BIM技術在隧道項目施工階段項目研究目錄TOC\o"1-3"\h\u9295第一章緒論 1308251.1研究背景 111791.2研究目的與意義 1300721.3研究內容與方法 255581.4研究綜述與相關理論 27441.4.1國內外研究綜述 277441.4.2研究相關理論 332096第二章傳統隧道工程項目施工階段研究 5324442.1傳統隧道工程特點 5184052.1.1隧道工程第一應用點-地上平面布置 5185292.1.2隧道工程第二應用點-洞口施工 5102262.1.3隧道工程第三應用點——濕噴砼 5182682.14隧道工程第四應用點——施工通風 6192572.1.5隧道工程第五應用點——施工排水 610262.2傳統隧道工程難點分析 631932.2.1隧道工程項目進度控制研究 668612.2.2隧道工程項目質量控制研究 7307422.2.3隧道工程項目成本控制研究 72334第三章BIM技術優越性分析 8220953.1BIM的基本概念 8156313.1.1BIM的內涵及特點 8287433.1.2BIM的價值 8268493.2BIM軟件及應用 9118423.2.1BIM技術優越性分析 9242613.2.2BIM技術的作用特點 1024761第四章BIM在隧道施工階段應用管理現狀 1182154.1BIM在我國的發展歷程 11213084.2BIM在施工過程中的應用及管理 11254104.2.1施工技術業務上 11325714.2.2施工生產業務上 12117474.2.3施工成本業務上 129764第五章案例分析——以A隧道為例 14196865.1工程背景 1455065.2工程項目建設難點 146925.3工程項目的組織結構和流程設計 14115195.4綜合設計目標的實現 1517323第六章總結與展望 1615728參考文獻 17第一章緒論1.1研究背景隧道信息模型（BIM）起源于20世紀70年代。這是一個新概念。隨著計算機信息技術的不斷進步，許多施工企業逐漸放棄了傳統技術，越來越多的隧道利用功能來滿足人們的審美需求。整個隧道行業對施工項目的質量和安全要求越來越高，這對施工企業來說是一個巨大的挑戰。PIM技術不僅提供了良好的平臺，而且滿足了隧道行業的主要需求。建筑信息模型（BIM）技術是實現我國隧道建設領域全面轉型的主要手段之一。BIM的應用和實施對隧道建設領域的發展模式轉變和技術改革具有重要意義。將成為推動產業發展的動力。PEM技術在工程建設中的應用，不僅可以提高隧道施工的組織水平和工作效率，而且可以促進PEM技術的應用和推廣。1.2研究目的與意義（1）研究目的：與傳統的隧道施工方法相比，BIM技術在隧道施工領域具有獨特的優勢。PIM技術與計算機系統相結合，既能實現數據交換，保證數據安全，又能節省時間和成本。目前，高效時代的要求更符合行業發展的需要。然而，由于環境和自然因素的影響，傳統的技術方法和工作方法已不能滿足日益增長的建筑需求。隨著互聯網技術的飛速發展，BIM技術在工程建設中發揮著不可替代的作用。BIM技術逐漸取代傳統的二維施工圖和現場施工圖，并采用傳統的二維平面顯示技術進行三維顯示，使原來的抽象平面變得具體。自質子交換膜技術誕生以來，質子交換膜技術在隧道領域得到了廣泛的應用。此外，PEM技術的不斷改進將成為未來隧道快速發展的基石。然而，由于BIM技術的不成熟，施工企業處于觀望狀態。本文第一部分簡要分析和闡述了BIM技術，了解了BIM技術的主要內容。最后，以海口機場工程為例，分析了BIM技術在施工過程中的重要應用和管理意義。我們希望推動PIM技術的發展，實現其在隧道行業的價值。