高架桥梁加地面辅道的双层断面布置，主线高架桥梁于温岭现状石粘互通北侧落地，与地面辅道汇流，通过对现有楼山隧道扩孔穿越楼山，终点顺接城东高架路基段，主线全长20.965km，如图1所示。

图1 项目位置示意图

楼山隧道为分离式隧道，隧道全长497.5m，既有隧道于2003年完工，本项目中将通过对既有双向四车道隧道原位扩建为双向八车道隧道，采用“新奥法”原理设计和施工。二车道扩充为四车道隧道方案始于上世纪八十年代，日本、韩国及北欧相对领先，国内二扩四隧道采用四周扩挖的目前还没有先例，因此本项目只能在实践中摸索、完善、创新。

楼山隧道在业主安全总体风险评估中给出的结论是：IV级—极高风险。隧道的设计和施工均超出了现有的国家标准和行业规范，有结构受力复杂、地质条件复杂、施工工期紧、施工困扰多等项目安全风险和施工技术难点。传统的通过CAD二维图纸论证施工方案，及展示复杂工程项目的工艺工法存在不直观、难以标准化等问题，为保证施工的安全和质量，并同时满足施工工期的要求，本项目决定采用BIM技术，在隧道扩挖施工开始前就使用BIM技术配合施工专项方案进行模拟，利用BIM 技术3D可视化、参数化等优势，解决项目施工中的一些难题。

二 BIM技术具体应用

在BIM技术实施过程中，首先运用Revit、PowerCivil等多款软件创建了包括周边地形在内的楼山隧道整体BIM模型，包括既有隧道和扩挖后形成的新隧道，也包含了隧道施工过程中的主要附属结构。BIM模型为施工前新旧隧道的直观形象对比提供了模型支持，也为后续施工交底仿真提供了基础。

图2 隧道整体模型

图3 扩挖前后隧道对比

由于楼山隧道属于超大断面，是既有隧道扩建，扩挖方法是最难的，再加上现场地质条件复杂、现状隧道病害较多，使得现有各种施工方法都不能照搬使用，必须创新施工方法。而创新的施工方案必然面临着众多的不确定性和现场施工作业人员不能理解等问题。采用BIM技术，通过上述已建立完善的隧道BIM模型，利用BIM模型可任意剖切、拆分的优势，运用Navisworks、3D Max等软件，结合项目施工进度计划和扩挖专项方案，预先对整个项目施工过程以及其中的工艺功法进行精细化模拟，直观展现整个复杂的施工流程，形成了可指导现场施工的展示成果，确保现场施工作业人员能对整个极其复杂施工专项方案有清晰的理解。

图4 隧道开挖支护模型

三总结

BIM技术在楼山隧道复杂施工中的应用，不仅是对国家行业推广BIM技术政策的践行，而且切实解决了项目施工过程中遇到的一些问题。通过BIM可视化、参数化等特点，同步配合创新的隧道扩网施工专项方案，降低了项目施工的安全风险、提高了施工质量和施工效率。在实施过程中形成的现场地形及隧道BIM模型，能在隧道后期监测、检测等环节中运用。另外，楼山隧道为二扩四、四周开挖国内先例，通过对整个复杂施工工艺工法展示，形成了标准化成果，能为其它类似项目所参考。