满满的干货!带你全方位了解太湖隧道BIM技术的创新应用

来源: 作者: 发布时间:2019.10.31
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No.1

项目简介

苏锡常南部高速公路常州至无锡段是江苏省“十五射六纵十横”高速公路网规划中“十五射”的组成部分,与苏、锡、常三市的高速公路环线直接沟通,实现三市绕城高速间交通流的自由转换。

常州至无锡段主体工程起自前黄枢纽,终点在无锡南泉接无锡环太湖高速公路。路线全长43.900公里,其中无锡段22.430公里(含太湖隧道),太湖隧道全长 10.79km。

隧道采用两孔一管廊双向六车道结构形式,隧道宽约43.6米(净40.6米),是目前国内在建最长最宽的水下隧道。


No.2

工程重难点

1、建设规模大:隧道宽约43.6米(净40.6米),是目前国内在建最长、最宽的水下隧道。其中砼210余万方,钢筋33余万吨。钢板桩围堰长42000延米。抗拔桩约26万延米。隧道基坑开挖土方达1000多万方,回填土方600余万方。

2、施工组织难:施工作业面有限,土方调运协调难度大。需解决分仓逐段流水施工各工序间的衔接问题以及克服长距离、大方量土方调运困难问题。同时还需要解决隧道开挖与路基填筑在时间和空间上匹配难的问题。

3、安全风险高:堰筑法施工集超长水中围堰、深基坑、多种支护形式于一体。施工专用船舶、大型机械设备多,水上作业量大,同时经历三个汛期。淤泥、淤泥质黏土的软弱地层深基坑开挖施工。

4、质量要求严:水下超长、超宽隧道结构对于混凝土结构强度、耐久性要求高。水下混凝土结构“四重防水”体系要确保水下隧道抗渗漏满足要求。

 

No.3

M技术创新应用

3D作业指导书

本项目将BIM模型与传统作业指导书结合,以技术指标、操作要点、资源配置为核心,以工艺流程为主线,以BIM模型为载体,制作模型与技术文本相对应的3D作业指导书,可视化指导现场施工,易于学习掌握及方便使用。

 

施工模拟

运用BIM模型结合工期计划虚拟推演施工方案,以空间三维角度验证方案实施可行性,优化调整施工顺序,关键时间节点以及资源配置,确保最终施工方案安全、合理、经济,提高施工效率,降低资源损耗。

 

可视化技术交底

利用台车三维BIM模型及施工交底动画对现场一线作业人员实施可视化交底,多方位、多角度展示各项工序的施工技术要点及注意事项,确保施工安全、质量满足要求。

 

日照模拟分析

BIM模型导入专业软件中,根据一天中太阳光照强度来模拟隧道过渡段各部位的光照强度。以此验证过渡段光照格栅设计合理性,确保隧道通车后车辆在敞开段至暗埋段行驶过程中,光线照射的舒适性和安全性满足要求。

 

装饰方案漫游比选

利用Revit创建装饰层模型,Lumion软件进行模数化装饰方案设计。在主要交通节点处(车行横通道)设计醒目标识,强化视觉观感,丰富空间体验。

 

无人机应用

1)施工调查

利用无人机倾斜摄影技术生成的实景模型对标段内地形、地貌和既有结构物等全面了解,提前筛选项目驻地、钢筋棚、拌合站等建筑位置,减少现场调查时间,降低调查劳动强度,随时调阅现场环境情况,周边信息掌握更加透彻。

 

2)无人机巡检

传统的线形工程巡检工作量大,且耗费较多技术人员,对于地形地貌复杂地段更是如此,利用无人机技术进行场区巡检,消除了场地因素对巡检路线的影响,同时也降低了人员投入,提高巡检效率。

 

3)湖底清淤算量

利用无人机上安装的激光雷达通过精确定位激光束打在目标物上而获取物体的高精度三维点云信息,形成点云图像。利用图像处理软件对点云图像中的数据进行计算,高效、精确、便捷的得出目标物的体积、面积、长宽高等信息。

 

电子沙盘

利用BIM软件将实景模型与施工BIM模型整合,在触摸屏进行三维展示,真实反映施工现场进度情况,同时查看施工信息,使管理人员能够及时了解现场的进度完成情况,对下一步的施工部署提供直观蓝图。

 

No.4平台应用

 