（2）研究意義：理論意義：本文對BIM管理理念的內涵進行了簡要分析，并對其應用價值展開了論述，集中探討了BIM管理理念在隧道工程施工管理中的應用渠道，通過案例分析，探究BIM技術的價值，為BIM的理論研究提供了新的思考和研究方向，使其具有一定的理論意義。實際意義：通過案例分析，以A隧道工程為例，探究BIM技術在施工過程帶來的巨大便利，促進BIM技術的發展與推廣。施工企業可以加深理解BIM技術難題和解決BIM的流行技術。通過本文的研究對BIM技術的后續研究創新進步和應用提供有益指導，促進BIM技術的發展和隧道行業的進步，從而使其具有實際意義。1.3研究內容與方法研究內容：以BIM的運用及管理為中心，本文通過對BIM技術進行簡單地分析和闡述，了解BIM技術的發展現狀，就其應用特點和價值進行分析，最后就現實案例分析BIM技術的運用及管理在施工過程中的巨大意義。研究方法：（1）文獻研究法：通過閱讀大量的國內外文獻論文，收集相關資料，指出現有文獻的不足，借鑒現有的研究成果，統計分析各文獻的研究成果，并總結適用于BIM技術應用效益評價的指標與方法，為本文的研究提供理論基礎。（2）實際調查法：通過本人工作中實施服務的施工企業和項目的現場調研，歸納總結了施工企業BIM技術應用的影響因素。（3）案例分析法：選擇A項目施工企業中BIM技術應用的情況為此次案例探究的對象，基于本論文的探究結果剖析該項目BIM實際運用中的可行經驗，為本論文中BIM技術的運用提供策略1.4研究綜述與相關理論1.4.1國內外研究綜述BIM技術已應用于美國大多數隧道。BIM技術被廣泛使用，美國有許多BIM技術協會。例如，USACE和BSA發布了與BIM技術相關的標準。2015年，新加坡政府發布了一份文件，要求2015年后的隧道施工必須按照BIM技術進行，使用BIM技術的建筑公司將獲得不到10.5萬新元的獎勵。同時，新加坡成立了BIM技術基金，幫助企業建立PIM技術合作和項目改進等重要業務。在挪威，隧道管理局2011年發布的BIM技術指南為PIM技術的應用和參考提供了指南，包括BIM模型技術的施工指南。在英國，我們使用Revit和其他軟件在CDE平臺的幫助下實現BIM。BIM標準涵蓋了美國從施工到運營的整個項目周期。2012年，北美隧道行業使用BIM技術的公司數量達到70%，一些亞歐國家使用了BIM技術，其他國家的建筑工程技術在北美也經歷了同樣的快速發展。目前，我國對BIM技術還沒有明確的定義。麥格勞-希爾信息隧道公司將BIM技術定位為：利用三維軟件和應用軟件，建立完整的數學模型，并利用該模型計算和分析隧道施工過程中的數據，包括施工、設計和物業管理的各個階段。BIM技術于2003年引入中國，并已在隧道行業得到應用。PEM2在中國主要用于隧道工程設計。以PEM技術2.0為載體，實現隧道的虛擬化，從而實現對整個施工過程和進度的提前規劃和預測。此外，PEM技術還可以為企業和承包商提供信息，包括隧道的估計成本。目前，我國廣泛使用的BIM軟件包括樂鵬軟件、廣聯達軟件和天正軟件。在“十三五”規劃中，中央政府提出了隧道企業重點企業應用邊界元應注意的基本原則；需求拉動；服務業；政府指導在隧道三維仿真階段，結合三維邊界元技術，在三維仿真階段建立碰撞模型，在施工階段利用BIM技術進行深化設計的動態分析，可以實現光交換技術，提高相關人員的交流效率，避免延誤和返工。在隧道維護過程中，BIM技術可以用于設備的運行維護和隧道維護狀態的智能管理。BIM技術已廣泛應用于隧道施工的各個階段，極大地提高了工程質量和效率，進一步規范了整個工程，節約了資源和成本，有效地促進了工程各方的合作與溝通。國內的隧道工程不斷發展，BIM技術的傳播也顯示了隧道工程發展的新構想。隧道工程設計施工時全面實現BIM技術的應用對國內隧道工程的發展有很大影響。目前對于我國的大型隧道工程，BIM技術的應用主要還是從工程設計階段應用開始,工程與設備的運行和維護期間對BIM應用技術的應用就相對較少。