公路隧道工程設計中BIM技術的應用

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［摘要］傳統的公路隧道工程設計工作大多是二維平面設計，設計人員只能繪制平面圖紙，無法從三維立體的角度對公路隧道工程的各部分結構進行分析和設計，實際的設計效率、設計質量得不到保證。為了提高公路隧道工程設計的效率和質量，推動我國公路交通行業的發展，必須大力應用bim技術等先進的技術來進行公路隧道工程的設計，并對設計方法、流程進行不斷優化。

［關鍵詞］BIM技術；公路隧道工程設計；應用

引言

BIM技術能夠構建出三維可視化模型，幫助設計人員從三維立體的角度對公路隧道工程各部分的結構進行分析和設計。同時，應用BIM技術進行公路隧道工程的設計，數據信息的分析處理也能夠變得更加高效，設計人員可以依靠特定的軟件對數據信息進行整合和處理，設計工作的效率能夠得到極大提高。

1BIM技術概述

BIM技術是一項極為先進的、用于構建三維模型的技術，也被稱為是建筑信息模型，在應用BIM技術的過程中需要以工程的各種數據、信息作為基礎來進行三維模型的構建，并仿真模擬出工程的真實信息。在工程施工前利用BIM技術可以根據收集到的各項信息對工程內部的結構、設施進行模擬，以數字化的形式體現出來，能夠推動后續施工的順利、高效進行。BIM技術在應用過程中所收集的數據信息之間都是有關聯的，工作人員可以隨時找到和當前數據信息有關聯的部分進行使用，可以利用收集到的數據信息模擬出工程的實況，工程的各種特點也能夠直觀地體現在三維模型中。在應用BIM技術時，工作人員需要將工程的各項信息輸入到系統中，通過各種數字化技術對這些信息進行分類、整合，最終構建一個符合工程實際情況的三維模型。工程的設計人員可以將建筑材料、施工工藝、施工工序等信息輸入到系統中，對工程的整個施工過程進行模擬，最終完成工程設計、成本預算等工作。通過在工程施工前利用BIM技術構建工程的信息模型，可以極大提高工程設計的效率和質量，并推動工程施工效率、施工質量的提高。

2在公路隧道工程設計中應用

BIM技術的必要性傳統的交通設計行業由于受到設計技術的極大限制，大多采用的是二維設計、平面出圖的方法，相關設計人員需要依靠自己所學習到的知識、經驗來將工程的三維結構、構思表達在二維平面上，這一過程十分的復雜、困難，對設計人員自身的專業水平、設計經驗等有著極高的要求。隨著我國經濟、社會的不斷發展，我國構建的公路交通網絡也越來越完善，在許多地形復雜的地區也建設了公路隧道工程。在針對地形復雜的地區開展公路隧道工程的建設時，公路隧道工程設計工作的難度也會得到極大提高，地形復雜地區地勢崎嶇不平，地質條件等因素也各不相同，如果設計人員仍然采用二維設計、平面出圖的方法的話，很容易由于理解錯誤而出現問題，難以對各項因素進行綜合考慮，最終設計的公路隧道工程也就存在著許多的問題，設計的質量得不到有效保證。BIM技術有著信息一致性、信息關聯性、模擬性、可協調性、可視化等優點，對于提高工程施工效率、施工質量來說有著極為重要的作用，在建筑行業得到了極為廣泛的應用。針對公路隧道設計工作，也可以大力應用BIM技術，利用BIM技術從構建模型、深化設計等不同階段進行研究和分析，能夠有效提高公路隧道設計的工作水平，對于公路隧道工程設計和建設來說有著極為重要的意義。

3BIM技術在公路隧道工程設計中的應用分析

3.1基于BIM技術的協同運作

在公路隧道工程設計中開展基于BIM技術的協同設計，主要包括局域網、廣域網兩種不同的協同設計方式。局域網的協同設計也可以看作是基于本地模式的協同，不同的設計人員掌握不同專業的設計文件，每一位設計人員都需要將自己掌握的和公路隧道工程有關的數據信息輸入到計算機中，構建本專業的三維模型，在完成自己的工作任務后將設計文件通過局域網和其他設計人員進行共享和交流，讓其他設計人員了解到自己最新的設計成果。其他設計人員要想對共享來的設計文件進行修改，需要得到設計文件所有者的授權。通過這種模式的協同設計可以確保各個專業設計文件數據的準確性和唯一性，設計文件的數據不會輕易發生改變，最終有效保障了整個公路隧道設計工作的準確性。廣域網的協同設計和局域網協同設計的原理、流程大致相同，隸屬于各專業的設計人員需要將自己構建的模型文件儲存到服務器中，其他設計人員通過網絡服務器來對模型文件進行調用和參考。

3.2基于BIM技術的三維隧道設計

設計人員可以利用BIM技術來進行三維隧道設計，通過選取縱斷線、平面線并采取標準斷面放樣融合的方法來創建隧道的三維模型。這種設計方法可以表達出公路隧道工程的設計思路，能夠根據創建的三維隧道模型來開展后續的設計工作，但是隧道的部分局部模型無法建模，比如行車通道和主洞的連接部分、緊急停車帶等，在三維模型圖上的斜井、洞口等構件設計精度也得不到保證，雖然能夠表達出整體的設計思路，但是設計的意圖無法充分表現出來。為了解決這個問題，切實提高三維隧道模型的精確度，就需要對建模的方法進行更新和完善，設計人員可以利用可視化編程建模軟件、三維建模軟件來進行隧道的建模。設計人員首先需要將二維設計路線的數據導入到相關的軟件中，根據各種數據生成路線的三維文件，將勘測數據導入到軟件中，生成三維地形、地質文件，之后再對各種三維文件進行更加細致地處理，通過對不同模塊進行拉伸、融合、空間變換，并將不同模塊進行組合，可以初步構建出三維隧道模型，之后對細節進行不斷修正，不斷提高三維隧道模型的精確度，最終隧道各部分都能夠進行建模，各構建的設計精度也能夠得到保證。

4總結

設計人員可以利用BIM技術來進行協同設計，實現設計文件、模型文件的共享，也可以利用BIM技術構建隧道的三維模型，通過模型來對設計方案、施工方案進行不斷優化，最終推動公路隧道工程施工的高效率進行。

參考文獻

[1]吳繼峰，黃冉，王鶴霖.BIM技術在公路隧道工程設計中的應用探索[J].隧道建設（中英文），2020（3）：1-11.

作者：樊康佳 單位：陜西交通職業技術學院