山區道路因BIM更智能

隨著科技發展,高速公路的發展逐步呈現信息化、智能化、綠色化等特征,并對當前高速公路的勘察設計技術提出了新的挑戰。

BIM是以三維數字技術為基礎集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。山區高速公路由于地形地質條件復雜、交通不便，甚至穿越無人區，生態和環保壓力大、限制條件多等特點，設計難度大，適合BIM技術的應用和推廣。
標準研究
在行業既有研究成果的基礎上，結合現階段的需求，形成公司的企業標準。明確了工可、初步設計和施工圖設計等階段的模型精度。數據標準方面，主要做了三方面的工作：第一，理論上的拓展。引入結構樹的概念，通過一套編碼體系，把整個項目按層級，有機地組合到一起。經過研究，采用設計階段大家習慣的工程系統分解結構EBS，對項目進行分解和編碼，形成基于EBS的結構樹。施工階段搭建基于WBS的結構樹，通過建立兩棵結構樹的映射關系，目前已基本實現設計階段的信息流轉至施工階段。第二，技術手段的補充。開發了和標準配套的屬性工具，提供了對所有對象進行編碼和屬性掛接的可行手段。第三，管理方式的創新。為進一步提高編碼和屬性工作的效率和質量，開發了一套協同工作系統，為項目人員搭建統一的工作環境，實現了軟件權限管理、字典版本管理等，同時具備查重、查漏等功能。

建模研究
山區高速公路項目體量大、涉及專業多，現有BIM軟件無法高效完成建模工作。為推動項目順利開展，選擇在既有BIM軟件的基礎上，結合專業特點和項目需求進行二次開發，形成了一條快速準確的建模路線。
基礎環境建模：山區高速存在外業測量困難，效率低等問題。目前四川省高速公路設計階段已要求全面采用機載激光掃描測量，可提供點云、地形圖、實景數據、數字高程模型、數字正射影像等測繪成果。為與設計數據源保持一致，采用地形圖，轉成三維地形，并結合工程實際，探索出了利用現場實測數據對三維地形進行快速修正的技術路線。
山區高速公路地質情況多變，不良地質顯著，是決定路線走向的關鍵因素。建立巖土專業認可的三維地質，并賦予模型相關屬性，通過開發，實現了沿三維地質體中任何路徑提取巖層信息。通過上述準備，三維地質模型為后續各專業的正向設計提供了基礎準備，如自動計算樁長，自動按路線方向圍巖級別布置隧道標準橫斷面模板等。
主體結構建模：
通過探索和實踐，逐步建立起一套針對山區高速公路初步設計階段較為完善的快速建模系列模板。該套模板具有針對性強、模板全參數化、兼顧公司自研平臺、工作效率高，操作性強、涵蓋路橋隧等各專業，適用范圍廣等特點，已在沿江高速新金段、瀘定至石棉高速公路等合計約1000公里山區高速公路中得到應用推廣。

施工圖設計階段，實現了山區高速公路各主體專業的快速精細化建模。探索出道路相關的特殊地基處理、擋防工程、棄土場、排水、避險車道、改溝改河和隧道地下風機房、緊急停車帶、過渡段、主洞超高變化等，山區高速常見要素及組合情況下的建模。并通過二次開發實現了路基路面、規則防護、隧道主洞等的幾何構造和編碼屬性的批量生成，大幅提高了工作效率。在此基礎上，結合實際項目，探索了BIM技術對傳統設計的道路土方量復核。完成了公司小箱梁、T梁標準圖及其他常用橋梁結構的BIM模型庫建設，并在實踐中不斷豐富完善，實現了各類橋梁一般構造的高精度建模。對于常規結構橋梁，實現完全通過參數和規則來驅動模型，同步生成所有構件編碼和屬性。
通過這些努力，在設計階段結束時，能提供一套幾何高質量和數據高質量的BIM模型，為后續應用打下基礎。
應用要點
隨著《交通運輸部辦公廳關于推進公路水運工程BIM技術應用的指導意見》和四川省交通運輸廳《關于加快推進公路水運品質工程建設的實施意見》的通知等相關文件的發布，四川省高速公路設計階段的BIM應用逐步大范圍推開。通過項目實踐發現，BIM技術在設計階段除了形成項目數字模型，為后續應用打下基礎外，在山區高速公路具有其他突出的應用優勢。

基于BIM技術的路線方案比選
可視化展示
山區高速公路地理位置偏遠，交通不便，存在不少很難或無法到達的地方。三維可視化是BIM技術的突出特點，在山區環境中可充分發揮并放大這一優勢。
建立含周邊環境要素（如三維地形、地災類型及范圍、數字正射影像和其他限制性因素等）的BIM模型，基于BIM模型開展項目方案討論和匯報，能起到輔助路線選擇和方案研判等作用，目前這一優勢已被各方認可和廣泛利用。
另外，利用三維動畫 的形式表現指導性施工組織設計，也可大幅提高設計文件的可讀性。

隧道洞口區域的細化設計

應急搶險

BIM技術在設計階段的落腳點應該是解決專業問題和項目問題。為此，需提高BIM從業人員的專業素養，逐步推動BIM技術人員加入項目流程，以新的技術手段為專業發展服務，為項目需求服務，逐步推動設計流程和項目組織模式的改變，使其更加適合BIM技術的推廣。