我國BIM隧道技術仍然存在著許多的技術問題。（1）市場上有很多種軟件。每個軟件的存儲格式不同，軟件不兼容。不同的軟件在項目階段使用，無法快速集成到建筑工程項目階段。如果能發布行業標準隧道PIM應用規范，將推動隧道BIM模型的應用。（2）高精度隧道結構模型的設計需要一套高性能的計算機，因此現階段高精度隧道結構模型的設計比較困難。BIM技術不僅簡化了地質建模過程，而且提高了地質模型與隧道模擬的集成度，不能充分反映實際情況。在中國，為了通過計算機編程技術簡化BIM建模過程，我們需要獨立開發BIM系列軟件。（3）目前，質子交換膜隧道設計主要處于二維設計階段，無法建立真實的仿真模型。關注模型本身，對建筑環境的分析和探索基本上是空白。本文主要在設計過程的各個階段開發和應用BIM建模技術，將多學科分析與實際應用相結合，完善我國PIM行業的法律法規。我們的國家。（4）在隧道工程施工前期階段，隧道工程進度控制模擬主要基于與隧道模型施工時間相關的4D質量控制進度模擬。建立隧道施工過程監控仿真平臺是不可能的。各種相關材料和產品的成本模型必須能夠同時滿足完全統一的交互要求，這需要公共建設和相關部門的積極配合。通過工程技術人員的不斷改進，解決了施工總過程管理中各種信息集成化、系統化的漏洞，完善了施工總過程信息系統。1.4.2研究相關理論TOE框架理論：即技術、組織、環境（Technology-Organization-Environment，TOE）是由Tornatzky和Fleisher于上世紀90年代首次提出。其框架包含三個維度，即技術層面、組織層面以及環境層面，用于度量信息技術采納推廣的主要影響因素。經過實踐檢驗證明，創新技術的采用是研究人員較為感興趣的研究課題。其他研究學者繼而延續此研究路徑進一步展開，且取得廣泛的研究成果。TOE框架理論中的技術層面主要審視現有技術與采納新技術之間的對比分析，比較二者之間的相對優勢、兼容性以及采納復雜性等維度關系。組織層面則從采納決策層面分析決策者以及具體實施者對于采納新技術的支持程度。環境層面則聚焦于外部環境對于新技術采納推廣的相應影響作用。第二章傳統隧道工程項目施工階段研究295112.1傳統隧道工程特點2.1.1隧道工程第一應用點-地上平面布置考察所研宄隧道所處位置以及施工團隊對工作內容的劃分情況，發現該工程處于中鐵九局隧道綜合架子隊的施工范圍內。根據作業隊統一安排，本隧道由進出口及斜井三個工作面同時施工，設置三個作業班組。在施工上，要做到“保證重點，兼顧一般”，把重點工作的控制線放在優先位置，其他項目的確定不影響主線。該方案應滿足連續平衡施工的要求。主要施工人員和機械必須在每個施工期間連續作業，以平衡勞動力、施工機械和材料的消耗，提高效率，以便于規劃、材料供應和充分利用臨時設施。2.1.2隧道工程第二應用點-洞口施工邊仰坡施工：盡量保持地表最初的狀態，避免對周圍的生態環境造成眼中的影響，減少對其土石方數量的挖取。在項目施工以前，首先清除坡面的危石以及積土，按照計劃要求制作天溝，做好排水系統。首先應自上而下開挖，可使用挖掘機進行土層的挖掘工作，對于石質地段應進行爆破處理，在處理下層結構時，要提前進行坡度的測量，在進行下層結構挖取時做好噴錨防護。洞門施工：在洞門口首先采用弱爆破法進行爆破，然后人工清碴；洞門砼灌筑用萬能桿件支架和特制鋼木模板，進行攪拌運輸后入模，插入式振動器振搗砼完成洞門砼施工。并按照項目的具體要求做好除污防護工作，保證洞門口的設計美觀性，并且該階段的施工為保證安全，應在雨季前完成。