
项目概况:打造全国首例全装配式市政隧道
本项目位于开创大道与外环路 T 形交叉口,拟新建开创大道主线下穿外环路的单幅隧道,同步建设地面 T 字路口灯控平交及人行天桥。主线隧道为单向三车道,全长 589.7m,由西侧敞开段、暗埋段、东侧敞开段组成,是全国首座采用全隧道装配式施工的市政隧道。
工程涵盖道路、桥梁、隧道、交通疏解、给排水、照明等多个专业领域。开创大道为城市主干路,主线设计车速 60km/h,辅道设计车速 40km/h,人行天桥最大跨径达 35m,雨水渠箱最大尺寸为 6500mm×1800mm,污水管径最大为 d800。
项目面临管线复杂、交通疏解难度大、预制构件精度要求高等多重挑战,BIM 技术成为破解这些难题的核心抓手。
BIM 技术应用:全流程赋能项目高效推进
1. 标准化先行,筑牢 BIM 应用基础
项目启动初期,公司 BIM 团队编制了《开创大道与外环路立交工程 BIM 技术标准手册》,并结合公司自主研发的道路、隧道、交通、动画制作等系列统一应用标准,明确了文件命名规则、构件编码结构、软件版本要求等关键内容。
软件方面,统一采用 Autodesk CAD 2014、Revit 2018、Navisworks 2018 等工具,确保各专业协同过程中数据互通,为 BIM 技术的规范化应用提供了制度保障。
2. 精细化建模,搭建多维信息模型
团队搭建了企业级 BIM 族库管理系统,涵盖路灯、路牌、人行天桥、管网、隧道预制构件等多专业族文件,实现族文件的分类存储、复用与数字化交付。
建模过程中,根据不同构件需求设定差异化建模深度:人行天桥、市政管网等模型深度为 LOD300,隧道预制构件模型深度达 LOD350,满足预制件生产、施工吊装模拟等高精度需求,提前规避施工潜在问题。
3. 协同化应用,破解项目核心难题
- 管线碰撞检测:项目现状管线类型繁多,新建管线与既有管线、隧道结构的空间冲突风险高。团队通过管立得、Revit 建立管线模型,导入 Navisworks 进行碰撞检测,筛选有效冲突点并协同设计人员优化调整,实现管线 0 碰撞,大幅降低施工返工率。
- 交通疏解模拟:项目紧邻地铁站与住宅区,施工期间交通压力大。利用 Revit 与 3DMAX 构建交通疏解模型,模拟施工期间交通流线,对比优化疏解方案,最大程度减少工程建设对周边居民出行的影响。
- 施工工艺模拟:针对隧道装配式施工的核心痛点,借助 BIM 技术开展基坑支护模拟、预制构件吊装模拟,清晰展示吊装底板、侧墙、顶板等关键工序流程。同时,通过模型可视化交底后浇带防水、隧道排水等复杂工艺,确保施工人员精准把控技术要点,保障工程质量。
BIM 创新应用:引领装配式隧道施工技术突破
1. 施工方案比选,优选装配式工艺
对比传统现浇隧道施工存在的环境污染大、用工难、长期围蔽、交通拥堵等弊端,项目创新性采用装配式施工方案。工厂标准化预制与现场基坑开挖同步进行,大幅缩短工期,减少资源浪费与环境影响。
2. 预制方案优化,实现轻量化与经济性统一
隧道暗埋段与敞开段均采用预制密肋板结构形式,分段分块预制拼装。该结构在满足受力要求的前提下,减小了隧道顶底板及侧墙尺寸,实现构件轻量化,节省材料成本。
针对敞开段侧墙高度渐变的技术难点,通过 BIM 模型精准确定预制构件尺寸,采用专用拼接胶接缝处理并结合预应力技术,提升结构整体性与受力性能。
3. 辅助装配式出图,保障预制精度
基于 BIM 模型对隧道构件按 3m 每段进行优化拆分,对敞开段单个预制构件进行编号、尺寸标注并直接出图,为预制构件生产提供精准数据支撑,满足装配式施工的高精度要求。
4. 支护结构优化,化解施工冲突
针对预制隧道吊装过程中支护桩立柱与结构易冲突的问题,通过 BIM 模型优化支护结构水平间距,提前规避施工风险,降低吊装难度,保障基坑安全。
BIM 拓展应用:数字化升级项目管理模式
1. GIS+BIM 融合,提升方案决策效率
项目前期整合 GIS 与 BIM 技术手段,通过无人机倾斜摄影生成地形数据,构建三维地理信息模型。该模型为拆迁规划、道路设计方案比选提供了直观的可视化沟通平台,大幅提升各参与方的决策效率。
2. 项目管理平台,实现协同高效管控
依托公司自主研发的项目管理平台,打通各专业数据壁垒,为设计、施工、监理等参与方提供协同工作媒介。非 BIM 技术人员也可便捷查看模型,平台的数据记录功能帮助管理人员实时掌握项目进度,为项目进度把控提供数据支撑。
应用效益与未来展望
BIM 技术的全面应用,实现了设计意图的可视化表达,提升了各参与方沟通决策效率;通过管线碰撞检测前置解决施工隐患,降低变更风险;交通疏解模拟优化方案,减少对周边居民影响;装配式施工模拟加快专家论证进程,保障工程质量与工期,为同类工程提供了可复制的技术经验。
同时,项目培养了 5 名复合型 BIM 技术人才,丰富了公司在精细化建模、二次开发、BIM+GIS 融合等领域的技术储备。
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