1.清华大学土木工程系 北京海淀 100083；2.武广高铁公司 湖北武汉 430212
摘要：铁路隧道施工是一项动态化的施工过程，在具体施工中具有施工作业面广泛、工序变换复杂等施工特点，且在施工中对技术的选用、施工进度的管理、施工工程量的计算有着较高的要求。为此，想要提升铁路隧道施工成效，需要在铁路隧道施工中应用一种新型管理技术。BIM技术作为一种三维可视化立体技术形式，将其应用到铁路隧道工程中能够有效提升工程建设效率。为此，文章在阐述BIM技术在铁路隧道工程中应用内涵和特点的基础上，以具体实例为研究对象，分析铁路隧道工程中BIM技术的应用策略。
关键词：铁路隧道工程；BIM技术；应用
在社会经济和科技的发展支持下， BIM技术被人们广泛应用到建筑、制造、电子等众多行业，但是铁路隧道工程对BIM技术的应用仍然处于一种发展起步阶段，技术应用水平较低。在铁路运输行业竞争的日益激烈下，为了能够提升铁路运输业的市场竞争力，将BIM技术应用到铁路隧道施工中成为一种必然趋势。铁路隧道工程中BIM技术的运用能够从根本上解决铁路隧道规划、设计和运输等结算信息断层的问题，从而为实现铁路隧道工程长远发展提供重要支持。
一、BIM技术在铁路隧道工程中的应用概述
（一）BIM技术在铁路隧道工程中应用内涵
BIM技术是可视化虚拟仿真技术的简称，主要是以三维可视化数字模型为基础，通过利用数字仿真来模拟模型的三维立体信息，解决工程建设的重难点问题。BIM技术的应用在本质上建筑信息模型的应用，通过模型的应用能够为铁路隧道工程施工提供重要信息的支持。特别是在铁路隧道工程的项目设计阶段，通过应用建筑信息模型能够为工程项目设计提供更为精准的信息支持。
（二）BIM技术在铁路隧道工程中应用内容
第一，实现对工程投资的调控。在社会经济和科技的发展支持下，铁路里程数不断增加，铁路发展建设所需要的资金也相应的增多。BIM技术在铁路隧道施工中的应用能够实现对这些资金的合理把控。第二，能够对专业协同提供保证。铁路隧道工程建设涵盖多个方面的内容，需要测绘、地质勘察、机械施工、通信管理等多个部门的配合才能够完成施工。BIM技术在工程建设中的应用能够有效协调多个部门的施工。第三，加强对铁路隧道工程施工工期的控制。铁路隧道工程项目施工周期较长，有的甚至需要十年之久，BIM技术在工程中的应用能够有效提升工程工期。
（三）BIM技术在铁路隧道工程中应用特点
第一，和其他施工技术相比涵盖更多的内容。BIM技术在铁路隧道工程施工中的应用涵盖了三维地理信息模型、隧道结果三维模型等内容，在BIM技术的支持下使得铁路隧道工程施工能够打破外界多种条件的限制。第二，受线上和线下施工特点的不同，BIM技术在铁路隧道工程中的应用会涉及到不同设计模型，而模型的转换操作会关联到协同格式的转换操作。第三，在BIM技术的支持下，铁路隧道工程项目设计、施工管理、运营总承包商之间会进一步加强联系。
二、铁路隧道工程中BIM技术运用优化策略
（一）工程概述
某铁路隧道工程总体长度是4330m，是一个双线隧道。公路工程隧道建设的场地地形起伏较大，地面高程在624m-766m之间，隧道工程的最大埋深是133m，最小埋深是3m。隧道施工经过的路段大多是耕地，斜坡周围有很多植物得到发育。同时，隧道洞身经过三条大型峡谷，围岩条件较差，在施工过程中面临较大的施工难度。
（二）BIM技术在铁路隧道工程规划阶段的应用
第一，拟定参数草图。在铁路隧道施工中根据隧道的时空、界限、时速等要求来确定断面的轮廓尺寸，选择适合的支护形式和参数信息，之后应用CATIA绘图软件来编订施工草图。铁路隧道工程施工参数草图如图一所示。第二，建立模型。铁路隧道三维设计中建立的模型包含地质三维立体模型、三维选线模型、隧道三维模型等。铁路隧道三维设计中的模型如图二所示。第三，信息的额外添加。BIM技术在铁路隧道施工建设中的应用需要得到信息的支持，其中，在铁路隧道工程建设中添加的信息要具备几何属性和非几何属性两种。信息附加的常用手段包含描述添加、参数设置、外部连接、数据库存储。第三，铁路隧道工程量的计算。在打造三维立体模型的基础上，应用相关参数信息实现对辅助性隧道、附属性洞室等工程量的自动化统计分析，提升铁路隧道工程规划设计的有效性。
（三）BIM技术在铁路隧道工程施工阶段的应用
第一，模型处理。在铁路隧道工程施工设计阶段设计的模型需要能够满足工程施工建设的需要，结合实际情况将工程具体划分为开挖体制作、工序分组施工操作等内容。第二，实现对隧道工程资源的合理优化配置。BIM技术在铁路隧道工程建设中应用的时候还需要对工程建设配备相应的施工人员、设备等。第三，施工数据的载入。铁路隧道工程施工建设中会涉及到大量数据信息，具体包含施工前的地质情况预测、施工监控测量、资料检验等信息。在收集到这些信息之后，相关人员需要借助相关辅助软件来将信息载入到断面中，将信息和BIM技术的应用有效结合在一起。第四，工法的模拟转换。将BIM技术应用到铁路隧道工程中能够将以往计算操作复杂的工法转变为一种双侧壁导坑施工工序，从而有效保证了工法转换操作的有效性和合理性。
（四）BIM技术在铁路隧道工程施工运行的应用
在3DVIA技术的应用下能够将BIM模型中所包含的空间位置、结构、设备设施等信息以物理的形式展现出来，并结合工程施工要求以多种方式来存储利用这些信息，为铁路隧道工程施工运行阶段管理提供重要支持。
结束语
综上所述，BIM技术在铁路隧道工程施工建设中的应用能够实现铁路隧道施工规划设计、施工、运营管理从2D向三维立体空间模式转换，实现对整个铁路隧道工程施工建设的精细化管理，在以下几个方面提升了铁路隧道工程施工建设发展成效：第一，BIM技术以其数字化、信息化、可视化的特点提升了铁路隧道工程设计规划的精准度。第二，通过应用BIM技术实现了对各个资源的合理应用，加强了对整个隧道工程建设的动态化管理。
参考文献：
[1]赵璐, 翟世鸿, 陈富强,等. BIM技术在铁路项目隧道施工中的应用研究[J]. 施工技术, 2016, 45(18):10-14.
[2]裴作君. 铁路隧道工程中BIM技术的应用[J]. 中国铁路, 2014(11):70-73.
论文作者:高军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/11
标签：隧道论文; 铁路论文; 技术论文; 工程论文; 模型论文; 工程施工论文; 信息论文; 《防护工程》2018年第26期论文;