洞口超前預支護：隧道建設的進出口兩個洞門口處的支護及施工的具體操作要嚴格按照設計和規范的要求來進行，在兩端均采用大管棚支護，間距為每米2.5根，壓注1:1水泥漿.2.1.3隧道工程第三應用點——濕噴砼一方面由于濕噴工藝的特性，在隧道項目施工過程中采用的速凝劑必須在凝聚強度及時間等多方面滿足項目設計要求；另一方面，為了確保砼的強度符合施工要求并方便進行，應經過多次試驗，滿足設計要求的前提下，嚴格控制拌合物的和易性。濕噴砼工藝能夠很好的減少回彈量，降低粉塵。噴射混凝土時，一般可分為三層從下向上進行，第一層相對較薄，3~5厘米，向上一層厚度控制在5~10厘米范圍內，最上面一層厚度一般低于10厘米，相鄰時間間隔在15分鐘以內。2.14隧道工程第四應用點——施工通風盤道嶺隧道項目施工過程中，將風機設在洞外，采用壓入式進行施工過程中通風處理。本項目與專業的通風對于合作，確保施工人員的安全情況，指定安全責任人，加強管理，將每一部落實到位，通風管必須保持平直順暢，盡量避開尖銳的拐彎處位置，保持通風順暢，同時還要檢查管道接頭的嚴密性，并注意日常養護維修，確保通風設備的良好運行；此外在隧道內部施工時，應及時對內部空氣進行監測，避免安全事故的發生。2.1.5隧道工程第五應用點——施工排水項目施工過程中應注意污水的排放，在隧道項目中，應在洞口按要求修建污水處理池，本項目采取順坡排水，施工時派專人在隧道兩側碼砌臨時排水溝，保證工作面無積水，工作面所有的水能從臨時排水溝順利順坡排至洞外，凈化后排放至指定地點。269282.2傳統隧道工程難點分析2.2.1隧道工程項目進度控制研究本次隧道施工土建工期時間為38.3個月，該隧道施工分為進口和出口兩個不同的工區，其中進口工區需要4個月準備時間，出口工區擔負2648.15m正洞施工。隧道的貫通里程為D4K465+056.進口工區棄于D4K464+800線路前進方向右側約3000米的旱地處，運距為5km。出口工區棄于D4K473+500，運距為9.6km。隧道D4K421+014至+029段和D4K467+489至+704段采用明挖法進行施工，其余地段結合新奧法原理開展施工。光面爆破，錨噴網初期支護。噴混凝土采用濕噴技術，Ⅳ和Ⅴ級的圍巖地段隧道開挖之后需要及時進行噴砼封閉并進行初期支護。隧道D4K462+029至069段以及D4K467+629+689段埋深比較淺，風化層也比較厚，在施工過程中更容易出現塌方，超前支護采用ф管棚超前支護，管棚長度進出口設置分別為10m和15m，在隧道施工時仰拱應當超過前拱墻襯砌的20m至30m之間，仰拱進行分段整體澆注，眼睛進行半幅施工，仰拱和填充可以分開澆筑，使仰拱和填充施工質量得到保障。隧道明挖段在施工時需要避開雨季，施工自上而下開挖，需要及時支護，施工期間也需要加強地表監測，加強施工排水工作。洞身襯砌該隧道進口采用斜切式洞門，D4K462+026-+029段則是采用斜切延伸段，隧道出口段采用斜切延伸段；D4K467+692+704段采用斜切式洞門。由于隧道洞身D4K462+029~+069段范圍埋深比較淺，考慮到抗震相關要求，需要使用到V型復合襯砌。2.2.2隧道工程項目質量控制研究在全隧道施工期間需要進行監控量測，并且要將其作為關鍵工序納入到現場施工關鍵工序中，監控量測需要包含以下幾方面的內容：首先，需要對深埋暗挖地段進行地表開裂，沉降觀測。觀測點需要和洞內的觀測點布置在同一個斷面歷程，而且布點觀測斷面不小于3個，觀測斷面間距為每10m一個。其次，對于3級、4級和5級圍巖段需要進行洞內洞外的觀察和拱頂下沉，凈空變化監控測量等，其中3級圍巖段量測斷面間距不應當大于50m，4級圍巖段量測斷面則不大于10m，5級圍巖段量測斷面間距不大于5m。最后，對于監控量測的數據需要進行嚴格的分析，并且對收集到的數據進行及時的匯總和分析。2.2.3隧道工程項目成本控制研究隧道工程項目成本面臨的主要合同風險是合同履行能力的風險。在建設過程中，涉及的參與方多，各方在能力和信譽方面都可能給項目成本合同履行帶來一定的風險，給項目帶來損失。