国内首条八度地震区修建超大直径海底盾构隧道——汕头苏埃通道项目BIM应用

引言

在项目设计阶段，通过创建BIM模型，验证设计方案，根据模型出具施工图。统计工程量与设计工程量清单比对提高工程造价的可控性，施工模拟验证施工方案的合理性，进度模拟优化施工工序，整体提升了项目设计的准确性和项目管理效率。

1、项目概况

本工程北接天山南路，南接规划安海路，采用盾构法施工，于中山东路、南滨南路设互通立交，南岸隧道接地点与南滨南路之间设收费站。线路全长6.68公里，总投资60亿元，建设标准为一级公路兼城市道路功能，是目前国内综合难度最大的大直径盾构法海底隧道。

具体工程分段如下：

2、BIM+参数化设计

汕头市苏埃通道项目路线设计是一个空间的三维曲线设计，与大部分的"方盒子"形建筑相比，这个空间曲线的设计相对复杂，涉及很多自由曲面的变化，仅仅借助于传统的工作流程，很难高效准确地完成设计图纸。现在，借助新的数字设计平台，可以对这些复杂的几何变化进行理性的分析和设定，包括从几何学的角度对建筑的平面及三维空间生成进行准确的定义和呈现。

汕头市苏埃通道项目中，参数化设计方法应用在方案设计的各个阶段，从钢支撑、格构柱到隧道设计，都借助了参数化软件建立逻辑模型，设计师通过定义项目的复杂几何关系，为后面延续的施工图设计提供基础模型及数据。

2.1围护结构参数化设计

依据图集应用revit软件创建参数化构件族，并将施工所需的构件参数如材质、尺寸、规格等添加到族参数。便于后期材料的统计及预制加工。

围护结构参数化设计

2.2通道参数化设计

根据设计施工图在Civil3D部件编辑器中创建各通道断面的参数化的装配部件，可通过参数的设置直接建立各分段的装配，以达到快速生成通道的目的，并且为后续其他项目的BIM应用积累参数化的部件。

通道参数化

2.3隧道参数化设计

使用Dynamo 对盾构隧道管片进行可视化编程设计，设计出隧道管片模型，直接出各管片详图尺寸，并统计出每种管片工程量，便于后期管片预制及材料供应，并结合Revit软件进行隧道内装饰设计。

Dynamo参数化设计

3、BIM+可视化设计

汕头市苏埃通道项目涉及专业广泛，各细部做法复杂。传统的二维平面设计只是针对专业工程人士的语言，对于经验匮乏的人来说，无疑是一项很大的挑战。BIM技术的出现，对三维可视化设计提供了一种很好的解决方案，让图纸不在仅仅只是专业工程师的通行证，而能满足一般项目工程师的需求。

在本工程中，首先建立了各专业参数化的BIM模型，对复杂的节点出具相应的详细三维视图。对通道内部装饰、装修进行实时渲染，保障通道内部结构合理化的排布。

可视化设计

隧道模型

北岸围护结构模型

北岸主体结构模型

4、BIM+管线综合设计

汕头市苏埃通道项目由于路线设计是空间的三维曲线，对于机电专业的设计，此时在要考虑多专业协同困难的问题的同时还要考虑空间的复杂性，这就对机电专业的设计提出更高的挑战。

在Revit中针对该项目，首先制定了相应的机电建模样板，分别建立了各专业的机电模型，并将该模型导入到Navisworks中进行碰撞检查，最终按照规范对出现问题的碰撞点进行统计汇总成册，出具相应的深化设计模型并反馈至设计单位。

机电模型

模型问题清单

5、施工图阶段工程量统计

在BIM工程量统计应用过程中，按照《市政工程工程量清单计价规范》拆分子项，制定了相应的BIM模型创建标准，在建模过程严格按照该标准的要求建立各阶段的BIM模型，最终在该模型的基础上可以直接、快速、精确地计算项目的工程量，确保每个工程节点的土方挖填量、混凝土等主材用量的准确性，为业主提前合理资金配置提供依据。

工程量统计

6、施工工艺可视化模拟

建筑项目在建造过程中需要花费大量的人力物力去完成，一项大型高难度技术项目在建造前就需要做足充分准备，从各方面考虑在施工中会遇到的难题并给出解决方案。可将项目施工工艺做成动画，将建筑与动画相结合，通过动画演示出完整施工过程，活灵活现的将施工工艺模拟出来，让施工人员全面了解施工过程，保证施工质量，确保施工计划有序的执行，避免危险事故的发生。

通道施工模拟

7、施工进度模拟

本项目利用4D 软件，将模型与进度进行关联，为项目部管理人员直观展示各工区、各区域的进度推演情况，为解决各工区之间出现的工序重合、交叉、延误等问题。让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，直观展现各专业进度关系，指导资源调配及施工部署。

施工进度模拟

通过4D进度模拟后，发现原工期排布中南岸后配套段04节至06节基坑开挖及主体结构施工安排时间过短，没有考虑混凝土等强时间，重新调整后无法保证重要施工节点9月19日盾构始发井结构完工，为保证此节点目标，将盾构井后配套主体结构两道φ609换撑改为一道φ809换撑，经模拟分析，每段主体结构节省9天的拆装时间，整个后配套节省54天的施工期。

BIM阶段性应用总结

汕头市苏埃通道项目的BIM应用实现了新型BIM化的市政设计规划，在本阶段，通过BIM技术的应用共计建立了5类93种Civil3D装配部件，解决图面问题127处，施工模拟优化施工方案节约工期54天。目前本项目已完成设计阶段的BIM服务工作，业主方对湖南建工BIM中心该阶段的BIM工作表示了充分的肯定，下一阶段BIM中心将继续加强BIM与现场的结合，完成施工阶段的BIM咨询工作，从而让BIM技术更好地服务于该项目。

湖南建工集团BIM工作经历了从无到有，从有变强，在BIM的应用深度及广度上面国内一流，相继为央企、地方建工企业、设计单位、业主单位提供过各种BIM咨询服务，在BIM各应用层面具有广泛的经验，欢迎各位同行共同交流学习，共促BIM技术的推广发展。

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