山区道路因BIM更智能

随着科技发展,高速公路的发展逐步呈现信息化、智能化、绿色化等特征,并对当前高速公路的勘察设计技术提出了新的挑战。

BIM是以三维数字技术为基础集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。山区高速公路由于地形地质条件复杂、交通不便，甚至穿越无人区，生态和环保压力大、限制条件多等特点，设计难度大，适合BIM技术的应用和推广。
标准研究
在行业既有研究成果的基础上，结合现阶段的需求，形成公司的企业标准。明确了工可、初步设计和施工图设计等阶段的模型精度。数据标准方面，主要做了三方面的工作：第一，理论上的拓展。引入结构树的概念，通过一套编码体系，把整个项目按层级，有机地组合到一起。经过研究，采用设计阶段大家习惯的工程系统分解结构EBS，对项目进行分解和编码，形成基于EBS的结构树。施工阶段搭建基于WBS的结构树，通过建立两棵结构树的映射关系，目前已基本实现设计阶段的信息流转至施工阶段。第二，技术手段的补充。开发了和标准配套的属性工具，提供了对所有对象进行编码和属性挂接的可行手段。第三，管理方式的创新。为进一步提高编码和属性工作的效率和质量，开发了一套协同工作系统，为项目人员搭建统一的工作环境，实现了软件权限管理、字典版本管理等，同时具备查重、查漏等功能。

建模研究
山区高速公路项目体量大、涉及专业多，现有BIM软件无法高效完成建模工作。为推动项目顺利开展，选择在既有BIM软件的基础上，结合专业特点和项目需求进行二次开发，形成了一条快速准确的建模路线。
基础环境建模：山区高速存在外业测量困难，效率低等问题。目前四川省高速公路设计阶段已要求全面采用机载激光扫描测量，可提供点云、地形图、实景数据、数字高程模型、数字正射影像等测绘成果。为与设计数据源保持一致，采用地形图，转成三维地形，并结合工程实际，探索出了利用现场实测数据对三维地形进行快速修正的技术路线。
山区高速公路地质情况多变，不良地质显著，是决定路线走向的关键因素。建立岩土专业认可的三维地质，并赋予模型相关属性，通过开发，实现了沿三维地质体中任何路径提取岩层信息。通过上述准备，三维地质模型为后续各专业的正向设计提供了基础准备，如自动计算桩长，自动按路线方向围岩级别布置隧道标准横断面模板等。
主体结构建模：
通过探索和实践，逐步建立起一套针对山区高速公路初步设计阶段较为完善的快速建模系列模板。该套模板具有针对性强、模板全参数化、兼顾公司自研平台、工作效率高，操作性强、涵盖路桥隧等各专业，适用范围广等特点，已在沿江高速新金段、泸定至石棉高速公路等合计约1000公里山区高速公路中得到应用推广。

施工图设计阶段，实现了山区高速公路各主体专业的快速精细化建模。探索出道路相关的特殊地基处理、挡防工程、弃土场、排水、避险车道、改沟改河和隧道地下风机房、紧急停车带、过渡段、主洞超高变化等，山区高速常见要素及组合情况下的建模。并通过二次开发实现了路基路面、规则防护、隧道主洞等的几何构造和编码属性的批量生成，大幅提高了工作效率。在此基础上，结合实际项目，探索了BIM技术对传统设计的道路土方量复核。完成了公司小箱梁、T梁标准图及其他常用桥梁结构的BIM模型库建设，并在实践中不断丰富完善，实现了各类桥梁一般构造的高精度建模。对于常规结构桥梁，实现完全通过参数和规则来驱动模型，同步生成所有构件编码和属性。
通过这些努力，在设计阶段结束时，能提供一套几何高质量和数据高质量的BIM模型，为后续应用打下基础。
应用要点
随着《交通运输部办公厅关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》和四川省交通运输厅《关于加快推进公路水运品质工程建设的实施意见》的通知等相关文件的发布，四川省高速公路设计阶段的BIM应用逐步大范围推开。通过项目实践发现，BIM技术在设计阶段除了形成项目数字模型，为后续应用打下基础外，在山区高速公路具有其他突出的应用优势。

基于BIM技术的路线方案比选
可视化展示
山区高速公路地理位置偏远，交通不便，存在不少很难或无法到达的地方。三维可视化是BIM技术的突出特点，在山区环境中可充分发挥并放大这一优势。
建立含周边环境要素（如三维地形、地灾类型及范围、数字正射影像和其他限制性因素等）的BIM模型，基于BIM模型开展项目方案讨论和汇报，能起到辅助路线选择和方案研判等作用，目前这一优势已被各方认可和广泛利用。
另外，利用三维动画 的形式表现指导性施工组织设计，也可大幅提高设计文件的可读性。

隧道洞口区域的细化设计

应急抢险

BIM技术在设计阶段的落脚点应该是解决专业问题和项目问题。为此，需提高BIM从业人员的专业素养，逐步推动BIM技术人员加入项目流程，以新的技术手段为专业发展服务，为项目需求服务，逐步推动设计流程和项目组织模式的改变，使其更加适合BIM技术的推广。