第三章BIM技術優越性分析3.1BIM的基本概念3.1.1BIM的內涵及特點BIM(BuildingInformationModeling)意為：利用數字模型對建設項目進行設計、施工、運營和管理的過程。隧道信息模型是指將數字信息應用于隧道設計、造價、管理的數字化方法，不只是簡單的將數字信息進行簡單地集成。BIM技術是信息化技術在隧道行業中應用的新型表達方式，集成了建設工程項目全生命周期各個階段的信息，并通過數字化、可視化的模型方式來共享隧道物的特性信息，為項目各個參與方提供了全新的協同工作平臺，提高各方溝通效率、減少理解性錯誤，從而大大提高了建設效率、保障了施工工期與成本。BIM技術具有以下特點：（1）可視化。然而，在整個工程設計和決策過程中，不同學科之間的可視化設計和決策更能直觀地體現出不同學科之間的互動。因此，提前消除了項目的安全隱患，提高了項目的合理性和準確性，促進了項目的正常進展。（2）協調和優化。PEM技術可以根據二維CAD施工圖提供的信息協調所有專業信息，減少沖突和不必要的計劃變更，例如在建模的早期階段。為了建立模型，通過對模型中圖紙的誤差、泄漏、碰撞、缺陷等問題的研究，可以及時發現圖紙之間不合理的管線布置和各種問題的多學科優化，大大縮短了工程工期和成本。（3）模擬。在設計階段，BIM技術可以通過模擬日光隧道的能耗來幫助優化設計。在招投標和施工階段，將4dBIM技術與三維BIM模型和施工進度相結合，根據專業特點和可視化程度模擬施工，確定合理的施工方案，不僅可以指導施工現場，合理安排材料設備的進場方式和工作分配，也能生動地反映項目管理的進度。（4）信息產品的多樣性。BIM技術可以通過可視化仿真和隧道優化設計獲得各種數據和信息。包括平面圖、立面圖、剖面圖和總體施工圖。它直接通過PEM模型的碰撞檢測來消除設計變更中的相關錯誤。3.1.2BIM的價值對國內隧道施工領域來講，在施工過程中應用BIM技術既能夠節約成本，也能在保證質量的情況下加快項目施工進度。并且，BIM的深層次運用對國內隧道領域的變革有著極大的推進效用。（1）對隧道施工行業技術能力的提升有促進作用。BIM技術的有效利用可以減少工程的返工，從而有效地提高工程的可實施性和可控制性。應用BIM技術可以支持隧道環境、經濟、施工工藝等多方面的分析和模擬，實現虛擬的設計、虛擬的建造、虛擬的管理以及全生命周期、全方位的預測和控制。BIM并不只是單純的三維數字化參數模型，其核心是在建設的各個環節當中各方以模型為基礎展開信息交流和分享。它轉變了以2D為基礎的設計和專業、施工之間的配合模式，轉變了僅僅以符號和文字表述為依托的構想展開工程創建的管控模式。有助于各方更好的把握整個項目，增強了各個專業及主體的協作性。（2）推動隧道行業管理機制的創新和提升利用BIM技術創建數字化模型，對所承接項目的規劃、建造和運營全過程進行管理和優化的過程和方法，更像是一種管控過程。在該過程當中，圍繞ＢＩＭ模型，各個主體可以在一致化的模型上統一步調、相互配合，這有助于管理機制的轉變和調整（3）可有效提升行業信息化水平，推動施工項目精細化管理圍繞BIM模式，結合先進的信息技術，激發雙方對建設項目管控的支持，使智能建筑成為現實。目前，隨著云計算、海量數據、物聯網、移動軟件等越來越多的典型手段的出現，信息技術正逐步被廣泛應用，以更深入地利用技術，提供更多的技術支持和應用方式。基于BIM幾何模型，可以在項目建設的各個階段添加信息和數據，前端可以實時連接物聯網和移動軟件。控制施工現場和隧道的運營。利用云計算的低成本和高效率，可以在后端建立可靠的BIM數據庫。每個環節產生的大量信息可用于存儲、分析和開發基于大量數據的BIM技術，并建立可重用的知識庫。總之，基于BIM技術的各種信息技術的集成可以控制隧道的各個方面，包括成本、進度、原材料、質量等。