BIM技術在港珠澳大橋的應用與管理：

BIM技術在設計階段主要有路線設計、BIM多專業協同設計、BIM模型出圖、設計方案論證等多個方向的應用。

1. 路線線形設計

項目組將Autodesk Revit 軟件與中交二公院自主研發的路線老師系統結合，利用路線老師系統的平面坐標、縱斷面高程以及坡度計算等功能，生成用于Autodesk Revit 建模的路線數據，采取二次開發的手段，實現隧道路線三維實體的自動創建。

2. BIM多專業協同設計

拱北隧道BIM建模項目由結構專業、交通工程專業、防排水工程專業及路基路面專業等四大專業協同設計完成。由于組成全專業拱北隧道BIM模型的構件較多，項目組建立企業級BIM構件管理系統，并將全部構件導入管理系統，形成中交二公院自主知識產權，為項目組協同管理、快速建立BIM模型起到積極作用。

3. BIM隧道設計流程

拱北隧道設計可以分為兩類：工作井和特殊段建模，其BIM建模的主要流程有項目模板、標準構件、路線線形、橫斷面、管幕及附屬構造，最后形成BIM設計成果。

4. BIM模型與出圖

基于以上步驟，項目組完成了凍結曲線管幕、暗挖開挖斷面345平方米拱北隧道BIM模型，以及東、西兩側工作井和周邊主要建筑物拱北口岸BIM模型。通過BIM三維可視化直觀的展示方式，有效解決項目挑戰多部門協調難度大的問題。根據拱北隧道BIM模型出圖，工作井施工圖、襯砌施工圖、管幕施工布置圖等。

5. 工作井選址方案

采用三維BIM模型與實景照片相結合的方法，對避免口岸建筑拆遷、工作井進入澳門界內等問題，提供了論證方案。

6. BIM三維設計平臺與有限元分析系統集成

通過軟件二次開發，實現在BIM建模軟件中導出工作井計算模型，與大型有限元分析軟件結合，對圍護結構進行三維仿真受力分析。從基坑開挖階段到暗挖破墻階段的坑內水平形變、豎向彎矩分析，計算結果變形最大值為14.2mm ，出現在開挖面中下部，最大彎矩699KN·m ，最大負彎矩-984KN·m，均滿足設計要求。

BIM技術在施工階段主要應用有建立暗挖段BIM施工模型、施工進度管理、漫游與工序模擬。

1. 暗挖段BIM施工模型

隧道暗挖段為保證施工安全，開挖斷面共劃分5個臺階15個分區，臺階高度約3.8m左右，長度約5m左右，主體結構以及支護構造物較為復雜。暗挖段BIM施工模型包含 初期支護、二次襯砌、三次襯砌，分為先仰拱、側墻及中板、最后拱部、臨時支撐、袖閥管劈裂注漿管，完成暗挖段全部模型后，可用于施工各個管理段。

2. 施工進度管理

拱北隧道項目工期要求嚴格，在總體進度控制框架下，由施工單位在征求各單位的意見后，編制總體進度計劃;然后利用AutodeskNavisworks 軟件強大的數據整合功能，將總體進度計劃與BIM施工模型各構件相互關聯，采用軟件二次開發方式，實現拱北隧道施工進度管理系統。

施工進度管理系統，整合工程項目各單位計劃進度信息，在施工過程中重點監控進度執行情況，協助總體單位完成進度的動態控制，當系統采集的進度執行情況與計劃情況不一致的時候，系統會主動提示并持續跟蹤和反饋;4D施工模擬更是以可視化的方式，向眾多參與方，集成展示整個項目的總體進度情況，嚴格控制工期起到重要作用。

3. 漫游與工序模擬

拱北隧道工程復雜，主要對復雜工點進行工序模擬，利用游戲引擎強大的展示功能，制作三維施工工序模擬，可以直觀瀏覽、檢查和方案的修改，有效應對拱北隧道工程項目工序復雜的挑戰。

♦項目創新

經過充分的調研和老師咨詢，項目組針對拱北凍結法施工，結合BIM技術特點，制定了管幕凍結設計方案，開發了管幕溫度監控系統。為配合暗挖施工，凍結管幕橫斷面上分為A ，B1，B2 ，B3 ，C五個區。為控制土體的凍脹效應，采用控制性凍結施工，并在凍結A區及局部敏感區域采用注漿改良凍結法。同時，分別在各區安裝溫度傳感器，以便掌控溫度的變化情況。

拱北隧道凍結法管幕溫度監控系統，首先需要建立凍結管、監測點BIM模型。然后，對監測點進行編號，將溫度采集數據與BIM模型構件關聯。管幕溫度監控系統，實現溫度數據關聯、溫度變化趨勢查詢、溫度預警以及風險定位等功能。相對于傳統模式，基于BIM技術的管幕溫度監控系統可以結合三維模型對于歷史數據、監測點位置等多個方面進行綜合分析，可以更加準確、及時定位于風險的位置，使項目的安全與質量得到提升。

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