模型管理

WBS编码为枢纽,将设计、施工信息无缝无损传递到运维阶段,辅助运维阶段进行资产管理及设备维护保养工作。在LOD300的施工深化模型中挂接设计阶段的几何、非几何信息,以及施工阶段的主体结构质量管控信息、机电设备的属性信息以及装饰装修信息等。

 

进度管理

主体模型构件中挂接计划进度和实际进度信息,利用计划进度和实际进度的对比以及质保资料的挂接,通过不同颜色来区分未完工程、已完工程、第一次计量、最终计量完成情况。

 

质量管理

1)质量巡检

管理人员通过手机巡检APP直接将现场发现的质量问题通过拍照上传系统的方式推送给整改责任人,整改责任人完成整改后信息再推送给检查人员审核,完成最终的问题整改闭合工作。

 

2)试验检测

利用物联网前端传感设备直接将现场使用的钢筋、水泥、混凝土等试验检测数据通过互联网技术传输到后台数据库,通过数据的对比分析反应现场原材、半成品及成品的质量检测合格率。确保了数据的真实性和时效性。

 

3)钢筋加工系统

利用物联网技术对钢筋加工设备进行升级改造,通过对钢筋原材进场到生产任务排程、半成品出库的全过程信息化管控。最终实现钢筋原材及加工信息与BIM模型的深度融合,做到质量问题可追溯。

 

4)混凝土拌合站综合管理平台

通过对混凝土搅拌楼硬件的升级改装,自动采集混凝土拌制过程中的质量管控数据,全过程把控出厂的混凝土质量,对于质量不达标的混凝土进行回收处理。

 

5)混凝土养护温湿度监控

通过传感设备,对混凝土养护过程中表面及内部温度的无线自动量测,数据实时传输至后台系统进行自动分析,为混凝土的配合比及养护提供决策性数据。

 

安全管理

1)人员定位

在工人安全帽上安装定位设备,通过工人的定位信息分析在场人员当前所在的施工部位及安全状态,同时也可统计在场各区域人员数量及各班组每日现场作业人员数量及人员在场有效工作时长。

 

2)机械物联网

基于NB-IoT无线广域物联技术的大数据系统,通过在工程机械设备上安装集成有车载北斗定位、油料监控及九轴姿态分析等一整套终端感知硬件设备。实现对施工现场工程机械设备的油料消耗、运行状态、里程及轨迹进行实时监控、报警等功能,可清晰的反映和记录车辆运行全过程状态。

 

3)深基坑监测

BIM平台中,将临时工程模型、监测点模型与深基坑监测平台进行数据接口对接,实现实测数据与测点模型挂接,直观查看现场各部位监测数据情况及基坑施工安全状态。

 

No.5用总结

 

社会效益

物联网设备实时采集现场安全、质量监控数据,自动分析、预警,智能化管控、可视化查看。依托BIM+GIS项目管理平台开展施工组织管理,资源配置高效,为施工安排提供可靠的数据及信息依据。

本项目BIM技术及信息化应用在各大媒体报道20余次,接待各级领导检查、参观150余次,受到了参建单位和各级领导的好评,提升了公司的社会形象和公众影响力,也为企业下一步升级转型提供辅助性研究。


经济效益

利用无人机倾斜摄影技术,建立三维实景模型,为项目部大临规划,道路选线提供了直观蓝图,大大降低前期调研所耗费的人力、物力、时间。

利用BIM的可视化特征进行管理,可有效降低各方的沟通成本,更迅速、更高效的解决现场管理问题,避免因对象不统一的沟通浪费时间。

利用物联网、互联网技术采集现场安全、质量、环保数据,确保了管理数据的真实性和时效性。通过大数据分析并制定专项应对方案可以有效降低同类问题的发生频次,减少了由于安全、质量、环保问题的发生而成本增加,延误工期。

利用BIM模型的可模拟性,对施工计划进行优化,从源头上解决了由于施工计划编排不合理、资源准备不充分导致的工期延误和资源浪费。

通过BIM模型的三维可视化交底,让现场工人从感官上对施工重点和难点部位做更深层次的了解,更加有利于现场施工,减少了由于理解偏差导致的误工、返工。

在项目BIM应用过程中,通过技术交流、邀请专家授课、内部集中培训等方式,培养了一批BIM综合应用人才,为BIM发展打下坚实基础。

文章来源:中铁四局集团管理研究院


 


 


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