有助于提高公共管理水平，實現智能建筑。3.2BIM軟件及應用3.2.1BIM技術優越性分析影響該項目的因素有五個。人、材料、機器、方法、環境（1）在施工階段，將PEM技術應用于關鍵崗位現場人員的質量管理，提高現場人員的興趣，調動各方的積極性，改變現場質量管理和分工（2）在材料供應商選擇階段，PEM技術用于收集以往建設項目使用的材料數據，了解材料信息，通過分析確定最佳供應商，確保原材料的質量和安全；在投料階段，BIM模型提供的材料清單和驗收標準文件可以方便快捷地按照規范要求標準進行，對進口材料進行驗收，確保材料的規格、型號、品種和技術標準與設計文件一致，確保材料質量。在材料的獲取和使用階段，參考施工進度計劃，提供材料清單，確定材料數量，確保材料限額。BIM技術與射頻識別（RFID）技術相結合，可以實現隧道材料的實時自動跟蹤和管理，實現更準確、高效的現場材料管理。（3）利用BIM技術模擬早期施工方法，分析施工方法在工程質量管理中的可行性。（4）BIM技術模擬作業區域的工程技術環境和工作環境，施工現場的生活區和辦公區通過建立三維模型來預測施工現場第三方動態漫游功能對環境質量的影響，充分發揮信息共享和協調的功能，及時協調項目管理環境變化的影響，創造更好的質量管理環境。3.2.2BIM技術的作用特點（1）可視化特點從現代隧道中可以看出，隧道的空間結構通常是復雜的，但很難用人腦或傳統的思維方式來想象這種空間結構。它通常是手工繪制的，但仍有一些隧道無法用肉眼觀察和測量，因此手工繪制很難完成。利用計算機數據可以更準確、方便地顯示整個隧道的空間結構。同時，對收集的數據進行處理以生成報告。此外，在整個施工過程中，您可以直觀地進行溝通、討論和討論。（2）協調性特點隧道公司的每個部門在隧道設計的每個環節都有自己獨立的部門，但每個人都有不同的想法和觀點。因此，最終可以僅從理想設計的每個環節考慮設計，但總體設計是無關的。這種情況不僅會導致一些不必要的矛盾和沖突，而且會導致未來的大規模返工，造成時間、人力和財力的浪費。將PIM技術應用于隧道碰撞設計，以碰撞報告的形式輸出并及時反饋給相關設計人員，大大降低了后期返工率，同時減少了材料浪費。（3）可出圖特點利用BIM技術可以生成隧道施工圖紙、設備管線圖、構件詳圖、碰撞檢查報告以及修改建議等并不是像通常設計的紙質的平面設計圖。他通過展現動態的設計圖和建立可視化的數據模型，能夠更好的幫助業主進行抉擇。（4）優化性特點BIM的優化型主要體現在它能夠隨時的反映因為設計發生變化而多出或者減少的成本。同時能夠對內部結構中可能存在的不規則形狀進行設計。（5）模擬性特點評價一個隧道的設計得好還是壞，除了總體設計格局上，還有一個現實因素，這個隧道設計是否符合要求還要看室內的采光是否符合標準，這些都是在圖紙上看不出來的，如果工程項目完成后才發現室內采光有缺陷，就會造成一定的損失。BIM技術能夠對未有的隧道進行仿真實驗，以此可以事前就知道這個隧道設計采光方面是否符合要求。第四章BIM在隧道施工階段應用管理現狀4.1BIM在我國的發展歷程目前，BIM技術已成為我國的發展趨勢，并在我國許多大型基礎設施項目中得到了廣泛應用。從促進地方政策的角度來看，住房和城鄉建設部率先響應了世界范圍內采用BIM技術的趨勢，并在全國范圍內頒布了鼓勵措施，支持試點城市加強BIM項目建設，推動BIM技術在國內隧道行業的廣泛應用。中央政府和地方政府制定了BIM技術指南。同時，為了滿足綠色隧道的特殊設計要求，國內一些著名隧道也嘗試采用BIM技術，如北京水立方隧道、鳥巢隧道、上海世博會全球館、南水北調中線工程、大型城市軌道交通工程等。目前，我國隧道行業采用的質子交換膜技術主要集中在隧道的整個生命周期。與我國早期應用質子交換膜相比，國內隧道行業更加重視質子交換膜技術在隧道設計中的應用，即合理優化設計。以北京2008年奧運會場館建設為例，在整個項目建設階段，尤其是整個項目管理階段，都采用了PEM技術。我們可以看到質子交換膜技術在奧運場館建設中的應用。技術方面，國內大型隧道企業也在適應形勢，積極采用BIM技術。例如，作為中國最大的隧道施工企業之一，上海建工集團積極采用BIM技術進行大型工程承包，積極推動項目團隊、子公司和業務合作伙伴實施BIM技術。對于基于BIM技術的交互式信息平臺，各方參與了信息平臺的建設，有效地共享了信息，實現了BIM技術的采用和推廣帶來的優勢。技術（如有效減少設計變更、提高設計節能、快速估算成本、縮短施工周期等），越來越多的國內企業致力于采用和推廣PEM技術。4.2BIM在施工過程中的應用及管理4.2.1施工技術業務上（1）通過碰撞檢查，有效減少返工。針對隧道工程設計，隧道、結構、設備及水暖電等不同專業的設計工作是分開進行的。在施工之前，施工單位需要將各專業設計圖紙進行綜合檢查，以保證各專業之間不發生沖突。應用BIM技術，可把多個部分的模型整合到一個當中，借助專門的碰撞檢查程序，在虛擬的三維環境下進行快速、全面、準確的計算，并找出圖稿當中的缺陷、疏漏等，消除由此產生的設計變更和工程洽商，減少施工中的返修，節省開支，減少耗時，減小風險。（2）通過施工模擬，優化施工方案。在施工之前，施工單位需要編制合理的施工方案。借助BIM立體可視化的特征展開仿真，在虛擬條件下對工程的實施計劃進行剖析、模擬和優化，可以直接掌握各個部分的時間節點以及相關步驟，更好地識別整項工作中的關鍵點和困難點，從而優化方案、提高施工效率，保證方案具備實際操作性和可靠性。4.2.2施工生產業務上支持進度管理和控制。BIM組件與實現方案相結合，形成可視化4D模型。以4D管控系統為基礎，利用三維進度圖，自動檢查施工過程中的進度、人工和物料平衡、裝載設備狀態、是否進行了科學操作、主要作業是否停止、是否有延誤等，指導合理的施工計劃。在保證施工進度、優化工期的前提下，根據施工準備進度科學合理地選址，減少二次運輸。支持現場生產的協同作用。在信息傳遞和交流過程中，基于三維信息模型的BIM以可視化、可視化和動態的方式提出并傳遞了設計思想和實現方案，極大地提高了信息傳遞的效率。同時，施工前易于理解和培訓人工技術。充分了解施工內容和施工順序。此外，基于統一模型的BIM集成了設計模型、項目管理、預算、材料設備、信息管理等功能，降低了數據收集、存儲和分析的難度。由于工程過程中信息的多樣性，提高了信息傳輸的效率。支持數字化生產和組裝建設。BIM技術與數字化制造技術的結合可以提高成形件的制造效率。在配置過程中，BIM組件的三維設計信息模型可以轉換為生產線系統所需的數字模型，完成配置處理。對于幾何模型復雜的隧道施工構件，可以大大提高生產效率，有效降低隧道預制構件的生產誤差，提高精度。此外，基于BIM的虛擬裝配系統可以恢復特定的執行狀態，識別存在的問題，優化相關的軟件規劃，減少后期的返工。4.2.3施工成本業務上（1）支持準確高效的工程量計算是工程預算、變更控制、計量、支付和工程結算的前提和基礎。使用基于BIM的工程量計算軟件可以有效地提高工程量計算的準確性和效率。可以計算BIM中的數據項。利用這部分數據，計算機可以根據嵌入式幾何、物理和空間信息計算技術推斷出不同元素的總數。同時，設計模型的重用可以節省手工圖形建模的時間，提高建模效率。（2）支持項目預算與進度的集成，擴展了5D模型全過程的三維成本管控信息模型。利用相關系統的動態管理控制效果，可以實現成本實施的各個環節。在完成第一階段基于BIM的精細計算和評估后，基于5D模型的施工模擬可以優化進度、資金、科學資源和資源利用，減少執行錯誤，降低修復率，避免進一步損失。在實施階段，在5D模型的基礎上，利用PEM模型對原材料采購計劃、人員進入計劃和資金投入進行及時、準確的分析。在數據庫中，充分遵守合同要求，了解原材料的使用情況，確定原材料的合理價格，激發“限用材料”的實際效果。基于三維模型，實現了工程量清單計價、工程量清單計價和工程結算的變更計算，并自動保存相應的變更記錄，便于查詢。通過項目成本信息的比較，可以實時控制項目成本信息，實現項目成本的管理和控制，提高項目成本分析能力。多重成本法。第五章案例分析——以A隧道為例5.1工程背景某高速公路位于合肥市內，此高速公路是兩地經濟聯系的重要通道，正常通車后，能夠加強地區間的經濟聯系，降低運輸成本，節省運輸時間，促進兩地經濟發展。根據設計資料說明，此高速公路穿越一段地質復雜的山體，由于山體覆蓋范圍廣闊，選擇繞行方案成本過高，為了節省成本和工程時間，工程方選擇直接貫穿山體建立一條高速公路隧道。本次設計任務是根據該工程的初始地質勘測及設計資料，并參考類似的工程案例，設計一條合適的高速公路隧道。5.2工程項目建設難點項目BIM隧道模型主要通過Revit建模軟件完成，對于不合理的地方，需要根據模型來對專業各自之間交錯碰撞的位置進行初步修改，減少二次變更的情況發生，以免給設計人員帶來不必要的麻煩。但是項目的建設也有著自身的難點，主要包括如下方面：本工程多為異形結構，尺寸變化大，如何實現外觀隧道美學，達到設計效果難度高，且細部的防水處理難度大，隧道物緊臨紅線，鋼構構件較大，在場地狹小的情況下建設這種超高層的隧道，就會存在很多的負載接待你，部分鋼管柱鹼、靜性鋼柱，銜架樓層板等大構件的施工難度更大，安全立體交叉防護難度也就更大。該項目涉及專業眾多，總承包商旗下的分包商數量也較多，在項目工期較短的情況下很難確保進度的有效控制，設計方、施工方等數量眾多，這些人員存在協調困難的問題，一旦出現安全問題，也很難做到及時發現和匯總，從而導致問題很容易錯過最佳的解決時機，從而得不到有效解決。由于項目較大，存在很多變更的情況，簽證和指出對比都較為麻煩，從而無法有效確定資金流量，降低了變更索賠的時效性，增加了變更計量工作量。5.3工程項目的組織結構和流程設計為攻克上述工程難點，本項目特意成立了BIM管理部，這個部門是在建設單位的直接指揮下進行的，由顧問單位及BIM設計團隊作為技術支持，由總承包單位成立的專門管理團隊，BIM建模和管理也是采取團隊組織的形式，由項目經理帶頭，由BIM負責人和項目副經理的管理下，從而確保項目的有機協調，BIM模型的復核、深化由總承包BIM團隊負責。團隊由11名成員組成，各個成員都有自己的工作和責任，大家分工協作，來確保BIM建模的順利完成。圖SEQ圖\*ARABIC1傳統計劃編制圖SEQ圖\*ARABIC2基于BIM計劃編制5.4綜合設計目標的實現該項目在利用BIM技術建立三維模型的過程中，會發現圖紙上許多的問題，比如，尺寸漏標或標注錯誤、設計不規范、節點詳圖無法對應平面圖、系統圖無法對應平面圖等；對于機電管線錯位、錯缺問題更是層出不窮。可以在三維模型中將這些問題記錄匯總，在圖紙會審時與各方進行協商溝通和交底，以便在施工前解決這些問題，避免在施工過程中影響施工進度和施工質量。基于BIM技術可視化高及模擬性強的特點，從而使得空間造型設計與施工方案設計提供有效的技術支持。利用BIM技術對復雜節點進行可視化表達，尤其是在復雜的施工節點如梁柱節點、剪力墻等容易出現少筋、漏筋和鋼筋綁扎錯誤的現象。通過施工節點的三維模型效果直觀可視化的查看鋼筋尺寸和位置關系，從而達到指導現場施工和合理安排施工工序的目的，保證節點構造的準確性。第六章總結與展望自BIM出現以來，中國政府高度重視BIM技術的發展。由中科院研發的PKPM軟件已與Autodesk公司的Revit達成戰略合作，實現了兩款軟件進行文件互導，這樣就不要重復去構建模型，也